Изграждане и монтаж на балансиращ клапан за отоплителна система

Във всяка отоплителна система, състояща се от няколко радиаторни батерии, тяхната температура на нагряване зависи от разстоянието до отоплителния котел - колкото по-близо до него, толкова по-висока е степента. Следователно, за ефективната му работа и за осигуряване на различни изисквания за отопление на помещенията, в линията е вграден балансиращ клапан за отоплителната система.

На строителния пазар има широка гама от тези регулиращи клапани, които имат същия принцип на действие и някои разлики в дизайна. Полезно е всеки майстор или собственик, който самостоятелно извършва отопление в частната си къща, да знае за какво е необходим балансиращ клапан, правилата за инсталирането и настройването му, за да осигури ефективността, икономичността и функционалността на отоплителната мрежа.

Фиг. 1 Термоизолация на жилищна сграда с небалансирано отопление

Какво е балансиращ клапан

За да се поддържа еднаква температура в батериите, те се регулират чрез промяна на водния поток - колкото по-малко охлаждаща течност преминава през радиатора, толкова по-ниска е температурата му. Можете да спрете потока с всеки сферичен кран, но в този случай няма да е възможно да настроите и регулирате една и съща температура в устройствата, ако броят на отоплителните устройства е повече от един. Ще трябва да се измерва с температурни сензори на повърхността на батериите и чрез завъртане на клапана чрез експериментален метод, за да се зададе желаното му положение.

Балансиращите клапани, често използвани за настройка, ефективно решават проблема с поддържането на баланса автоматично или чрез прости изчисления на необходимия дебит и съответните настройки в устройствата. Структурно устройството частично блокира потока на топлоносителя, намалявайки напречното сечение на тръбите, подобно на всеки спирателен вентил, с тази разлика, че необходимият обем на подаване е точно зададен според скалата за настройка с помощта на въртящата се дръжка на механизма или автоматично.

Принцип на действие

Първо, нека разберем основните нюанси на балансирането на отоплителните устройства. В случай, че задънен клон на тръбопровода е свързан към няколко отоплителни радиатора, всяко от отоплителните устройства трябва да бъде снабдено с достатъчно количество предварително загрята вода. Необходимият обем течност се взема от предварително изчисление.

Секционен балансиращ клапан

Ако батериите не са оборудвани с термостатен клапан, тогава консумацията на вода за всеки отделен потребител ще бъде постоянна. За да регулирате подаването на течност в системата, можете да използвате ръчен балансьор, който е инсталиран на връщащата линия на кръстовището на тръбата с общата линия.

В бъдеще вентилът трябва да бъде настроен на необходимия брой обороти - за увеличаване или намаляване на диаметъра на отвора. В този случай е възможно да се постигне нормален дебит на охлаждащата течност в клона. Но какво, ако дебитът на течността в системата постоянно се променя?

В тази ситуация на помощ на потребителя ще дойде балансиращ клапан, който контролира отоплението на помещението, като създава пречка за потока на течността. По време на работата на такова устройство обемът на подаването на охлаждащата течност намалява.

Забележка! При използване на ръчен балансьор е възможна ефективна работа на 4-5 нагревателя.

Ако има повече потребители от посочения брой, тогава всяка от батериите ще получи неравномерно количество топлина. След блокиране на водния поток на първия радиатор, количеството течност ще се увеличи при втория, но в този случай клапанът няма да се затвори и излишната топла вода ще отиде по-нататък.В резултат на такава работа някои батерии ще прегреят, докато други ще получат по-малко охлаждаща течност. За регулиране на системата са необходими балансиращи клапани.

Диаграма на функциониране

Принципът на действие на нашето устройство е следният: когато вентилът е монтиран при максимален дебит на охлаждащата течност, термостатът, инсталиран на някой от радиаторите, ще намали консумацията на нагрятата течност. Резултатът от този процес ще бъде постепенно нарастващ натиск.

