Особенности выбора изделия
Для того чтобы клапан работал эффективно, его нужно правильно выбрать и монтировать. Чтобы покупка оказалась правильной, нужно учитывать такие параметры:
- Диаметр патрубка и пропускного отверстия. Тут учитывается тип среды, с которой будет работать трубопровод, и его величина. Чем больше диаметр пропускного отверстия, тем в большем диапазоне он может работать. Но при выборе больших показателей учитывается давление внутри системы.
- Тип запирания. Клапан может быть регулирующим или запорно-регулирующим. Во втором случае просвет трубы может перекрываться полностью.
- Диапазон применения.
- Материал изготовления. Тут выбор зависит от условий использования приспособления.
- Тип фиксации на трубе.
- Способ управления изделием. Для работы автоматических клапанов они должны быть подключены к электросети.
- Тип механизма регулировки.
Размер корпуса и диаметр патрубков должен совпадать с размером трубопровода.
Регулирующий клапан — обязательный элемент запорной арматуры. Он позволяет снизить расход жидкого теплоносителя или газообразного вещества. В случае поломки трубопровода запорный элемент позволит остановить только определенную часть системы для ремонта.
Правила и нормативы, применяемые в системах теплоснабжения МКД
Организация системы теплоснабжения многоквартирного здания жестко регламентируется законодательными актами и нормами СанПиН.
Так, согласно СанПиН 2.1.4.2496-09:
«Температура горячей воды в местах водоразбора независимо от применяемой системы теплоснабжения должна быть не ниже 60 °С и не выше 75 °С».
Температура горячей воды должна быть более 60 градусов Цельсия для ее дезинфекции от вирусов и бактерий, которые могут выживать при меньших показателях температуры, но погибают при значениях выше этой цифры.
С другой стороны, использование воды, нагретой выше 75 градусов – недопустимо, поскольку может привести к ожогам.
Согласно постановлению Правительства РФ от 6 мая 2011 года N 354 «О предоставлении коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов»:
1. Система отопления должна обеспечивать нормативную температуру воздуха:
a. в жилых помещениях — не ниже +18 °С (в угловых комнатах +20 °С);
b. в районах с температурой наиболее холодной пятидневки -31 °С и ниже от +20°С (в угловых комнатах от +22°С);
c. в других помещениях, в соответствии с требованиями законодательства Российской Федерации о техническом регулировании.
2. Система отопления должна обеспечивать допустимое превышение нормативной температуры не более 4 °C;
3. Допустимое снижение нормативной температуры в ночное время суток (от 0.00 до 5.00 часов) — не более 3°C;
4. Снижение температуры воздуха в жилом помещении в дневное время (от 5.00 до 0.00 часов) не допускается.
Устройство и принцип работы
Чтобы разобраться, из чего состоит и как работает термосмесительный трехходовой кран самого распространенного седельного типа, следует изучить представленную ниже схему. Внутри латунного корпуса с тремя патрубками методом литья устроены 3 камеры, проходы между которыми перекрываются тарельчатыми клапанами. Они закреплены на одной оси – штоке, выходящем из корпуса с четвертой стороны.
В смесительном 3-ходовом кране выходной патрубок (откуда идет смешанная вода) всегда открыт, остальные 2 штуцера поочередно закрываются термоголовкой
Принцип действия следующий: при нажатии на шток начнет открываться проход для одного потока и постепенно закрываться для другого, в результате чего в камере смешивания клапана получится вода необходимой температуры. Она покидает латунный корпус элемента через третий патрубок. Регулировка силы нажатия на шток осуществляется термоголовкой с выносным датчиком температуры, установленным в соответствии со .
Весь процесс стоит разъяснить подробнее:
- Представьте, что со стороны горячей воды поступает недостаточно прогретый теплоноситель. Тогда механизм пропускает его дальше, а третий патрубок закрыт. Выносной датчик наполнен термочувствительной жидкостью и посредством капиллярной трубки соединен с резервуаром (сильфоном) внутри термоголовки.
