Балансувальна арматура призначена для регулювання витрати в системах опалення та охолодження, вона дозволяє не тільки підвищити комфортність, а й знизити енергоспоживання. Розглянемо проєктні рішення щодо застосування автоматичних балансувальних клапанів у двотрубних системах опалення
На початку сторіччя багато фахівців з проєктування систем опалення сприймали автоматичні балансувальні клапани як деяку «закордонну дивину», що не має жодного сенсу у вітчизняних системах. І їх можна було зрозуміти: у радянську методику розрахунку систем із постійним гідравлічним режимом та гідроелеваторами у якості спонукача циркуляції теплоносія легко «вписувалися» лише ручні балансувальні клапани, як «інтелігентний аналог» дросельних шайб.
Але «вода камінь точить»… Поступово на зміну гідроелеваторам прийшли індивідуальні теплові пункти; у проєктах сучасні горизонтальні двотрубні системи замінили радянські вертикальні «однотрубки»; полімерні труби, що прокладають у стяжці підлоги, вже давно не викликають жах у споживачів… А головне – місце кранів подвійного регулювання в обв’язці опалювальних приладів зайняли сучасні автоматичні регулятори температури повітря в приміщені, які дозволяють точно підтримувати бажану температуру в приміщенні та при цьому ще й заощаджувати кошти на опаленні. Але їх безперервна робота призводить до постійних коливань витрати та тиску, тобто система опалення працює при змінному гідравлічному режимі. Чи можна для балансування таких систем застосовувати статичну арматуру?
Ручні балансувальні клапани, які є саме статичною арматурою, можна оптимально налаштувати лише на один режим експлуатації – зазвичай це стан під час роботи з повним навантаженням. Однак протягом року система опалення фактично працює при повному навантаженні лише кілька днів. Решта робочого часу навантаження сучасних систем лише часткове, при якому статичні клапани зовсім не виконують покладену на них функцію: при зниженні витрати наявний тиск зростає і його надлишок потрібно «спрацювати» на балансувальній арматурі, але в даній ситуації втрата тиску на ручному балансувальному клапані не зростає, а навпаки стає меншою. Тому саме застосування радіаторних терморегуляторів кардинально вплинуло на впровадження нових методик проєктування із застосуванням автоматичних балансувальних клапанів, розроблених для забезпечення ефективної роботи систем зі змінним гідравлічним режимом.
Сучасне гідравлічне балансування систем опалення зводиться до певного подрібнення розгалуженої системи на незалежні одна від одної підсистеми (регульовані ділянки), у кожній з яких автоматично забезпечуються свої розрахункові параметри. Такий підхід в гідравлічному балансуванні системи є значно простішим ніж був раніше при розрахунку статичних систем. Витрата у регульованій ділянці залежить від її гідравлічного опору та наявного перепаду тиску. Для того, щоб обмежити цю витрату, необхідно призвести опір всіх циркуляційних кілець регульованої ділянки до розрахункового (у двотрубних системах опалення це роблять у процесі наладки, налаштовуючи клапани терморегуляторів у кожного опалювального приладу на проєктне значення) та забезпечити необхідний перепад тиску. А як це зробити, якщо у системі зі змінним гідравлічним режимом внаслідок роботи терморегуляторів наявний тиск постійно і непередбачувано змінюється? Відповідь дуже проста: застосуйте автоматичні регулятори перепаду тиску, які стабілізують наявний тиск у регульованій ділянці на заданому рівні.
Автоматичні балансувальні клапани
HERZ пропонує широкий асортимент автоматичних балансувальних клапанів для систем опалення. Регулятори перепаду тиску HERZ доступні в діапазоні типорозмірів від DN15 до DN150. Існують моделі з регульованим діапазоном перепаду тиску, з фіксованим налаштуванням перепаду тиску, а також моделі з кран-буксою, на яку можна встановити термоелектричний привід. Розглянемо більш детально: які регулятори застосовують у яких проєктних рішеннях і які переваги вони мають.