След известно време капилярната тръба ще показва на устройството нарастващо налягане, което ще доведе до регулиране на дебита на охлаждащата течност. Останалите термостати на други отоплителни устройства няма да имат време да изключат напълно течността и това ще доведе до балансиране на налягането и консумацията на охлаждащата течност в системата.

Защо да използвам

Инсталирането на балансиращи кранове в отоплителната система, освен поддържане на еднаква температура на батериите, в отделна къща има следния ефект:

• Точното регулиране на температурата на охлаждащата течност ви позволява да зададете нейната стойност в зависимост от предназначението на помещенията - в дневните тя може да бъде по-висока, в помощните помещения, складови помещения, работилници, фитнес зали, зони за съхранение на храна, като използвате балансьори, можете да я настроите на по-ниска стойност. Този фактор увеличава комфорта на живот в къщата.
• Промяната на потока на охлаждащата течност с помощта на регулатор на балансиращия клапан, в зависимост от предназначението на помещението, носи значителен икономически ефект, което ви позволява да спестите гориво.
• През зимата, при липса на собственици, е необходимо постоянно отопление на дома - използвайки балансиращи клапани, можете да постигнете настройка на отоплителната система с минимален разход на гориво и поддържане на постоянна температура във всички помещения. Това предимство също спестява финансовите ресурси на собствениците.

Фиг. 3 Ръчни балансиращи клапани за системи за отопление и топла вода (БГВ) в дома

Дизайн и принцип на действие

Принципът на действие на балансиращия клапан се състои в спиране на потока на течността с плъзгащ клапан или стебло, което причинява намаляване на напречното сечение на канала за потока. Устройствата имат различен дизайн и технология на свързване; в отоплителната система те могат допълнително:

1. Поддържайте диференциалното налягане на същото ниво.
2. Ограничете дебита на охлаждащата течност.
3. Затворете тръбопровода.
4. Служи за оттичане на работната течност.

Структурно балансиращите клапани наподобяват конвенционалните клапани, основните им елементи са:

1. Месингово тяло с два вътрешни или външни резбови порта за свързване към стандартни диаметри на тръбите. Връзката в тръбопровода при липса на фитинг с резба с подвижна резбована гайка (американска) се осъществява чрез неговите аналози - допълнителни преходни съединители с различни съединителни гайки.
2. Заключващ механизъм, чието движение регулира степента на припокриване на канала за преминаване на топлоносителя.

Фиг. 4 Устройство за ръчно балансиране на Danfoss LENO MSV-B

1. Копче за регулиране със скала и индикатори за настройка за регулиране на потока вътре в инструмента.
2. Съвременните модели са оборудвани с допълнителни елементи под формата на две измервателни нипели, с помощта на които се измерват обемите на потока (пропускателната способност) на входа и изхода на устройството.
3. Някои модели са оборудвани със спирателен механизъм за затваряне, за да изключат напълно потока, или имат функция за източване на течността от водоснабдяването.
4. Високотехнологичните съвременни типове могат да се управляват автоматично, за това вместо ротационна глава е инсталирано серво задвижване, което при захранване с електричество изтласква заключващия механизъм, докато степента на затваряне на канала зависи от големината на приложеното волтаж.

Фиг. 5 автоматични балансьора Danphos AB-QM - дизайн

Характеристика на дизайна

Качествената част включва надеждни компоненти:

• Здрав месингов корпус с резбови тръбни връзки. Вътре в продукта има седло под формата на специален вертикален канал.
• Регулиращ шпиндел. Работната част е представена от конус, който се завинтва в седлото. В резултат на активирането на шпиндела, потокът на отоплителната среда се блокира.
• Гумени уплътнителни пръстени.
• Капачката обикновено е направена от пластмаса. Има и метални опции.

Отличителна черта на устройството е наличието на два специални фитинга.

Те отговарят за следните функции:

1. Определя се от налягането в системата както преди, така и след клапана.
2. Свържете капилярна тръба.

Всяка от дюзите измерва налягането и ако се открие разлика в стойностите на регулиращия механизъм, се изчислява водният поток.

