О выборе регуляторов давления для многоэтажных зданий

В. Балашов

Регуляторы давления, установленные на вводах хозяйственно-питьевого водопровода в квартиры многоэтажного здания, предохраняют арматуру и оборудование квартир от избыточного давления воды источника водоснабжения, снижают до нормативного значения расход воды через точки водоразбора, уменьшают шум в квартирной системе и по стояку в целом. Что необходимо учесть при выборе регуляторов давления на этапе проектирования хозяйственно-питьевого водопровода?

Регуляторы давления – это устройства, предназначенные для уменьшения заданного значения давления на выходе и поддержания стабильного давления воды независимо от расхода. Такие устройства еще называют клапанами понижения давления или редукционными клапанами. Англоязычный термин для этого устройства – relief valve – отражает его назначение: редукционный клапан сглаживает пульсации давления после себя, поддерживая его на заданном уровне.

Регуляторы давления – важное устройство в системе водоснабжения многоэтажных зданий. Они позволяют избежать опасного повышения давления при уменьшении водоразбора, что особенно характерно для водоснабжения многоэтажных зданий, расположенном на сложном рельефе с разными высотами. Они также позволяют обеспечить наличие в локальной системе зон с разным давлением, например, повышенное давление для пожарных гидрантов. Редукционные клапаны (регуляторы давления, редукторы) защищают гидросистему от высокого давления воды на входе в здание; обеспечивают стабильность расхода воды у потребителя, чем экономят воду; способны снизить вероятность возникновения гидроударов; снижают шум при работе системы водоснабжения; помогают сбалансировать давление у потребителей на разных этажах в высотной застройке.

Правила и рекомендации

В ДБН В.2.5-64:2012 «Внутренний водопровод и канализация» определены требования к гидростатическому давлению в системе хозяйственно-питьевого или хозяйственно-противопожарного водопровода, которое не должно превышать определенных значений, а именно:

  • 0,45 МПа (не более 0,6 МПа для зданий, проектируемых в сложившейся застройке) на отметке наиболее низко расположенного санитарно-технического прибора;
  • 0,2 МПа (или не выше паспортных значений) на отметке наиболее высоко расположенных приборов.

При расчетном давлении в сети, превышающем предельное нормированное значение, необходимо устанавливать устройства, понижающие давление до безопасного предела и устраняющие пульсацию давления.

Согласно европейскому стандарту DIN 4109 регуляторы обязательно устанавливают при давлении в сети свыше 5 бар. Необходимость установки регуляторов также возникает, если предельное значение давления в сети, на которое настроен предохранительный клапан (клапан сброса), различается от рабочего давления менее чем на 80%.

Регуляторы давления, монтируемые в системе хозяйственно-питьевого водопровода, должны обеспечивать после себя назначенное давление и при статическом, и при динамическом режиме работы системы.

Требования и рекомендации к установке редукционных клапанов определяются нормативными документами. Однако сейчас в Украине приказом от 14.12.2015 № 184 «Об отмене межгосударственных стандартов в Украине, разработанных до 1992 года» отменен ранее действовавший стандарт ГОСТ 12678-80 «Регуляторы давления прямого действия. Основные параметры». Идущий ему на замену новый ДСТУ, как ожидается, будет включать положения евростандарта EN 1567:1999 «Building valves – Water pressure reducing valves and combination water pressure reducing valves – Requirements and tests» (Арматура водопроводная для зданий. Редукционные и комбинированные редукционные клапаны для воды. Требования и испытания).

Таким образом, сейчас формально отсутствуют стандарты, которые бы помогали проектировщикам определиться с выбором редукционных клапанов, их условных проходов, показателей объемных расходов и давлений при эксплуатации систем водоснабжения многоэтажных зданий. Решение о выборе конкретных моделей регуляторов давления для установки на вводах водопровода в квартиры многоэтажных зданий остается за проектировщиком.

Принцип действия

Для жилых зданий, как правило, применяют регуляторы давления прямого действия. Они работают по принципу уравновешивания сил. С одной стороны на регулирующий орган действует сила, задаваемая сжатой настроечной пружиной, с другой – давление в камере после дросселирования потока (рис. 1). При понижении давления в системе водоснабжения ниже заданного пружиной (например, при увеличении водоразбора), клапан приоткрывается и пропускает воду с давлением в подающем патрубке в полость «после себя», которое действует на нижнюю часть мембраны. Мембрана, в свою очередь, стремится приподняться и вернуть перепускной клапан в положение, соответствующее настроенному давлению, и, таким образом, обеспечить (в известных пределах) постоянное давление в гидросистеме независимо от потребляемого расхода. При плавном изменении или пульсации давления на входе в редукционный клапан, мембрана, чья эффективная площадь равна площади седла регулятора, воздействует на шток и устанавливает регулирующий орган в новое положение, которое соответствует заданному давлению (силе сжатия пружины). В случае прекращения водоразбора регулятор полностью закрывается.

