Устройство и монтаж балансировочного клапана для системы отопления

Устройство и монтаж балансировочного клапана для системы отопления

Как часто в ЖЭК поступают вопросы, касающиеся отопления жилых помещений? Постоянно! У одних жильцов в доме постоянный холод, у других – наоборот жара, а у третьих – доносятся раздражающие звуки из труб. Но, к сожалению, коммунальные службы не могут угодить всем жильцам одновременно. Но решение у данной проблемы есть, и это – балансировочный клапан для системы отопления.

Причины неравномерного распределения тепла в комнатах

Современные многоэтажки и частные дома обогреваются при помощи системы отопления, состоящей из радиаторов и трубопровода. Оба элемента образуют одну конструкцию, по которой равномерно распространяется поток горячей воды, для обогрева жилого помещения.

Однако, несмотря на то, что трубы водопровода сделаны из прочного металла, а проектированием системы отопления занимаются профессионалы, часто возникают проблемы с неравномерной подачей горячей воды по трубам. Дополнительными причинами также может стать низкое давление, высокая скорость потока воды или большое количество холодного воздуха внутри труб.

Рисунок 1: устройство для измерения давления в трубах

Для чего нужен балансировочный клапан?

Решить проблему с неравномерным распределением тепла в комнатах можно несколькими способами. Из-за их внутренней неисправности. В других случаях, таких как самостоятельная регулировка потока горячей воды или уменьшение/увеличение давления внутри труб необходимо использовать балансировочный клапан для двухтрубчатой системы отопления.

Он сделан в виде небольшой арматуры с клапаном наверху. Балансир встраивается в систему отопления и регулирует поток подачи теплой воды по трубам. Одновременно с этим он также следит за тем, чтобы давление в водопроводе оставалось в пределах нормы. Тогда жидкость внутри конструкции не застаивается, постепенно продвигается по трубам и равномерно распределяет тепло.

Рисунок 2: строение балансирующего клапана

Кроме того установка балансировочного клапана дает такие преимущества, как:

1. Экономия денежных средств на счетах за отопление.
2. Создание наиболее удобной температуры воздуха в комнате.
3. Упрощает запуск системы отопления.

Еще одним не маловажным плюсом данного прибора является тот факт, что он может продлить срок эксплуатации батарей. Рано или поздно, но любую систему отопления приходится балансировать, по причине постоянных скачков давления и жестоких условий эксплуатации в холодное время года. Поэтому старая система отопления может выйти из строя. В лучшем случае, она прекратит обогрев одной из частей здания, в худшем – трубы не выдержат давления, и может начать утечка их содержимого.

Рисунок 3: преимущества установки балансирующего клапана (1 — экономия средств, 2 — создание удобной температуры воздуха в комнате, 3 — упрощает запуск системы отопления, 4 — продлевает срок работы батарей)

Виды балансировочных клапанов

Установить балансировочный клапан можно на любой система отопления. Но кроме обычной комнатной двутрубчатой, существуют и другие трубопроводы. Для них конструкторы изобрели другие варианты устройства, которые можно классифицировать по разным принципам работы.

• По функционированию клапаны разделяют на ручные и автоматические. Такой прибор можно поместить на одном из отрезков батареи, куда можно с легкостью дотянуться. Если человек планирует пользоваться балансирующим клапаном постоянно, то лучше использовать ручной вариант прибора. Он имеет вид насадки на трубу с вентилем, с помощью которого можно контролировать поток горячей воды. Если в комнате достаточно жарко, то достаточно покрутить вентиль, и клапан создаст препятствие внутри трубы. Таким образом, батарея имеет меньше источника нагревания, и постепенно остывает.

Также есть варианты ручных балансиров, которые предназначены сразу для регулировки нескольких радиаторов одновременно. Данный вариант прибора помогает человеку настроить одинаковую температуру воздуха во всех комнатах своей жилплощади.

Автоматический тип балансировочных клапанов осуществляет этот процесс самостоятельно без вмешательства человека. Обычно они устанавливаются парой на один трубопровод, потом выбирается минимальное и максимальное количество теплоты, которое должны выработать батареи (расчет производится профессионалами). И балансирующий клапан регулирует подачу тепла в соответствии с внесенным в устройство графиком.