Видове балансиращи клапани

Балансирането в отоплителните системи се извършва с помощта на два вида регулиращи клапани:

• Ръчно... Дизайнът е корпус, изработен от цветни метали (бронз, месинг), в който е поставен балансиращ елемент, чиято степен на удължаване се задава чрез завъртане на механична дръжка.
• Автоматично... На връщащия тръбопровод се инсталират автоматични устройства заедно с клапани на партньори, които могат да ограничат потока на средата чрез предварително задаване на производителността. Когато са свързани, те са свързани с партньори чрез импулсна тръба, която се свързва с вградения тест нипел. Ако вентилът е монтиран за подаване на вода по права линия, дръжката му е червена, когато е монтирана в обратната линия, тя е синя (модели Danfoss). Автоматичните типове са модели, контролирани от серво задвижване, което се захранва с постоянно напрежение.

Вентили BALLOREX

Полската компания BROEN BALLOREX в своята серия Venturi произвежда ръчен балансиращ клапан с висока точност на управление. Такъв клапан е клапан, който има две функции:

• ръчно регулируеми клапани;
• спирателен сферичен кран.

Той позволява балансиране и хидравлично регулиране, ограничаване на потока, отваряне и затваряне на потока на работната среда в системата, както и измерване на температурата на работната среда и дебита с помощта на стандартен разходомер. Може да бъде закупен в различни дизайни. Обхватът на тези клапани се произвежда с номинални диаметри от DN 15 до DN 200 и номинално налягане PN 16 Var и PN 25 Var. Клапаните с номинален диаметър от DN 15 до DN 50 и налягане 16 var са фланцови, а клапаните с налягане PN 25 var са с резба.

Клапан BROEN BALLOREX

Всички балансиращи клапани и техните елементи (корпус на клапана, отворна плоча, спирателна топка, управляващо стебло) с номинални диаметри от DN 15 до DN 50 са изработени от хромиран месинг. Балансиращите клапани с номинален диаметър от DN 65 до DN 200 са направени от стомана с фланцови или резбови връзки.

Клапаните от серията Venturi със същия номинален размер се произвеждат с различен капацитет на потока, в зависимост от вида на изпълнението: висок (H), стандартен (S) и нисък (L). В допълнение, серията Venturi се произвежда в два вида - Venturi FODRV и Venturi DRV, тези клапани имат измервателни нипели за контрол на потока. Всички клапани на тази компания могат да бъдат монтирани във всяка позиция във всеки участък на тръбопровода преди или непосредствено след разклонение, преди или след стесняване на тръбопровода.

Също така, тази полска компания предлага автоматични балансиращи клапани в различни модификации.В обратната тръба са монтирани клапани Ballorex DP, осигуряващи необходимия спад на налягането през циркулационния пръстен при всички натоварвания. Това дава възможност за поетапно въвеждане в експлоатация на съоръжението поради възможността за балансиране на зоните. Използването на Ballorex DP ви позволява да премахнете шумовите явления, причинени от свръхналягане, създадено в други части на отоплителната система.

Клапани от датски производител

Друг производител е датската компания Danfos, която доставя клапани от всякакъв тип с високо качество на изпълнение. Ръчните клапани MSV-BD LENO ™ са ново поколение клапани. Те позволяват решаване на проблеми с хидравличното балансиране на отоплителните системи. По този начин те комбинират функциите на стандартен ръчен клапан и сферичен кран, като по този начин осигуряват бързо и пълно спиране на потока. Повечето модели ви позволяват да вземате данни на изхода и входа, но при някои модели нипелът е осигурен само от едната страна.

Автоматичен клапан ASV-M

Автоматичен ASV-M, чиято цена ни позволява да говорим за оптималното съотношение на цена и качество, може да се използва като спирателен вентил и при необходимост да се свърже импулсна тръба от ASV-P (V). ASV-I. Тя ви позволява да ограничите максималния дебит на транспортираната охлаждаща течност. Вентилът е снабден със специални тапи за измерване на нипелите. Чрез инсталиране на нипелите можете да измервате дебита на охлаждащата течност, която тече през определен участък от системата.

