Питання – для чого саме в вашій квартирі встановлено регулятор тиску та чи потрібен він взагалі, виникає, коли деякі проектувальники передбачають облаштування редукторів тиску просто тому, що так було в тому проекті, звідки вони скопіювали схему відповідної ділянки лінії подачі води, не утруднюючи себе розрахунками. Отож, для чого власне встановлюють регулятор тиску в квартирі і як його обрати, якщо є доцільність установки такого приладу?
Випадків, коли редуктор тиску дійсно потрібен, по суті є всього три:
- тиск у стояку водопроводу на рівні вводу у конкретну квартиру, вищого за значення допустимого тиску;
- редуктор виконує роль обмежувача потоку, щоб забезпечити достатній тиск перед водорозбірними приладами на інших поверхах будинку в цілому;
- істотна різниця в напорах гарячої та холодної води, що перешкоджає нормальній роботі змішувачів.
Розглянемо окремо кожен з таких випадків.
Тиск у стояку водопроводу вище припустимого. Припустимий тиск на вході у квартирний водопровід визначено положеннями ДБН В.2.5-64:2012 «Внутрішній водопровід та каналізація», а саме в п. 6.6 зазначено: «Тиск води в системах питного і протипожежного водопроводу на відмітці найбільш низько розташованих санітарно-технічних приладів не повинен перевищувати 0,45 МПа, на відмітці найбільше вище розташованих приладів – за паспортними даними цих приладів, а за відсутності таких даних – не менше 0,2 МПа і не більше, ніж 0,45 МПа на всіх інших поверхах…».
Подкаст: Редуктор (регулятор) тиску води: правильній підбір
Розглянемо в якості прикладу стояк ХВП у будівлі з 25-ма поверхами (рис. 1 а).
Рис. 1. Схеми стояка ХВП 25-поверхового будинку:
а) без редукторів; б) редуктори на 4,5 бар; в) редуктори на 2,7 бар
Якщо висота поверху 3,0 м та лінійні втрати по стояку 500 Па/п.м., тиск на рівні водорозбірного пристрою першого поверху має складати 9,56 бар. Лише за цих умов тиск на рівні 25-го поверху досягатиме необхідного значення 2,0 бар. Тобто, до 17-го поверху рівні тиску перевищують нормовані ДБН значення тиску на вході, а саме 4,5 бар. Виходить, що лише на останніх 7 поверхах даної багатоповерхівки не треба встановлювати редуктори тиску на введенні води в квартиру.
Чим небезпечний підвищений тиск у квартирному водопроводі? По-перше, більшість побутових водорозбірних пристроїв розраховано на тиск не більше 6÷10 бар, вони просто можуть не витримати більш високий тиск.
По-друге, за умов підвищеного тиску суттєво підвищується вірогідність прискореного кавітаційно-абразивного зносу золотникової частини змішувачів та кранів. Це можна проілюструвати наступним чином, див. рис. 2.
Рис. 2. Рух води через вентиль змішувача
Припустимо, що на вхід квартири подається вода під тиском Рвх.
Користувач налагоджує змішувач так, щоб тиск після нього складав Рвих. За цих умов перепад тиску на запірному елементі змішувача дорівнюватиме:
ΔРзміш=Рвх-Рвих (1).
Коефіцієнт місцевого спротиву у золотнику можна викласти формулою (2):
ζ=((Sвх/Sд·ε)-1)2 (2),
де:
Sвх – площа отвору на вході; Sд – площа дроселюючого отвору;
Sд=πDзол.·H;
Dзол. – діаметр золотника; H – висота підйому кромки золотника над сідлом; ε – коефіцієнт стискування струї, для вентильних вузлів ε дорівнює 0,65.
Отже перепад тиску на вентильному пристрої складатиме:
ΔPвент.= ζ·Рдин. =((Sвх/ πDзол.·H·ε)-1)2·½ ·ρ·vвх 2) (4)
Оптимальну подачу через вентиль змішувача можна прийняти G=0,1 л/с, що відповідає швидкості потоку у вхідному трубопроводі із сталевих труб ½” (при Dвх=15,7 мм; Sвх=193 мм2).
Звідси швидкість води на вході:
Vвх=G·10-3/Sвх·10-6=(0,1·10-3/193·10-6)= 0,52 м/с (5)
Тоді швидкість води в проточній частині запірного елементу золотника вираховується за формулою:
Vзол=G·10-3/(πDзол.·H·10-6) (6)
Для наочності можна скласти таблицю залежності перепаду тиску на вентилі та швидкості потоку у проточній частині золотникового елементу від висоти піднімання золотника вентилю H (висоти циліндричного дроселюючого поясу, через який протискується вода при Dзол.= 12 мм).
