Энергосберегающие технологии в системах отопления

Балансировочные вентили

Чаще всего балансировочный вентиль применяется для гидравлической балансировки таких систем, как, например, система отопления, система охлаждения, инженерная система, которая использует тепловые насосы и солнечные батареи. Он полностью обеспечивает простой, и очень точный способ оптимизации расхода теплоносителя в разнообразных системах теплопроводов, при этом намного улучшая и усовершенствуя их эффективность и полезность.

Для более эффективной работы в вентиле имеется встроенный расходомер. Он измеряет расход и отражает его на шкале, которая находится под углом в девяносто градусов относительно основной части корпуса, и даже чуть-чуть выступающая за его уровень теплоизоляции. Шкала с легкостью без каких-либо помех может вращаться вокруг своей оси. Это намного облегчает комфорт и удобство при необходимости записи показаний, при каком-либо варианте монтажа. В расходомер напрямую не попадает теплоноситель, поэтому устройство защищено от попадания в него различных частиц, которые находятся в теплоносителе, а также на довольно ощутимый срок продлевает срок службы правильного измерения расхода. Балансировочный вентиль способен обеспечить установку на выбор необходимого значения расхода с очень большой точностью. Для небольшого смещения штока требуется достаточно большой поворот шпинделя. Сама по себе конструкция вентиля обладает почти идеальным профилем протока по сравнению с остальными, и снижает все шумы до минимума, можно даже сказать практически до нуля. Также вентиль малочувствителен к большой неоднородности потока рабочей среды на его входе. Поэтому у него нет необходимости иметь перед собой большой участок прямолинейного трубопровода. Трубопровод может даже равняться по своей длине и внутреннему диаметру корпуса вентиля. Балансировочный вентиль также способен на полное закрытие потока рабочей среды.

К техническим характеристикам вентиля относятся:

• — температура рабочей среды может варьироваться от минус двадцати градусов до плюс сто двадцати, при максимальном рабочем давлении в 16 бар;
• — возможность визуального считывания напрямую, не обращаясь к помощи вторичных приборов и дополнительных диаграмм;
• — длина, необходимая для монтажа такой детали, как балансировочный вентиль, является минимальной;
• — показания расходомера не будут изменяться при добавлении в теплоноситель антифриза, но разница вязкости и плотности будет учитываться расходомером при измерениях.

Классификация балансировочных клапанов:

• — по рабочей среде: вода, гликолевый раствор, пар;
• — по рабочей функции: регулировка температуры, давления, расхода рабочей среды или их комбинация;
• — по типу здания: одноквартирный дом или коттедж, многоквартирное жилое здание, офисное или общественное здание;
• — по назначению трубопроводной системы: холодное водоснабжение, горячее водоснабжение, отопление;
• — по параметру рабочей среды: давление, расход, температура;
• — по месту установки: подающий трубопровод, обратный трубопровод, байпас;
• — по типу настройки: фиксированная, изменяемая;
• — по типу присоединения: внешняя резьба, внутренняя резьба, коническая резьба, фланец.

Типы балансировочных клапанов:

1. Ручные балансировочные клапаны (рисунок 3.1.1) обычно применяются для наладки трубопроводной сети вместо дросселирующих диафрагм и шайб. Они позволяют настроить трубопроводную систему для обеспечения оптимальных рабочих характеристик в условиях постоянного давления рабочей среды. С помощью этих клапанов можно не только произвести гидравлическую балансировку трубопроводной сети, но и отключить ее отдельные элементы, а также опорожнить их через имеющийся дренажный кран.

Ручные балансировочные клапаны могут снабжаться измерительными ниппелями, с помощью которых, используя специальный прибор, измеряют перепад давлений на клапане и фактический расход проходящей через него среды, это позволяет произвести точную настройку клапана на конкретные условия эксплуатации. Главным достоинством этого вида клапанов является невысокая цена.

2. Автоматические балансировочные клапаны (рисунок 3.1.2) позволяют гибко и оперативно менять параметры трубопроводной системы в зависимости от колебаний давления и расхода рабочей среды, а также конфигурации сети.

Рисунок 3.1.2 — Автоматический балансировочный клапан ASV-PV.

Автоматические балансировочные клапаны используются парами. На подающем трубопроводе монтируется запорно-балансировочный или запорный клапан. С его помощью можно ограничить расход среды через ветвь системы в пределах расчетной величины за счет фиксации его пропускной способности. На обратном трубопроводе монтируется клапан регулировки перепада давлений.