Клапаните от серията ASV са с висококачествена изработка. Те правят възможно поддържането на постоянна разлика в налягането между захранващия и връщащия тръбопровод. Обратната линия ASV-P има фиксирана настройка от 10 kPa. Докато ASV-PV има измерима настройка от 5-25 kPa, а ASV-PV Plus има 20-40 kPa.

Балансиращ клапан за отоплителна система

Съществуващите системи за топлоснабдяване обикновено се разделят на два вида:

• Динамичен. Те имат условно постоянни или променливи хидравлични характеристики, те включват отоплителни линии с двупосочни регулиращи клапани. Тези системи са оборудвани с автоматични регулатори на диференциалното балансиране.
• Статично. Те имат постоянни хидравлични параметри, включват линии със или без трипътни регулиращи клапани, системата е оборудвана със статичен ръчен балансиращ клапан.

Фиг. 7 Балансиращ вентил в линията - схема за монтаж на автоматични фитинги

В частна къща

На всеки радиатор е монтиран балансиращ клапан в частна къща, изходните тръби на всеки от тях трябва да имат съединителни гайки или друг тип резбова връзка. Използването на автоматични системи не изисква настройка - когато се използва двуклапанна конструкция, автоматично се увеличава подаването на охлаждаща течност към радиаторите, монтирани на голямо разстояние от котела.

Това се дължи на прехвърлянето на вода към изпълнителните механизми през импулсната тръба под по-ниско налягане от първите батерии от котела. Използването на друг тип комбинирани клапани също не изисква изчисляване на топлопредаването с помощта на специални таблици и измервания, устройствата имат вградени регулиращи елементи, чието движение се извършва с помощта на електрическо задвижване.

Ако се използва ръчен балансьор, той трябва да бъде настроен с помощта на измервателно оборудване.

Фиг. 8 Автоматичен балансиращ клапан в отоплителната система - схема на свързване

За определяне на обема на подаване на вода към всеки радиатор и съответно балансиране се използва електронен контактен термометър, с който се измерва температурата на всички отоплителни радиатори. Средният обем на доставка за всеки нагревател се определя чрез разделяне на общия брой на нагревателните елементи.Най-големият поток топла вода трябва да отиде до най-отдалечения радиатор, по-малко количество до елемента, най-близо до котела. Когато извършвате работа по настройка с ръчно механично устройство, постъпете както следва:

• Всички контролни клапани са отворени докрай и е свързана вода, максималната температура на повърхността на радиаторите е 70 - 80 градуса.
• За измерване на температурата на всички батерии и запис на показанията се използва контактен термометър.
• Тъй като най-отдалечените елементи трябва да бъдат снабдени с максимално количество отоплителна среда, те не подлежат на допълнително регулиране. Всеки клапан има различен брой обороти и свои индивидуални настройки, така че е най-лесно да се изчисли необходимия брой обороти, като се използват най-простите училищни правила, базирани на линейната зависимост на температурата на радиатора от обема на преминаващия топлоносител.

Фиг. 9 Балансиращи клапани - примери за монтаж

• Например, ако работната температура на първия радиатор от котела е +80 C., а на последния +70 C. със същите обеми на подаване от 0,5 кубически метра / час, на първия нагревател този показател се намалява със съотношение от 80 до 70, разходът ще намалее и полученият обем ще бъде 0,435 кубически метра / час. Ако всички клапани са настроени не на максималния дебит, а за да зададат среден индикатор, тогава нагревателите, разположени в средата на линията, могат да бъдат взети като отправна точка и по същия начин да намалят производителността по-близо до котела и да увеличат то в най-отдалечените точки.

В многоетажна сграда или сграда

Монтажът на клапани в многоетажна сграда се извършва във връщащата линия на всеки щранг, с голямо разстояние на електрическата помпа, налягането във всеки от тях трябва да бъде приблизително еднакво - в този случай дебитът за всеки щранг се счита за равен.