AW-Therm-N5_ОТОПЛЕНИЕ_GiacoРис. 1. Устройство редукционного клапана прямого действия

С чего начинать выбор

Подходящий по техническим характеристикам редукционный клапан следует выбирать, начиная с правильного определения суммарного расхода в регулируемой ветви водоснабжения. Это прямо влияет на условный диаметр устройства, который не следует выбирать «с запасом». Редукционный клапан должен работать в середине диапазона своей пропускной способности. Нужно избегать режимов, при которых клапан работает на малых расходах, т. е. практически в закрытом положении. Высокая степень дросселирования приводит к неточности регулирования и нестабильности давления после себя, т.е. к ситуации, когда редукционный клапан не обеспечивает свое основное назначение – стабильное давления в гидросистеме.

Параметр Ду для редукционного клапана определяют по специальным таблицам, номограммам, учитывающим скорость потока, как, например, показано в таблице 1, или исходя из рекомендаций производителей.

Tabl_GiacominiТаблица 1. Рекомендуемый диаметр условного прохода Ду регулятора давления системы водоснабжения в зависимости от расхода воды

Регуляторы давления систем домового водоснабжения выполняют с фланцевым и резьбовым присоединением. Принцип действия внутриквартирных редукционных клапанов схож с принципом работы общедомовых регуляторов – уравновешивание давления воды на поясках регулирующей втулки и давления от настроечной пружины.

Форм-фактор

На вводах хозяйственно-питьевого водопровода в многоквартирных зданиях сегодня устанавливают моноблочные регуляторы, а также гибридные многофункциональные устройства, которые, помимо редуцирования и поддержания на заданном уровне давления «после себя», выполняют также функции запорной арматуры и фильтрующего устройства.

Надежность моноблочного регулятора при прочих равных выше, чем надежность гибрида, совмещающего в одном корпусе регулятор и фильтр, или же регулятор, фильтр и запорный кран. «Моноблоки» компактны, их намного проще «вписать» в ограниченное пространство сантехнического шкафа, чем гибридное устройство. На время проведения регламентных и ремонтных работ моноблочный регулятор демонтируется и заменяется сгоном соответствующей длины.

Гибридные многофункциональные регуляторы со встроенным запорным устройством намного сложнее и дороже моноблочных регуляторов. Они, как правило, и более чувствительны к качеству пропускаемой воды.

В квартирах и не только

При выборе редукторов рекомендуем обратить внимание на продукцию европейских компаний. На рынке Украины представлены регуляторы давления компаний Caleffi, Giacomini (рис. 2), ICMA, IVR, (все – Италия), Danfoss (Дания), Herz (Австрия), Honeywell (Германия) и многих других производителей. Например, поршневые и мембранные регуляторы давления серии R153 итальянской компании Giacomini отличаются высокой надежностью и прекрасно работают в условиях «нашей» воды с высокой жесткостью и часто с недостаточной степенью очистки от механических загрязнений.

AW-Therm-N5_ОТОПЛЕНИЕ_GiacoРис. 2. Редукторы давления Giacomini R153C, R153M и R153P

Моноблочные регуляторы давления Giacomini серии R153 применяются в промышленности и в быту для редуцирования и поддержания заданного давления воды в трубопроводе. Помимо воды регуляторы работают на гликолевых растворах с концентрацией гликоля до 50%.

Поршневые, так и мембранные регуляторы серии R153 соответствуют требованиям европейского стандарта EN 1567 «Арматура водопроводная для зданий. Редукционные и комбинированные редукционные клапаны для воды. Требования и испытания».

Область применения этих регуляторов не ограничена системами холодного и горячего водоснабжения многоэтажных зданий и квартир в них. Они также могут использоваться в установках для кондиционирования воздуха (чиллер-фанкойловых системах), в санитарно-техническом оборудовании, в ирригационных системах, системах распределения сжатого воздуха (немасляного тумана), в фототермальных гелиосистемах и др.

Основные параметры регуляторов давления Giacomini R153Р и R153М приведены в таблице 2. В соответствии с рекомендациями производителя температура рабочей жидкости для поршневого редуктора R153Р не должна выходить за границы диапазона от 0°C (до замерзания жидкости) и до +130°C, а для мембранной модели R153М — от 0 до 80°C.