- При нагреве датчика эта жидкость расширяется, ее объем в трубке и сильфоне увеличивается, в результате последний начинает нажимать на шток трехходового клапана. Момент нажатия определяется регулировкой на шкале термостатической головки, настроенной на требуемую температуру.
- После этого к потоку разогретой воды подмешивается холодная из третьего патрубка и температура воды на выходе из термоклапана остается неизменной, хотя нагрев теплоносителя на входе продолжается.
- Если входящая вода продолжает нагреваться сверх нормы, то для сохранения установленной температуры на выходе термостатический клапан может полностью перекрыть вход и открыть боковой проток. При этом шток опускается в крайнее нижнее положение.
- Как только датчик отметит остывание теплоносителя, головка слегка отпустит шток, откроется седло клапана с горячей стороны и начнется подмешивание нагретой воды.
Если вести речь о разделительном клапане, принцип его работы практически такой же, только при нажатии на шток один поток начинает делиться на два. А вот в переключающем элементе направление движения меняет электропривод, о чем подробно рассказано на видео:
Настройка в частном доме
Иногда можно слышать от владельцев частных домов ошибочное суждение, что балансировка отопительных систем нужна только в больших зданиях. Или они считают, что настройку оборудования можно и не проводить, а регулировки делать по мере надобности. Как уже упоминалось ранее, в любой системе отопления, сложной или простой, происходят физико-химические процессы. И если гидравлическое сопротивление рабочей среды достигнет предельных значений, то может случиться аварийная ситуация или даже что-то непоправимое.
Поэтому это заблуждение полностью лишено логики. Там, где проживают или работают люди, балансировка систем отопления просто необходима. Ее миссия не только в обеспечении комфорта, но и безопасности. Все элементы должны работать в оптимальном режиме как одно целое, чем обеспечивается еще и экономия расходов на оплату энергоресурсов.
Чтобы минимизировать риски при эксплуатации индивидуальной системы отопления, нужно иметь базовые представления, что такое балансировка, и зачем ее проводить в принципе. Если вы поручили это дело мнимому мастеру, и он уверяет вас, что система уже грамотно спроектирована, и для настройки достаточно вычислений инженера, тогда целесообразнее балансировку заказать в другой компании. Часто реалии существенно отличаются от теории, когда нужной температуры в здании не удается достичь.
Каждый руководитель жилищного хозяйства, домоуправления, каждый владелец дачи, частного дома или коттеджа обязан знать и должен понимать значимость балансировки и ее первостепенную необходимость и в централизованном отоплении, и в индивидуальном. Отопительная система не может быть готова к эксплуатации без проведения настройки оборудования, а в общественных, жилых и производственных зданиях ее использование не допустят надзорные органы в законодательном порядке.
Основные характеристики регулирующих клапанов
Определяющими факторами при выборе запорно-регулирующих клапанов являются показатели транспортируемой среды. Кроме того, нужно учитывать конструктивные особенности трубопровода и условия эксплуатации арматуры.
К основным характеристикам регулирующих клапанов относятся:
- условный проход (DN);
- давление (PN) и температура рабочей среды;
- масса и габаритные размеры;
- срок службы, наработка на отказ и назначенный ресурс.
Важным параметром также является пропускная способность (Kv), которая рассчитывается согласно методике РТМ 108.711.02-79.
На основе полученных данных из предлагаемого ряда подбирается клапан КЗР или КР. При этом пропускная способность арматуры не должна превышать расчетные показатели больше, чем на 10-30%. Иначе в зоне закрытия регулирующие клапаны будут работать с повышенной частотой включений, которая приводит к увеличению отказов, быстрому износу деталей и узлов. Тип пропускной характеристики арматуры определяется профилем плунжера: она может быть линейной или равнопроцентной.