• По инженерной системе клапаны различаются на комбинированные и конкретные. По названию понятно, что балансировки конкретного типа предназначены для узкого назначения. Один вид клапанов обеспечивают только отопление в помещении, другие – занимаются водоснабжением, а третьи – кондиционированием. Комбинированные же сочетают все три назначения, при этом имея более сложную конструкцию и более высокую стоимость.
• По способу запирающего механизма внутри трубы выделяют клапаны и шары. Внутри устройства находится деталь, с помощью которой и происходит регулирование потока воды. Чаще всего покупатели предпочитают механизмы с клапанами. По их мнению, они более точные в процессе настроек. А вот шаровые задвижки наоборот – менее точные. Но в случае, если по трубам течет не обычная горячая вода, а вязкое вещество с хорошей теплоотдачей, то второй тип задвижек будет более удачным в использовании.

• По параметру регулировки. Балансирующие клапаны делятся на четыре типа: расходные – подсчитывает расход жидкости в трубах, температурные – следит за установленной температурой, для уравновешивания давления и комбинированные – совмещают в себе все регулировки остальных типов.

Вместе с тем, стоит помнить, что настройка потока горячей воды в теплопроводе – это не единственная переменная в данном процессе. Вместе с уменьшением подачи тепла внутри труб начинает расти давление. Поэтому обычному человеку недостаточно просто выбрать настройки своего балансира. Прежде чем начать им пользоваться, устройство нужно подключить к отопительной системе, а после задать ему стартовые настройки минимального и максимального потока жидкости. Сделать это может только профессионал. После процесса установки обычный пользователь может вводить свои коррективы в работу устройства в пределах установок мастера.

Рисунок 6: параметры регулировки балансиров (1 — расходные с помощью счетчика контролируют количество использованной воды, 2 — регулировка потока воды, 3 — регулировка температуры воздуха, 4 — регулирует давление в трубах, на изобр. находится прибор для проверки)

Установка балансировочного клапана

Единственная классификация, которая не была указана в предыдущем пункте, касается монтажа квартирного балансировочного клапана в систему отопления. Их подразделяют на несколько типов в соответствии со способом крепления арматуры:

1. Резьбовой;
2. Фланцевый;
3. Приварочный.

Прочность балансировочного клапана не зависит от способа крепления его к основной конструкции системы отопления. Это уже зависит от завода, который занимался сборкой и разработкой устройства.

Однако для того, чтобы общая конструкция держать крепко и надежно, и прослужила не один год своему хозяину, существует несколько подсказок.

Во-первых, на корпусе балансировочного клапана уже есть подсказка, как правильно его устанавливать. На месте стыка арматуры с трубой находится стрелка, которая во время установки должна совпадать по направлению с потоком жидкости. Таким образом, сам закрывающий клапан или шар, будут создавать сопротивление во время регулировки температуры.

Если такой стрелки нет, то производитель позаботился о том, чтобы клапан устанавливался независимо от направления потока.

Во-вторых, перед тем, как начать установку клапана, необходимо позаботиться о его безопасности при возможных механических повреждениях. Для этого перед клапаном нужно сделать слой из фильтра и грязевика.

В-третьих, механическое воздействие на клапан может быть из-за турбулентности. Чтобы уменьшить ее воздействие на конструкцию, клапан стоит устанавливать только на прямых участках трубы. То, на каком расстоянии должен находиться изгиб трубопровода и клапан указано в инструкции к устройству. Для каждых моделей данный параметр может быть разный.

Настройка балансировочного клапана

После того, как клапан был установлен, идет процесс настройки балансировочного клапана. Конечно, сама система отопления уже имеет свои характеристики того, в каком направлении должна течь жидкость по трубам, с какой скоростью и под каким давлением. Однако со временем в ней происходят сбои. И потому балансиры регулируют этот процесс вместо нее.

Прежде, чем начать индивидуальные настройки балансира, необходимо узнать характеристики самого трубопровода, и под них уже подстраивать значения устройства. Но даже это не делается по какой-либо формуле из школьной программы и калькулятору.

Для этого у мастера по установке балансиров должна иметься специальная таблица, в которой подобраны основные значения всех переменных в трубопроводе и их соответствие стандартам самого устройства. Для более точной настройки могут понадобиться специальные инструменты, вроде расходомера.