Использование автоматических балансировочных клапанов позволяет разделить систему на независимые по давлению зоны и осуществлять их поэтапный пуск в эксплуатацию. Гидравлическая балансировка взаимосвязанных циркуляционных колец трубопровода, на которых установлены клапаны данного вида, осуществляется в автоматическом режиме без трудоемких наладочных работ. Применение автоматической балансировки исключает влияние имеющихся в системе регулирующих устройств друг на друга и возникновение шума на них.

3. Клапаны для систем горячего водоснабжения. Термостатические балансировочные клапаны (рисунок 3.1.3) — регуляторы температуры прямого действия. Они предназначены для стабилизации температуры и минимизации расхода воды в циркуляционных стояках систем горячего водоснабжения (ГВС). Важной особенностью таких клапанов является наличие режима периодической дезинфекции трубопроводной сети ГВС.

Рисунок 3.1.3 — Термостатический балансировочный клапан TVM-H.

4. Автоматические стабилизаторы расхода (комбинированные клапаны) — стабилизаторы расхода предназначены для поддержания постоянного расхода теплоносителя в стояках однотрубных систем отопления. Их рекомендуется устанавливать в многоэтажных зданиях. Эти клапаны позволяют перекрыть стояк, спустить из него воду через дренажный кран и измерить фактический расход теплоносителя.

Рисунок 3.1.4 — Комбинированный клапан АВ-QM.

Стабилизаторы расхода в сочетании с электрогидравлическими приводами и редукторными электроприводами являются исполнительными механизмами со стабилизированным перепадом давлений на них для управления теплообменными приборами в системах вентиляции и кондиционирования воздуха.

Современные системы отопления имеют разветвлённую сеть трубопроводов с различной протяжённостью, диаметрами и гидравлическими сопротивлениями. Если не произвести гидравлическую балансировку системы, часть помещений будет перегретой, а часть недогретой. Это приведёт как к потерям тепла в излишне перегретых помещениях, так и к жалобам потребителей в недогретых помещениях. Пример несбалансированной системы отопления приведен на рисунке 3.1.5.

Рисунок 3.1.5 — Пример несбалансированной ситемы отопления.

Перерасход теплоносителя в отдельных частях системы отопления приводит к недостаточному расходу в других частях системы, к шумам на регулирующих термостатических клапанах. По опыту известно, что повышение температуры в помещении на 1 °C приводит к перерасходу тепла (энергии) на 6 — 10%.

Для устранения недогрева удалённых помещений, можно устанавливать насос с большим напором, что приведёт к перерасходу в системе отопления, тепла и электроэнергии. Тогда напор насоса потребуется отрегулировать балансировочным вентилем. При балансировке оказывается возможным перейти на более низкую скорость насоса, что уменьшает потребление энергии и увеличивает срок службы насоса. Хорошо сбалансированная система снижает как инвестиционные, так и эксплуатационные затраты. В соответствии с современными технологиями для гидравлической увязки циркуляционных колец используют балансировочные вентили, в которых формируют необходимые гидравлические сопротивления и, тем самым, обеспечивают расчётный расход теплоносителя.

Рисунок 3.1.6 — Пример системы, гидравлически увязанной балансировочными вентилями.

По сравнению с дросселирующими шайбами балансировочные вентили имеют следующие преимущества:

• — балансировочный вентиль можно использовать как запирающий для прекращения подачи теплоносителя в стояк;
• — в процессе эксплуатации возможно изменение гидравлической перенастройки вентиля в связи с изменениями гидравлического сопротивления в системе отопления, например, вследствие изменений проходного сечения стальных труб с течением времени, сдачей в эксплуатацию помещений следующей очереди (поэтапная сдача в эксплуатацию) и т. п.;
• — несопоставимо меньшая вероятность засора и возможность ликвидации его без длительной остановки системы и с меньшим объёмом монтажно-наладочных работ.

Для точной балансировки должна существовать возможность изменения расхода с точностью до 5%. Приемлемым считается, если предварительная настройка вентиля составила не менее двух оборотов маховика балансировочного вентиля, т. е. используется от 40 до 90% хода штока. Если для запорных вентилей необходима малая величина сопротивления, то балансировочные вентили призваны создавать большое сопротивление и оно должно быть не менее 3 кПа. Более правильно, выбор балансировочного вентиля производить по пропускной способности Kv, которая определяется выражением:

(3.1.1).

где G — расход, м3/ч;

ДP — потери давления на вентиле, бар.

Пример применения балансировочных вентилей Herz Stromax (Герц Штремекс) приведен на рисунке 3.1.7.

Рисунок 3.1.7 — Пример применения балансировочных вентилей Herz Stromax.