Таблиця 1. Залежність показників вентилю від висоти підйому золотника над сідлом
Тиск Рвил, що забезпечить подачу G=0,1 л/с через змішувач, можна розрахувати за формулою:
Рвил=0,005·(4G/μπd2)=0.005·(4·0,1·10-3)/(0,1·3,14·122·10-6)=0,39 бар (7),
де μ – коефіцієнт розходу (для змішувачів з аераторами ванн та рукомийників μ=0,1); d – внутрішній діаметр виливу (приймаємо 12 мм).
Якщо проаналізувати таблицю 1, то можна зробити висновок, що чим вищим є тиск перед вентилем, тим меншою є зона (здатність) регулювання. Тобто зміщення золотника лише на 0,1 мм призводить до суттєвої зміни показників подачі, що не дозволяє адекватно та коректно налаштувати потрібну кількість води, що проходить через змішувач (а для гарячої води – і регулювання температури).
Припустимо, тиск на вході Рвх дорівнює 6 бар. Для зменшення тиску до потрібних 0,39 бар, золотник має розташуватися над сідлом на відстані лише 0,12 мм. При цьому швидкість у проточній частині на кромках запірного елементу досягатиме 22 м/с. Така велика швидкість окрім суттєвого шуму викликатиме абразивно авітаційне зношування сідла та металевого корпусу змішувача, що поруч із сідлом, рис. 3. Наявність у воді мікроскопічних абразивних часток ще більше збільшує руйнівну здатність потоку та зношення приладу.
Рис. 3. Абразивно-кавітаційна дія на метал
Установка фільтрів механічного очищення води не вирішує повністю проблему видалення абразивних часток, тому що їх паспортна пропускна здатність не відповідає фактичній, особливо для значного дроселювання.
Розглянемо приклад 25-поверхової будівлі, де на 18-му поверсі тиск на вводі до квартири перевищує 4,5 бар, тому необхідно від першого до 17 поверху встановити редуктори тиску на вводі до квартир, що налаштовані на тиск після себе 4,5 бар (див. рис. 1б). Поверхи з 18-го до 25-й таких приладів не потребують. Навіть якщо вони й змонтовані, то регулюючі золотники мають бути в них виведені в стан «повністю відкрито».
Редуктор тиску як обмежувач потоку
Зважаючи на те, що для розрахунку витрат холодної та гарячої води опираються на ймовірнісні методи, то в час пікових потреб у водопостачанні не у всі квартири багатоповерхового будинку вода потрапляє з однаковими параметрами. До прикладу, у наведеній на рис. 1б схемі для 25-поверхового будинку, на верхні поверхи води буде або потрапляти замало або вода зовсім не потраплятиме, навіть якщо всі редуктори будуть встановлені згідно із схемою.
Річ у тім, що існує різниця вхідного тиску із-за рівня (висоти) поміж першими та останніми поверхами. Підвищена подача води на нижніх поверхах призводить до нестачі води на верхніх поверхах. Аби запобігти даній нерівномірності подачі подеколи використовують динамічні обмежувачі витрат води, які не впливають на налаштування статичного тиску, але в динаміці звужують прохід у трубопроводі, через який вода потрапляє в квартиру на нижньому поверсі, чим обмежує подачу води споживачеві. Таким чином води вистачає й на верхні поверхи.
Звичайний регулятор потоку являє собою регулятор тиску із встановленим за ним регульованим дроселем із гідравлічним зв’язком перед дроселем та після дроселя, заведеним у відповідні порожнини регулятора – як тільки тиск поза дроселем збільшується (тобто зменшується потік через дросель) через зворотній канал тиск піднімає золотник регулятора, у статиці він підважений пружиною. Такий прилад досить складний, потребує налаштувань та може забруднюватися із-за неякісної води і виходити з ладу.
Існують простіші конструкції обмежувача потоку для нижніх поверхів, наприклад, такий як показаний на рис. 4. Клапан по будові нагадує зворотний та реагує на збільшення швидкісного напору, що супроводжує збільшення потоку води. Підважений зворотною пружиною золотник повністю знаходиться у задньому положенні при статичному режимі або коли швидкісний напір потоку недостатній, щоб перемістити регулюючий орган вперед. В латунному корпусі із конічним сідлом розміщено рухливе звужене сопло із додатковими отворами. При збільшенні потоку понад міру із-за появи значного швидкісного напору на сопло діє сила, що намагається стиснути пружину та пересунути сопло з конусом ближче до конусного сідла, чим зменшує живий перетин клапану та обмежує подачу води. Незважаючи на просту будову існує явний недолік такого пристрою – на деяких режимах такий клапан може входити в режим автоколивань. Другий недолік – невисокий ресурс, що викликано відкладенням шламових забруднень на пружинному зазорі, особливо на гарячій воді, де можуть ще й відкладатися «солі жорсткості» води. Крім того, такі регулятори розраховані на тиск до 6 бар, отже не відміняють потребу в установці редукторів, що можуть працювати при значеннях вхідного тиску більше 6 бар.