Рисунок 8: на изображении находится прибор для проверки давления в трубах и других параметров — расходомер

Заключение

Балансировочный клапан – это отличная альтернатива другим источникам тепла, вроде обогревателей, по нескольким причинам. Во-первых, они внедряются прямо в систему отопления. Во-вторых, экономят денежные средства для оплаты коммунальных счетов. В-третьих, продлевают срок эксплуатации трубопровода в помещении. В-четвертых, не занимает много пространства. И не маловажный пятый плюс, из-за которого стоит приобрести данный прибор – это простое управление.

Устройство встроенное в балансировочный клапан для системы отопления очень простое в использовании, если речь идет о комнатных приборах. Для настройки температуры в них достаточно повернуть немного вентиль, а все остальные настройки за человека уже сделает само приспособление. Автоматический тип устройства, так и вовсе не нуждается в участии человека. Он подстраивается под условия окружающей среды.

Поэтому единственное, что сегодня зависит от покупателя, это сделать свой выбор в пользу качественного производителя, а не дешевого балансировочного вентиля, также необходимо найти подходящего мастера, который поможет с его установкой.

Балансировочный клапан для настройки системы отопления

Обустройство

Расход воды в трубах или радиаторах нельзя регулировать обычными шаровыми кранами. Однако для правильного распределения теплоносителя по радиаторам такая регулировка необходима. Ручной балансировочный клапан (иначе известный как клапан) используется для регулирования системы водяного отопления. В этой публикации мы расскажем, где разместить балансировочный клапан и как правильно его использовать для балансировки тепловой сети в частном доме.

Зачем нужны балансировочные вентили

Обратите внимание, что не все системы требуют балансировки как таковой. Например, 2-3 коротких ответвления с двумя радиаторами в каждом могут сразу же начать нормальную работу, при условии, что диаметр трубы правильный, а расстояния между устройствами небольшие. Теперь рассмотрим две ситуации:

1. К котлу подключаются от 2 до 4 нагревательных ветвей разной длины, а количество радиаторов — от 4 до 10.
2. Такая же ситуация, но с радиаторами, оборудованными термостатическими клапанами (описанными в другой публикации).

Пример мертвой цепи с плечами неравной длины и нагрузки. Последний радиатор с коротким ответвлением также требует балансировочного клапана.

Поскольку большая часть воды всегда течет по пути наименьшего сопротивления, в ситуации 1 первые радиаторы, расположенные рядом с котлом, будут получать наибольшее количество тепла. Если поток к этим нагревателям не ограничен, последние нагреватели в цепи будут намного слабее, разница температур между ними может составлять 10 ° C и более.

Балансировочные клапаны радиаторов, показанные на чертеже, устанавливаются на подаче радиаторов, чтобы направить необходимое количество теплоносителя к другим радиаторам. Они ограничивают поток воды, частично закрывая поперечное сечение трубы и увеличивая сопротивление потоку в заданной области.

Таким же образом регулируется расход теплоносителя в системах с пятью и более глухими ответвлениями. Ручные балансировочные клапаны для трубопроводов устанавливаются на ближайших к теплогенератору соединениях. Частично перекрывая поток воды, они направляют основной поток дальше по главной линии.

Ситуация 2 более сложная. Установка радиаторных термостатов с головками позволяет автоматически изменять расход в зависимости от потребностей. Но представим себе, что в ближайшем к котлу помещении открывается окно, температура воздуха падает, а термостат полностью открыт. Тогда и в последней комнате будет холоднее, так как ей не хватит тепла от первого радиатора.

Задача клапанов — ограничить поступление теплоносителя в вертикальные трубы (или горизонтальные ответвления).

В длинных линиях с большим количеством радиаторов, оснащенных термостатическими клапанами, балансировочные клапаны комбинируются с автоматическими регуляторами перепада давления, как показано на диаграмме выше.

Регуляторы, соединенные капиллярами с балансировочными клапанами, реагируют на уменьшение / увеличение потока воды и поддерживают давление в обратной линии на одном уровне. Это гарантирует, что у всех потребителей будет достаточное количество теплоносителя, даже если термостатические клапаны включены. О преимуществах таких регулирующих клапанов подробно рассказано в этом видео:

Где нужно ставить клапан

В большинстве частных домов используются только ручные радиаторные клапаны. Их достаточно для настройки нормальной работы водяного отопления в коттедже площадью до 500 м². В таких случаях устанавливаются балансировочные клапаны с питанием от сети:

• в зданиях с разветвленной тепловой сетью, состоящей из множества секций;
• В многоквартирных домах отапливаются собственной котельной;
• при подключении твердотопливного котла к тепловому аккумулятору.