Характеристики регулирующих клапанов производитель указывает в паспорте и на корпусе арматуры. Маркировка выполняется в соответствии с ГОСТ 4666-2015 и располагается:
- На табличке, которая прикреплена к крышке клапана регулирующего. В маркировке указывают наименование производителя, дату изготовления, знак обращения на рынке ТС и таблицу фигур, а также давление, диаметр и пропускную способность.
- В виде литья на лицевой стороне корпуса регулирующего клапана. Данные маркировки указывают DN, PN и материальное исполнение.
Схема подачи рабочей среды необходима для правильной установки трубопроводной арматуры и указана на табличке или выполнена с помощью литья на лицевой стороне корпуса. Наружные поверхности клапанов седельных запорно-регулирующих и регулирующих окрашены эмалью НЦ-132, которая образует прочный слой и защищает металл от коррозии. Цвет покрытия соответствует ГОСТ 4666-2015 или подбирается по согласованию с заказчиком.
Классификация систем теплоснабжения МКД по расположению источника тепла
По месту расположения источника тепловой энергии системы теплоснабжения делятся на
· Централизованные;
· Местные децентрализованные;
· Индивидуальные децентрализованные.
Централизованные системы теплоснабжения
В подобных системах теплоснабжения источником тепла могут быть:
· ТЭЦ (теплоэнергоцентрали);
· Котельные, работающие для одного или нескольких зданий.
Рис. 1. Принципиальная схема централизованной системы теплоснабжения
Контроль потребленной тепловой энергии в централизованной системе теплоснабжения производится с помощью узла учёта, который установлен на границе балансовой принадлежности тепловой сети. Часто для МКД граница расположена на вводе сети в дом.
Централизованная система теплоснабжения включает в себя:
· Трубопроводы отопления и ГВС (полимерные или металлические);
· Запорную и запорно-регулирующую арматуры;
· Отопительные приборы: радиаторы, конвекторы, регистры;
· Теплоизоляцию трубопроводов;
· Фильтры, грязевики, манометры, термометры;
· Узлы управления системой отопления и ГВС;
· Теплообменное оборудование;
· Насосное оборудование;
· Расширительные баки необходимого объема;
· Предохранительные клапаны;
· Различные датчики;
· Узел учета тепловой энергии;
· Систему подпитки и очистки воды;
· Щиты автоматики и электрические щиты.
Местные децентрализованные системы теплоснабжения
В данном типе систем теплоснабжение каждого здания происходит от отдельного источника – котельной.
Рис. 2. Принципиальная схема местной децентрализованная система теплоснабжения
В местной децентрализованной системе теплоснабжения узел учета на вводе в дом не устанавливается. Вместо него устанавливают узел учета потребленного газа на весь дом целиком.
Такая система состоит из двух частей:
· Инженерной системы здания (систем отопления и ГВС);
· Оборудования в котельной.
В состав инженерной системы дома входят:
· Трубопроводы отопления и горячего водоснабжения;
· Запорная и запорно-регулирующая арматуры;
· Отопительные приборы: радиаторы, конвекторы, регистры;
· Теплоизоляция трубопроводов;
· Фильтры, гидрострелки, грязевики, манометры, термометры;
· Узлы управления системой отопления и ГВС;
· Теплообменное оборудование;
· Насосное оборудование.
В состав оборудования котельной входят:
· Котел или группа котлов;
· Дымоход;
· Насосное оборудование;
· Расширительные баки необходимого объема;
· Предохранительные клапаны;
· Контрольно-измерительные приборы: манометры, термометры;
· Различные датчики;
· Узел учета газа;
· Система подпитки и очистки воды;
· Щиты автоматики и электрические щиты;
· Газовые трубопроводы и оборудование;
· Системы сигнализации и защиты.
Индивидуальные децентрализованные системы теплоснабжения
В индивидуальных децентрализованных системах теплоснабжения помещения или группа помещений (квартир) снабжаются теплом от отдельного источника – чаще всего котла. При этом узел учета потребленного газа устанавливается в каждой квартире.