За настройка в жилищна сграда с голям брой щрангове той използва данни за обема на водата, доставяна от електрическа помпа, който се разделя на броя на щранговете. Получената стойност в кубически метри на час (за клапан Danfoss LENO MSV-B) се настройва на цифровата скала на устройството чрез завъртане на дръжката.

Принцип на действие

Балансиращите клапани са проектирани да максимизират ефективността на всички нагревателни елементи на системата, както и да я регулират по всяко време.

Препоръчваме ви да се запознаете с: Конструктивна характеристика и принцип на управление на електрически вентил

Принципът на работа на устройството е, че клапанът променя зоната на потока чрез работата на частите.

Когато дръжката, предназначена за регулиране, се завърти от двете страни, въртящият момент се предава на гайката и шпиндела. Развиването кара последния елемент да се издига отдолу нагоре. Намирайки се на дъното, тя плътно блокира потока, като не позволява на охлаждащата течност да премине през тръбите.

По този начин, когато вентилът се развие, вентилът преминава определено количество енергиен носител, увеличавайки прохода, когато се усуква, проходът се стеснява, което намалява или напълно блокира потока. Завъртането на шпиндела променя производителността на устройството.

Всяко регулиране на площта на потока води до промяна в съпротивлението на клапана към потока вода или друга охлаждаща течност.

Водата, както всеки друг енергиен носител, винаги следва пътя на най-малкото съпротивление. В резултат отдалечените отоплителни кръгове не се загряват достатъчно. Балансиращият клапан създава изкуствено съпротивление по пътя на водата, ускорявайки нейния поток в отдалечените вериги. По този начин устройството осигурява изчисления спад на налягането.

При такава работа основната задача на цялата конструкция е да осигури максимална плътност. За това производителите използват няколко опции за О-пръстени:

• от флуоропласт;
• изработени от плътна гума;
• направени от метал.

За фина настройка трябва да проучите техническите спецификации, които описват работата на системата при определени позиции на затвора.

Монтаж на клапана

Когато инсталирате клапана, поставете го по посока на стрелката върху тялото, което показва посоката на движение на течността, за да се борите с турбулентността, която влияе на точността на настройките. Изберете прави участъци от тръбопровода с дължина 5 диаметра на устройството и точката му на местоположение и два диаметъра след клапана. Оборудването е инсталирано в обратния клон на системата, водопроводният регулируем ключ е достатъчен за извършване на работата, инсталирането се извършва в следната последователност:

• Преди инсталиране не забравяйте да измиете и почистите тръбопроводната система, за да се отървете от възможни метални стърготини и други чужди предмети.
• Много устройства имат подвижна глава; за улесняване на монтажа в тръби тя трябва да се отстрани в съответствие с инструкциите.
• За монтаж можете да използвате ленено влакно с подходящо смазващо вещество, което се навива в края на тръбата и изхода на батерията.
• Регулиращият клапан се завинтва към тръбата с единия край, а вторият е свързан към радиатора със специални шайби (американски адаптер съединител), който се поставя върху изходящия фитинг на радиатора или се завинтва в клапана, играещ ролята на съединител.

Как да настроите баланса на радиаторната мрежа

Всеки клапан се доставя с ръководство с инструкции, когато го купувате, което съдържа информация за това как да се изчисли броят на завъртанията на дръжката.

С помощта на приложената схема можете постоянно да регулирате консумацията на енергия, спестявайки при отопление.

Според инструкциите трябва да завъртите клапана до определено ниво.

Има два начина за регулиране на клапана.

Метод 1

Опитните техници имат прост и доказан начин за настройка на системата.

Те разделят скоростта на клапана на броя на радиаторите, разположени по целия периметър на помещението. Именно този метод им позволява да определят точно стъпката за регулиране на дебита. Принципът е да се затворят всички кранове в обратен ред - от последния до първия радиатор.

За по-илюстративен пример, нека вземем следните характеристики на системата.