Регулятор перепаду тиску з діапазоном регулювання: опис та монтаж
Традиційним рішенням для автоматичного балансування двотрубних систем опалення є застосування регулятора перепаду тиску з діапазоном регулювання (рис. 1) в межах від 5 до 30 кПа, який встановлюють разом з клапаном-супутником (балансувальним або запірним клапаном із можливістю підключення імпульсної трубки регулятора). Якщо крім стабілізації тиску потрібно також обмежити максимальну витрату у регульованій ділянці, то у якості супутника обирають балансувальний клапан. Якщо такої потреби немає (обмеження витрати здійснюють налаштуванням клапана терморегулятора на кожному опалювальному приладі), то застосовують більш бюджетний запірний клапан. Налаштування регулятора визначають гідравлічним розрахунком системи опалення, вказують у проєктній документації та виставляють при наладці системи.
Рис. 1. Регулятор перепаду тиску HERZ 4202
Обрану пару автоматичних балансувальних клапанів дуже часто встановлюють на групу приладових (квартирних) віток (рис. 2), але при цьому повинна виконуватись вимога державних будівельних норм: сумарна кількість опалювальних приладів у об’єднаних в одну групу вітках не повинна бути більше понад вісім.
Рис. 2. Схема застосування регулятора тиску у двотрубній системі опалення
Це проєктне рішення має ряд недоліків, основними з яких є збільшення гідравлічного опору системи, ускладнення її наладки та висока ймовірність
розбалансування при несанкціонованому втручанні мешканців. Тому рекомендовано застосовувати для кожної квартири власне автоматичне регулювання параметрів теплоносія. Але встановлення на кожну приладову вітку регуляторів з попереднім налаштуванням, безумовно, здорожує систему. Тому компромісним рішенням можна вважати поквартирне застосування більш дешевих регуляторів, що мають фіксоване заводське налаштування.
Регулятори перепаду тиску з фіксованим налаштуванням: опис і схема монтажу
Регулятори перепаду тиску з фіксованим незмінним налаштуванням (рис. 3, наприклад, 13 або 23 кПа) також мають досить широке поширення, особливо у системах опалення багатоквартирних житлових будинків. Основною відмінністю розрахунку таких систем є те, що на регульованій ділянці не налаштовують розрахунковий перепад тиску, а встановлюють регулятор з найближчим більшим фіксованим значенням тиску стабілізації. При цьому надлишковий тиск враховують при визначенні ступеня налаштування клапанів терморегуляторів.
Рис. 3. Регулятори перепаду тиску HERZ 4202 FIX
Такі регулятори є дешевшим, але їх застосування (рис. 4) навіть має свої переваги: спрощується наладка системи, виключається несанкціоноване втручання мешканців у налаштування регулятора, і, найголовніше, значно зменшується гідравлічний опір системи у порівнянні із рішенням по встановленню регулятора перепаду тиску з діапазоном регулювання в межах від 5 до 30 кПа на групу приладових віток.
Рис. 4. Типова схема застосування регуляторів тиску з фіксованим налаштуванням
Розглянуті рішення дуже гарно зарекомендували себе у новому будівництві. А якщо враховувати, що автоматичне гідравлічне балансування, на додаток до термостатичного регулювання, є важливим заходом для зниження енергоспоживання системи опалення та підвищення теплового комфорту, то зрозуміло, чому ці рішення навіть часто називали «безальтернативними». Але потреби в максимальному комфорті при мінімальному енергоспоживанні теж неухильно зростають.
Регулятори перепаду тиску з кран-буксою
Забезпечення належного теплового комфорту, безпека в експлуатації та високий ступінь ефективності – це далеко не всі, але найважливіші вимоги сучасних споживачів до системи опалення. Тому інженери-конструктори HERZ не зупинилися на досягнутому і розробили регулятори перепаду тиску з кран-буксами, на які можна встановити приводи та під'єднати їх до програмованих електронних регуляторів температури повітря в приміщенні або до автоматизованої системи управління. Завдяки цьому користувач отримує можливість реалізувати додаткові функції, такі як зонне регулювання, зниження температури на нічний період або перехід на режим енергозбереження під час відпустки.