Поняв назначение балансировочных клапанов, пора определить, где их установить. Радиаторные клапаны должны быть установлены на выходе из аккумуляторной батареи, а сетевые клапаны должны быть установлены на обратном трубопроводе с охлаждаемым хладагентом. Если элемент подключен к автоматическому регулятору давления, его можно разместить в подающем или обратном трубопроводе, в зависимости от спроектированного контура.

Пример схемы с групповой балансировкой стояков

Ссылка. В алюминиевых и стальных радиаторах с нижним подключением балансировочный клапан встроен в специальный штуцер, предназначенный для подключения данного типа устройств.

Обратим внимание на ситуации, когда нет необходимости устанавливать балансировочный клапан:

• в тупиковых системах ближнего действия с равными гидравлическими «рычагами»;
• все ли радиаторы оснащены регулирующими термостатическими клапанами;
• На последнем радиаторе (тупик);
• В коллекторных системах отопления.

Специальная арматура для нижнего подключения оснащена встроенными балансировочными клапанами.

Предварительно настроенные термостаты на входе воды в радиатор также действуют как балансировочный клапан, поэтому достаточно установить запорный шаровой кран на выходе из радиатора. Такая же арматура монтируется на питающих магистралях последнего радиатора в цепи, потому что нет смысла его регулировать — он должен быть полностью открыт.

Конструкция и принцип работы

Радиаторный клапан, предназначенный для ручной балансировки отопления, состоит из следующих частей:

1. Корпус из латуни с резьбовыми соединениями для подключения труб. Внутри корпуса клапана находится литое седло — вертикальный круглый канал, слегка расширяющийся вверху.
2. Запорно-регулирующий шпиндель с конусным рабочим элементом, который при ввинчивании в патрон ограничивает поток воды.
3. Уплотнительные кольца из EPDM.
4. Защитный колпачок из пластика или металла.

На рисунке показан клапан Caleffi (веб-сайт https://www.caleffi.com).

Внимание. Все известные производители — Danfoss, Herz, Caleffi и другие — предлагают 2 типа клапанов — прямые и угловые. Принцип работы такой же, отличается только форма.

Детали балансировочного клапана показаны на схеме выше. Это показывает, что вращение шпинделя увеличивает или уменьшает проходное сечение, и, таким образом, выполняется регулировка. Количество оборотов от закрытого до максимального открытого составляет от 3 до 5 в зависимости от производителя клапана. Для поворота шпинделя используйте обычный или специальный шестигранный ключ.

Трубная арматура отличается от радиаторной арматурой габаритами, наклонным положением штока и седлами для

• слить воду из теплоносителя;
• подключение средств измерений;
• подключение капиллярной трубки от регулятора давления.

Конструкция главного балансировочного клапана для отопительных контуров

Для информации. Модели с радиаторными клапанами, например, от Oventrop, также оснащены сливным патрубком.

Ассортимент балансировочных клапанов постоянно расширяется новыми, технологически продвинутыми изделиями. Примером может служить стояк Caleffi, произведенный в Италии, который оборудован расходомером.

Клапан Caleffi с расходомером может быть установлен в 2-х положениях — горизонтальном и вертикальном.

Как отбалансировать радиаторную сеть

Традиционно установщики отопления определяют расход через радиаторы просто: они делят скорость балансировочного клапана на количество радиаторов и таким образом вычисляют степень контроля. Переход от последнего радиатора к первому и закрытие клапанов на результирующей разнице скоростей.

Пример. У нас есть 5 радиаторов с ручными клапанами Oventrop на 4,5 оборота шпинделя на одном «плече» глухой установки. Разделив 4,5 на 5, получаем шаг регулировки примерно 0,9 оборота. Таким образом, предпоследний нагреватель открыт на 3,6 оборота, третий на 2,7, второй на 1,8 и первый на 0,9 оборота.

Этот способ довольно приблизительный и не учитывает разную мощность радиаторов, поэтому его можно использовать как предварительную настройку с возможностью регулировки в процессе эксплуатации.