Рис. 4. Обмежувач потоку
Дуже часто використовується схема за рис. 1в, за якою на всі поверхи (окрім 2-х верхніх, регулятори взагалі не потрібні) встановлюються регулятори, налаштовані трохи нижче середини робочого діапазону налаштувань для квартирного регулятора на 6 бар – на 2,7 бар. Це дає змогу всюди по стояку досягти тиску і подачі води, якої достатньо для нормальної роботи всіх водорозбірних пристроїв та змішувачів.
Загальні вимоги до регуляторів тиску на певному місці та особливості їх монтажу визначені у ДБН В.2.5-64:2012 «Внутрішній водопровід та каналізація. Частина I. Проектування. Частина II. Будівництво».
Проте нерідко буває, що споживач самовільно втручається в роботу системи та переналаштовує редуктор, чим перебирає на себе подачу води, в той же час подача води до інших квартир зменшується. Аби запобігти цьому рекомендовано встановлювати редуктори в недосяжних для споживача місцях, або такі, які не мають зовнішнього доступу до налаштувань (чи доступ до налаштувань є суттєво обмежений).
Для прикладу таких редукторів можна згадати вироби, наведені на рис. 5 та 6.
Редуктор вирівнює тиск між гарячою та холодною водою
Не завжди холодна та гаряча вода потрапляє в квартиру багатоповерхового будинку з однаковим тиском або з однаковою подачею. Змішувачі дещо вирівнюють цю ситуацію, але сучасні змішувачі нормально працюють, якщо різниця тиску поміж лініями подачі води не перевищує 10% (паспортні дані). Ще гіршою ситуація стає, коли в одній із ліній суттєво знижений тиск із-за нерівномірного водорозбору в інших квартирах. Слід пам’ятати, що редуктор не може підвищувати тиск в лінії, а лише знижує його. Якщо в одній із ліній регулярно тиск є нижчим, аніж налаштування регулятора, то таку ситуацію можна виправити лише за допомогою установки підвищувального насосу (рис. 7), наприклад такого, який показано на рис. 8.
Рис. 7. Схема застосування з редуктором на ГВП та насосом на ХВП на квартирному вводі
У прикладі на рис. 7 на лінії води гарячої ванної (6 бар) змонтований поршневий редуктор VT.087, що налаштований на вихідний тиск 2 бар. На лінії подачі холодної води з типовим значенням тиску 1 бар встановлено підвищувальний насос VT.VRS 12 / 8G (див. рис. 8).
Рис. 8. Підвищувальний насос VT.VRS 12/8G
Даний насос обладнано реле протоку, тому він вмикається лише коли відчиняється вентиль змішувача та здатен підвищити тиск на 9 м.в.ст., працюючи при температурі до 110°C.
Про перетікання
Часом буває, що гаряча вода з’являється одразу і в гарячому, і в холодному трубопроводі. Подекуди вважають, що це відбувається через те, що не встановлено регулятори тиску. Чи так це насправді? Головною причиною «перетоку» гарячої води у холодний трубопровід дійсно є різниця тиску в трубах. Але яким чином гаряча вода потрапляє в холодний трубопровід? Ось головні випадки, коли це трапляється:
- Наявність арматури з попереднім змішуванням. Якщо у когось із мешканців будинку встановлений змішувач для біде, гідромасажна ванна чи душ, то дана квартира є потенційним джерелом перетікання. В цих приладах потоки гарячої та холодної води попередньо з’єднуються незалежно від того, чи відкритий кран, чи ні;
- Ємнісний водонагрівач, який мешканці встановлюють в якості аварійного джерела гарячої води не має на вході зворотного клапану (або такий клапан несправний). Абразивне зношування керамічної регулюючої пластини «однорукого» змішувача (робочий орган якого зміщується поперек потоку), див. рис. 9;
- Помилкове вмикання душового перемикача у середню позицію. В такому разі вода або не потрапляє зовсім, або помалу потрапляє в лійку та вилив змішувача, проте обидва канали подачі холодної та гарячої води виявляються з’єднаними поміж собою (рис. 10). В такому разі вода з тої лінії, де тиск більший, може потрапляти в іншу магістраль, якщо на вході у квартиру такої лінії (як зазвичай) не встановлено зворотного клапану.