Тупиковата система има 5 батерии, които са оборудвани с ръчни клапани. Шпинделът в тях се регулира с 4,5 оборота. Разделете 4,5 на 5 (броят на радиаторите). Резултатът е стъпка от 0,9 оборота.

Препоръчваме ви да се запознаете с: Видове и функционални характеристики на фланцовия възвратен клапан

Това означава, че следните клапани трябва да отворят следния брой обороти:

Метод 2

Има и друг, много ефективен начин за настройване. Извършва се по-бързо и включва възможността да се вземат предвид индивидуалните характеристики на всеки от радиаторите. Но за да извършите такава настройка, ще ви е необходим специален термометър от контактен тип.

Целият процес протича в следната последователност:

1. Отворете всички клапани без изключение и оставете системата да достигне работна температура от 80 градуса.
2. Измерете температурата на всички батерии с термометър.
3. Премахнете разликата, като затворите първия и средния кран. В този случай последните механизми не трябва да се регулират. Като правило първият клапан се завърта с максимум 1,5 оборота, а средният с 2,5.
4. Не правете никакви корекции в продължение на 20 минути. След като адаптирате системата, измерете отново.

Основната задача на този метод, подобно на предишния, е да премахне разликата в температурата, с която всички батерии в стаята се отопляват.

Настройка на балансиращия клапан

За да се балансира отоплението в частна къща, се избират ръчни устройства с необходимия диаметър, като се прави техният избор и настройка, като се използва съответната схема, приложена в паспорта. Първоначалните данни за работа с графиката са обема на подаване, изразен в кубични метри на час или литри в секунда, и спада на налягането, измерен в барове, атмосфери или Паскали.

Например при определяне на позицията на индикатора за настройка на модификацията MSV-F2 с номинален диаметър DN, равен на 65 mm. при дебит 16 кубически метра / час. и спад на налягането от 5 kPa. (Фиг. 11) на графиката, точките на съответните скали на дебита и налягането са свързани и линията се удължава, докато условната скала пресича коефициента Ku.

От точка на скалата Ku чертае хоризонтална линия за диаметър D, равен на 65 mm., Намерете настройката с числото 7, което е зададено на скалата на дръжката.

Също така, за избрания диаметър на устройството, неговото регулиране се извършва с помощта на таблицата (фиг. 12), според която се определя броят на оборотите на шпиндела, съответстващ на определен поток.

Фиг. 11 Определяне на положението на скалата на клапана при известно налягане и определено водоснабдяване

Фиг. 12 Пример за таблица за ръчно регулиране

Как се извършва инсталацията

Много е важно да се гарантира, че клапанът е в правилното положение по време на монтажа. В този случай стрелката на тялото трябва да съвпада с посоката на движение на охлаждащата течност

Това положение ще осигури не само необходимото проектно съпротивление на клапана, но и необходимия дебит. В същото време си струва да се отбележи, че отделните производители позволяват възможността за монтиране на клапана не само в посока, но и срещу потока. В същото време стъблото в повечето модели може да заеме различно пространствено положение.

По време на инсталационния процес си струва да защитите работните тела на клапана от проникването на различни механични замърсители. За да направите това, пред клапана трябва да бъде монтиран колектор за кал или специален филтър. За да се елиминира турбулентното движение на течността, е необходимо да се осигурят прави участъци с достатъчна дължина преди и след клапана. Това изискване е задължително посочено в документацията за клапана.

Отоплителна система, оборудвана с балансиращ клапан, трябва да се напълни по специален начин. За това в системите, оборудвани с динамични клапани, е задължително да се осигурят връзки за пълнене, които трябва да бъдат разположени в непосредствена близост до клапана на връщащия тръбопровод. А клапаните, монтирани на захранващия тръбопровод, трябва да бъдат затворени разумно. За регулиране на балансиращия клапан се използват специални разходомери или таблици за диференциално налягане и дебит. Във всеки случай обаче първоначалното изчисление се извършва дори на етапа на изчисляване на отоплителната система.