Регулятори перепаду тиску з кран-буксою (рис. 5) також мають фіксоване незмінне налаштування перепаду тиску (13, 23 або 50 кПа), тому розрахунок систем з такими регуляторами не відрізняється від розглянутого вище рішення. Але той додатковий потенціал в економії енергії за рахунок її розумного споживання, який може отримати користувач, дообладнавши регулятор термоелектричним приводом і навіть простим механічним регулятором кімнатної температури, дуже складно переоцінити.
Рис. 5. Регулятор перепаду тиску з кран-буксою HERZ 4202 FIX TS
Регулятор перепаду тиску – HERZ 4012 VS-TS: схема застосування
Розглянемо ще один регулятор перепаду тиску – HERZ 4012 VS-TS (рис. 6) з вбудованими балансувальним, запірним та зонним клапанами. Цей автоматичний балансувальний клапан, що конструктивно є комбінацією регулятора перепаду тиску і регулюючого клапана з попереднім налаштуванням, був розроблений для стабілізації перепаду тиску з обмеженням максимальної витрати у приладовій вітці системи опалення. Наявність кран-букси дає змогу додатково оснастити клапан термоелектричним приводом для регулювання витрати через контур або для зонного регулювання. Особливо часто ці регулятори встановлюють на квартирні приладові вітки (рис. 7), коли бажано обмежити витрату теплоносія ззовні житлових приміщень.
Рис. 6. Регулятор перепаду тиску HERZ 4012 VS-TS
Рис. 7. Схема застосування регулятора перепаду тиску HERZ 4012 VS-TS
***
У статті розглянуто три найбільш поширені в Україні проєктні рішення по застосуванню автоматичних балансувальних клапанів, які умовно можна назвати «традиційним», «рекомендованим» та «енергоефективним». Яке саме реалізовувати у кожному конкретному об’єкті – вирішувати замовнику, але це буде вибір між «хорошим», «гарним» і «кращім». У будь-якому випадку завдяки автоматичному балансуванню системи опалення вирішується багато технічних задач та усувається безпека виникнення ряду проблем при експлуатації, а саме:
- стабілізація перепаду тиску забезпечує оптимальні умови роботи автоматичних регуляторів температури повітря в приміщенні та запобігає шумоутворенню вище допустимого рівня в усіх режимах їх експлуатації;
- обмеження максимальної витрати запобігає перевищенню швидкості руху теплоносія і, як наслідку, шумоутворенню в трубопроводах;
- зростання гідравлічного опору системи трубопроводів внаслідок корозії та відкладення накипу протягом довготривалого часу компенсується регулятором (зростає опір елементів системи, але знижується втрата тиску на регуляторі);
- суттєво спрощується наладка системи – достатньо одноразово виставити проєктні значення налаштувань;
- знижується енергоспоживання насосів;
- усувається вплив природного (гравітаційного) тиску до регульованої ділянки;
- балансування системи при її розширенні або частковому використанні відбувається автоматично…
В першу чергу розуміння всіх наведених переваг, а не вимоги Державних будівельних норм України щодо обов’язкового застосування автоматичних балансувальних клапанів в системах HVAC, сприяє дуже широкому застосуванню цього обладнання у новому будівництві. Проєктувальники вже давно впевнилися не лише у спрощені гідравлічних розрахунків розгалужених систем з автоматичним балансувальним клапанам, але й у відсутності гідної альтернативи їх використанню. Монтажники багаторазово на своєму досвіді переконались у простоті та швидкості проведення наладки, а експлуатаційники – у надійності обладнання та в якісній і безшумній роботі системи. А власники сучасних квартир… насолоджуються підвищеним рівнем комфорту, отримують додаткову економію коштів на опаленні й, мабуть, навіть не підозрюють, що забезпеченню цього сприяє ось така «закордонна дивина» – регулятор перепаду тиску.
Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!
Переглянуто: 3 836