Інколи наявність редуктору дійсно спроможна дещо поліпшити ситуацію По-перше, редуктор майже вирівнює тиск у лініях. По-друге, сам редуктор може відігравати роль зворотного клапану, але це не розрахунковий режим його роботи.
Рис. 9. Зона можливого пошкодження керамічної пластини зсувного змішувача
По-третє, якщо тиск від «перетікання» поруч з клапаном виявиться вищим, аніж налаштоване значення тиску після клапану, то клапан буде відкритий для перетоку.
Таким чином, запобігти появі перетікання можна лише завдяки зворотному клапану, що й рекомендовано у ДБН В.2.5-64:2012, п. 9.13: «На вводах у квартиру систем холодного та гарячого водопостачання в житлових та громадських будинках, які проектуються згідно з ДБН В.2.2-24, рекомендується встановлювати зворотні клапани для унеможливлення перетікання води з холодної мережі в гарячу і навпаки в зв'язку із використанням різноманітного сантехнічного обладнання з електронним керуванням (для душових кабін, біде та інших приладів)».
Рис. 10. Душовий перемикач (Перемикач душової системи)
Вибір редуктора
Для правильної роботи водопостачальної системи необхідно вибрати редуктор тиску, що відповідає умовам роботи та має відповідні проточні характеристики. Треба мати на увазі, що всі міркування, які стосувалися того, що регулятор має працювати в середині тієї зони, на яку він розрахований. При дуже великому ступені регулювання в регуляторі відбувається значне дроселювання, що призводить до появи шуму, автоколивань, прискореному абразивно-кавітаційному зношуванню сідла та корпусу (див. рис. 11).
Рис. 11. Наскрізне руйнування корпусу редуктора
Для того, щоб запобігти таким негативним явищам, для вибору редуктору на вході в квартиру треба притримуватися деяких практичних рекомендацій, наведених нижче.
Швидкість робочої рідини на вході в редуктор не має перевищувати 1,5 м/с, тобто подача через редуктор не перевищуватиме:
для 1/2" – 0,29 л/с;
для 3/4" – 0,52 л/с;
для 1" – 0,86 л/с;
для 1 1/4" – 1,52 л/с.
Зниження тиску від налаштованого значення при розрахунковій подачі не має перевищувати 1,2 бар. «Налаштованим» є тиск, який було отримано в умовах відсутності подачі, тобто найменша поява потоку зменшує значення тиску, що й відображено у проточних діаграмах, які зазвичай наводяться в паспортах приладів, див рис. 12. З них видно, що для більшості редукторів виконання першої умови зазвичай гарантовано призводить до виконання другої.
Рис. 12. Проточна діаграма квартирного редуктора VT.087, компанії Valtec
Співвідношення вхідного тиску з налаштованим (коефіцієнт редукції) не має перевищувати 2,5. Наприклад, якщо тиск на вході дорівнює 16 бар, то налаштовувати такий редуктор можна на тиск, не менший за 16:2,5=6,4 бар, незалежно від вказаного в паспорті значно більшого діапазону допустимих налаштувань.
Налаштування на тиск, що нижчий від рекомендованого нижнього рівня призведе до появи шуму та передчасного зношування приладу.
Відео. Арматура безпеки інженерних мереж
Можна також розбити систему на декілька рівнів по висоті (для приватного будинку з декількома поверхами), щоб понизити тиск до прийнятного рівня, чи послідовно встановити ряд пристроїв для зменшення тиску, див. рис. 13 (а, б).
Рис. 13. Способи зниження тиску перед редуктором
Наприклад, можна послідовно встановити два редуктори, на виході яких буде витримуватися рекомендоване співвідношення для тиску (2,5), див рис. 13а. Інший спосіб – встановити перед редуктором зворотний клапан та дросельну шайбу, яка знижуватиме в динаміці тиск перед редуктором, але це не працює в статичному режимі (див. рис. 13б).
Відео. Редуктор тиску води, навіщо він потрібен
Правильний вибір та монтаж редуктора тиску значно подовжить термін експлуатації як самого редуктора, так і водорозбірної арматури чи побутових пристроїв. Крім того, це позбавить мешканців від небажаного шуму. Хоча і традиційна, але завжди актуальна порада, якою не варто нехтувати – звертайтеся до професіоналів, дотримуйтеся їхніх порад та використовуйте тільки надійне обладнання від знаних виробників, що піклуються про свою репутацію.
Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!
Переглянуто: 11 136
дякую за корисну статтю