Рис. 3. Принципиальная схема индивидуальной децентрализованной системы теплоснабжения
Индивидуальная децентрализованная система теплоснабжения состоит из:
· Настенного котла (газового или электрического);
· Полимерных (из полипропилена или металлопластика) или стальных трубопроводов;
· Отопительных приборов (радиаторов, конвекторов, регистров) с запорно-регулирующей арматурой;
· Теплоизоляции.
Производители
Отдавать предпочтение надо смесительным клапанам от производителей, которые хорошо себя зарекомендовали на рынке. К таким компаниям относятся:
- Esbe (Швеция) — занимает лидирующую позицию по качеству продукции данного вида. Клапаны надёжные, с гарантийным сроком более 5 лет.
- Valtec — российско-итальянская компания, её смесительные краны обладают хорошими характеристиками при доступной цене. Гарантия — 7 лет.
- Honeywell (Америка) — приоритетом смесителей этой фирмы считается удобный и несложный монтаж. Они надёжные, но дорогие.
Однако следует помнить, что даже качественные изделия при неправильном монтаже, не обеспечат корректную работу системы.
Описание и область применения
Ручной балансировочный клапан MSV-I (USV-I) и запорный клапан MSV-M
Ручной балансировочный клапан MSV-I и запорный клапан MSV-M предназначены для совместного использования в системах отопления и охлаждения зданий. Их следует устанавливать, как правило, в системах с постоянными гидравлическими характеристиками.
MSV-I сочетает в себе функции клапана переменного гидравлического сопротивления, перенастраиваемого вручную, и запорного клапана. MSV-I ограничивает максимальный расход тепло- или холодоносителя через стояк или установку. Клапан снабжен двумя измерительными ниппелями игольчатого типа для возможности его настройки по приборам.
MSV-M – запорный клапан. Он поставляется в комплекте с дренажным краном.
Каждый из клапанов может устанавливаться как на подающем, так и на обратном трубопроводе.
Клапаны MSV-I и MSV-M заказываются в виде комплекта, состоящего из клапана MSV-I с двумя измерительными ниппелями и клапана MSV-M с дренажным краном.
При необходимости отдельного использования балансировочного устройства вместо клапана MSV-I рекомендуется его модификация – клапан USV-I.
Предохранительный
В большинстве моделей современных котлоагрегатов производители предусматривают систему безопасности, «ключевой фигурой» которой является предохранительная арматура, включенная прямо в теплообменник котла или в его обвязку. Назначение предохранительного клапана в системе отопления заключается в предотвращении повышения давления в системе выше допустимого, которое может привести: к разрушению труб и их соединений; протечкам; взрыву котельного оборудования
Конструкция данного рода арматуры проста и незатейлива. Прибор состоит из латунного корпуса, в котором размещена подпружиненная запирающая мембрана, соединенная со штоком. Упругость пружины является главным фактором, который удерживает мембрану в запертом положении. Регулировочной рукояткой производится настройка силы сжатия пружины.
При давлении на мембрану выше установленного, пружина сжимается, она открывается и происходит сброс давления через боковое отверстие. Когда давление в системе не сможет преодолевать упругость пружины, мембрана займет исходное положение.
Совет: Приобретайте предохранительное устройство с регулировкой давления от 1, 5 до 3,5 Бар. В это диапазон попадает большинство моделей твердотопливного котельного оборудования.
Конструкция и принцип работы
Принцип работы балансировочной арматуры состоит в перекрытии потока жидкости выдвижным клапаном или штоком, вызывающем уменьшение сечения проходного канала. Устройства имеют разную конструкцию и технологию подключения, в отопительной системе они могут дополнительно:
- Поддерживать перепад давлений на одном уровне.
- Ограничивать расход теплоносителя.
- Перекрывать трубопроводную магистраль.
- Выполнять функции слива для рабочей жидкости.