Согласно ДБН В.2.5-64:2012 температура горячей воды в местах водоразбора должна соответствовать требованиям ДСанПиН 2.2.4.171-10 и быть не ниже 60°C для присоединяемых к открытым системам, не ниже 55°C – к закрытым, и быть не выше 75–80°C. То есть, регуляторы серии R153 не имеют ограничений по температуре при установке на вводах в квартиры и могут использоваться в системах и холодного, и горячего водоснабжения.

Tabl_Giacomini2Таблица 2. Основные параметры регуляторов давления R153Р и R153М

Диапазон регулирования давления на выходе регулятора модели R153Р может составлять от 1 до 5,5 бар, а из R153М — от 1,5 до 7,0 бар. Заводская настройка для этих моделей составляет 3 бара, такое давление оптимально для эксплуатации многих моделей водоразборной арматуры и домашней техники, использующей воду.

Максимальное рабочее давление на входе в регуляторы может составлять 25 бар. Это позволяет в соответствии с ДБН В.2.5-64:2012 использовать регуляторы давления R153Р и R153М в зданиях высотой до 75 м.

Качество материалов

Материалы, применяемые для изготовления регуляторов давления в системах холодного и горячего водоснабжения питьевого и хозяйственного назначения, имеют большое значение не только с технической точки зрения (надежность работы, эксплуатационный ресурс), но и для безопасности человека. Регуляторы изготавливают из разных металлов и сплавов, используются детали из полимеров, поэтому очень важно иметь сертификаты соответствия на эту продукцию, которые, в том числе, свидетельствуют о безопасности для здоровья человека.

Например, мембранный регулятор давления Giacomini R153M выполнен из латуни DZR, устойчивой к коррозии (согласно стандарту EN 806-2 A.1), имеет усиленную механическую прочность корпуса и внутренних деталей для защиты от гидроударов и абразивного износа, индифферентен по отношению к перемещаемой через него воде с высоким содержанием хлора. Как в поршневой модели R153Р, так и в мембранной модели R153M компенсационное седло выполнено из высококачественной нержавеющей стали AISI 303 и устойчиво к кавитационному износу. Поршневой узел обеспечивает точность регулировки и бесшумность работы регуляторов.

Уплотнительные кольца поршневых моделей выполнены из этилен-пропиленового эластомера (EPDM) с низким коэффициентом трения, отличаются повышенной износоустойчивостью, вследствие чего почти не нуждаются в техобслуживании. Эластичная мембрана в мембранной модели R153M также выполнена из материала на основе EPDM, дополнительно усилена полиамидным материалом с высокой механической прочностью и соединена с уплотнительным кольцом из пористой резины на основе EPDM, что гарантирует надежность и высокую точность регулировки давления.

Особенности монтажа

При монтаже следует учитывать особенности конструкции регуляторов прямого действия. Например, клапаны с Ду 80 мм и более следует устанавливать горизонтально, чтобы шток регулятора и механизм пружины располагались вертикально. Это помогает компенсировать вес подвижных частей регулятора. При горизонтальном расположении массивной пружины и штока их вес приходится только на одну сторону уплотнений мембраны и направляющих устройств, что ведет к их ускоренному износу и преждевременному выходу регулятора из строя. Для редукционных клапанов с меньшим диаметром условного прохода это требование менее критично, тем не менее, следует строго соблюдать рекомендации производителя.

Редукционные клапаны на входе в многоквартирный дом монтируют в месте перехода от сети водоснабжения к внутридомовой системе после узла учета расхода воды. Редукционный клапан на вводе в квартиру следует устанавливать после запорной арматуры и фильтра перед квартирным счетчиком воды и манометром.

Регуляторы давления следует монтировать в местах с положительной температурой и не допускать возможности их замерзания – следует предусмотреть соответствующую теплоизоляцию или обеспечить подогрев корпуса. После клапана рекомендуют устраивать прямой участок трубопровода длиной от пяти до десяти диаметров, чтобы предотвратить неустойчивую работу и стабилизировать поток воды «после себя».

Оптимальные настройки

Регуляторы давления позволяют уменьшить расход потребляемой воды и тем самым получить существенную экономию. Редуцирование давления воды в системе водоснабжения с 0,6 до 0,3 МПа уменьшает ее потребление семьей из четырех человек примерно на 29%. Признано, что оптимальный уровень давления в системе водоснабжения для жилья не превышает 0,25 МПа. При проектировании систем водоснабжения рекомендуется придерживаться приведенных значений.

Больше важных статей и новостей в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь!



Оставьте комментарий

Telegram