Конструктивно балансировочные клапаны напоминают обычные вентили, их основными элементами являются:
- Латунный корпус с двумя проходными патрубками с внутренним или наружным сечением резьбы, рассчитанным на подключение к линии со стандартными диаметрами труб. Подключение в трубопроводной магистрали при отсутствии резьбового штуцера с подвижной резьбовой гайкой (американки) производится через ее аналоги – дополнительные переходные муфты с разными накидными гайками.
- Запорный механизм, перемещением которого регулируют степень перекрытия канала прохождения теплового носителя.
Рис. 4 Устройство ручного балансировочного вентиля Danfoss LENO MSV-B
- Регулировочная рукоятка со шкалой и индикаторами настройки, позволяющая регулировать поток внутри прибора.
- Современные модели оснащены дополнительными элементами в виде двух измерительных штуцеров, с помощью которых производят замеры объемов подачи (пропускную способность) на входе и выходе прибора.
- Некоторые модели оборудованы запорным шаровым механизмом, позволяющим полностью перекрывать поток, или имеют функцию слива жидкости из водопровода.
- Высокотехнологичные современные виды могут управляться автоматически, для этого вместо поворотной головки устанавливается сервопривод, который при подаче электроэнергии толкает запирающий механизм, при этом степень перекрытия канала зависит от величины поданного напряжения.
Рис. 5 Автоматические балансиры Данфос AB-QM – конструкция
https://youtube.com/watch?v=r1uB440qHRk
https://youtube.com/watch?v=3Ei3-BGy0n8
https://youtube.com/watch?v=6nMRjCNmscc
Сервопривод для трехходового клапана
Сервопривод — это электродвигатель, управляемый через отрицательную обратную связь. В данном случае отрицательной обратной связью будет датчик угла поворота вала, который прекращает движение вала при достижении нужного угла.
Для наглядности рассмотрим устройство сервопривода по рисунку:
- Как видно, внутри сервопривода расположены следующие составные части:
- Электрический мотор.
- Редуктор, состоящий из нескольких шестеренок.
- Выходной вал, которым привод вращает клапан или другое устройство.
- Потенциометр — эта та самая отрицательная обратная связь, с помощью которой осуществляется управление углом поворота вала.
- Управляющая электроника, которая расположена на печатной плате.
- Провод, по которому подводятся напряжение питания (220 или 24 В) и управляющий сигнал.
Давайте теперь подробно остановимся на управляющем сигнале. Сервопривод управляется импульсным сигналом с изменяемой шириной импульса. Для тех кто не знает о чем идет речь, привожу еще одну картинку:
То есть ширина импульса (по времени) определяет величину угла поворота вала. Настройка таких управляющих сигналов дело нетривиальное и зависит от конкретного привода. Количество управляющих сигналов зависит от того, сколько положений может занимать выходной вал.
Сервопривод может быть двухпозиционным (2 управляющих сигнала), трехпозиционным (3 управляющих сигнала) и так далее.
Клапан трехходовой регулирующий с электроприводом
В качестве электрического привода трехходовых регулирующих кранов с электроприводом выступают различные элементы.
- Существует две разновидности:
- трехходовые краны для отопления с электроприводом в виде электрического магнита;
- трехходовые клапаны с сервоприводом на базе электрического мотора.
Исполнительный механизм получает команду прямиком от температурных датчиков или от управляющего контроллера. Модели трехходовых кранов для отопления с электроприводом наиболее эффективны, так как позволяют обеспечивать максимально точную регулировку тепловых потоков.
Трёхходовой регулирующий клапан — предназначен для смешения или разделения потока теплоносителя, поэтому их ещё называют смесительными и разделительными клапанами. Трёхходовые регулирующие клапаны имеют три патрубка для присоединения к трубопроводу.
Наиболее широкое распространение получили в системах теплоснабжения подключённых от автономных котельных, в которых нет необходимости в ограничении расхода при сохранении коэффициента смешения.
Они устанавливаются для управления теплоотдачей калориферов системы вентиляции, теплообменных аппаратов систем горячего водоснабжения и отопления подключённых по независимой схеме, управления процессом смешения в системах отопления с зависимым подключением в котельной.
Управляют клапаном с помощью электропривода, по сигналу электронного регулятора, либо от центральной системы диспетчеризации. Работа трёхходового клапана основана на создании в циркуляционном кольце контуров с постоянным и переменным гидравлическим режимом, за счёт разделения одного потока или смешения двух потоков теплоносителя.
Вне зависимости от положения штока в трехходовом клапане, циркуляция не прекращается, поэтому такой тип устройства не годится для уменьшения расхода теплоносителя. В этом основное отличие шарового трехходового крана с электроприводом от двухходовых кранов, регуляторов и других устройств.
Данный клапан предназначен для смешивания или разделения, распределения потоков. Разделительный клапан регулирует количество воды, пуская часть жидкости по байпасному пути вместо прямого. Два патрубка устройства служат для выхода, а один – для входа.
Принцип действия трехходового смесительного клапана с термоголовкой основан на подмешивании к горячему теплоносителю более холодного или к холодному более горячего. В результате качественная характеристика, а именно температура теплового потока изменяется, при этом уровень этого изменения зависит от установленной пропорции соединяемых струй.
Два порта для входа и один для выхода могут также выполнять разделительную функцию. Такие клапаны могут использоваться в различных съемах.
Часто актуально использование трехходовых клапанов для твердотопливных котлов, в камере которых выпадает конденсат в начале топки. В таком случае клапан помогает временно отсечь холодную воду, а по короткому контуру пустить часть нагретой жидкости.
https://youtube.com/watch?v=1NSR7LR_geA
Регулятор расхода
Установив приборы учета энергии, закономерно возникает вопрос, как можно регулировать и контролировать подачу теплоносителя, ограничивать или добавлять его расход. Для этого существуют всевозможные автоматические регуляторы, применение которых позволяет экономить, они работают от датчиков температуры наружного воздуха и датчиков обратного трубопровода. Еще одно преимущество регуляторов температуры — это контроль температуры непосредственно в месте установки радиатора, в отличии от других устройств. Данное преимущество дает приоритет в получении равномерного температурного фона для комфортного пребывания в помещении. Регулятор предотвратит перегрев воздуха в помещении, чего не всегда смогут отследить датчики на централизованной автоматике. Представляется возможность регулировать температуру для каждой комнаты в отдельности. Иногда решая вопрос регулировки устанавливают обычные краны. Конечно данное решение уменьшает финансовые затраты, но лишает ряда полезных преимуществ. У крана ограниченная функциональность на открытие и закрытие. Существует опасность остановить или завоздушить стояк. Регулируя отопление при помощи кранов невозможно добиться необходимого температурного режима. Используя автоматические регуляторы можно наладить систему точно и эффективно.
Подписывайтесь так же на наш Youtube, группу , . Там много полезного и интересного контента!
Назначение термостатического клапана, и область его применения
Терморегулирующий смесительный клапан применяется в напольном отоплении с циркулирующей водой внутри.
Градус нагрева теплоносителя для обычных батарей намного выше, чем требуется для водяных полов. Перегрев бетонной стяжки ухудшит микроклимат и приведёт к порче напольного отделочного материала. Справится с этой проблемой поможет термостатический смесительный клапан для тёплого пола. Используя его можно создать независимый контур с нужной температурой, или запитать пол с обогревом от центрального отопления.
Терморегулирующий клапан позволяет решить следующие задачи:
- Менять направление водяных потоков, и подмешивать к горячему холодный в требуемых пропорциях;
- Получать на выходе жидкость с постоянной температурой.
Смесительный кран не нужен, если:
- во всех контурах одна температура теплоносителя;
- источник тепла способен обеспечить нужный градус нагрева теплоносителя на выходе.