Контактный термометр, который измеряет температуру поверхности труб и радиаторов, поможет вам более точно сбалансировать отопление.

Наш опытный эксперт Владимир Сухоруков предлагает другой метод, основанный на измерении реальной температуры поверхности радиаторов. Пошаговая инструкция по балансировке выглядит следующим образом:

1. Полностью откройте все балансировочные клапаны и запустите систему при температуре подачи 80 ° C.
2. Измерьте температуру всех радиаторов с помощью контактного термометра.
3. Устраните разницу, закрыв вентили на первом и среднем радиаторе, концевые радиаторы оставьте без изменений. Ближайший радиатор откройте на 1-1,5 оборота клапана, а средний — на 2-2,5 оборота.
4. Оставьте систему на 20 минут для адаптации к новым настройкам и повторите измерения. Ваша задача минимизировать разницу температур между ближним и дальним аккумулятором.

Внимание. Погода и температура наружного воздуха не играют роли, важна разница в обогреве радиаторов. Фактически, при нормальной работе при 50-70 ° C дельта-температура на стороне подачи будет еще ниже. Посмотрите видео от экспертов о гидравлической балансировке системы с помощью балансировочных клапанов:

Заключительный вывод

Если вы делаете монтаж отопления самостоятельно, наверняка придется заниматься балансировкой. Если у вас есть балансировочные клапаны на всех радиаторах, кроме последнего, процедура не будет слишком громоздкой. Лучше покупать клапаны, которые можно регулировать гаечным ключом или отверткой, а не пластиковую ручку, чтобы в них не попали дети. Зимой может потребоваться корректировка положения шпинделей, поскольку тепловые потери в помещениях варьируются. Единственное, на что следует обратить внимание: не делать резких движений и открывать краны в холодильных камерах медленно, на 1/4 оборота.

Балансировочный клапан для системы отопления

Любая отопительная система требует настройки, осуществляемой тем или иным способом. Это нужно для того, чтобы параметры на каждом участке сети максимально приблизить к расчетным и тем самым добиться высокой эффективности ее работы. Средств регулирования существует несколько, но самое современное из них – это балансировочный клапан для системы отопления. Цель данной статьи – пояснить назначение этого элемента и способы его применения в частном домостроительстве.

Для чего нужен балансировочный клапан?

Как уже было сказано, любая отопительная схема нуждается в гидравлической настройке – балансировании. Целью такой операции является привести расход теплоносителя в каждой ветви схемы к расчетному значению, чтобы вместе с ним к каждому радиатору доставлялось необходимое количество тепла. Говоря о настройке системы, мы по умолчанию подразумеваем, что расход теплоносителя для каждого участка предварительно рассчитан.

В самых простых схемах необходимый расход обеспечивается верно подобранными диаметрами труб. В более сложных системах регулировка осуществлялась специальными шайбами с величиной прохода, обеспечивающего протекание нужного количества воды. Но перечисленные методы считаются устаревшими, сейчас применяется более современный способ — установка балансировочных клапанов в систему отопления.
По своей конструкции устройство представляет собой обычный ручной вентиль, с помощью которого осуществляется количественное регулирование теплоносителя. Только в дополнение к механизму перекрывания потока в корпус встроены 2 штуцера. Они служат для:

• измерения величины давления до и после регулирующего механизма;
• подключения капиллярной трубки и взаимодействия ее посредством с другими элементами управления.

Измеряя давление в каждом из штуцеров, определяется величина его перепада на регуляторе, а потом исходя из этого, вычисляется расход жидкости на участке. В инструкции, прилагаемой к вентилю, есть график, с помощью которого можно посчитать число оборотов рукоятки для обеспечения определенного расхода воды.

Изделия некоторых известных производителей,например, балансировочные клапаны Danfoss, можно измерять с помощью приборов этого же бренда, что сразу же показывают количество протекающего теплоносителя. Это очень упрощает процесс, не нужно делать никаких вычислений, хотя на подобное оборудование придется потратить дополнительные средства.

По своему назначению устройства делятся на ручные клапаны и автоматические регуляторы. Во втором случае в комплект прибора входят 2 устройства: сам балансировочный вентиль и регулятор перепада давления, связанный с ним капиллярной трубкой.

Принцип работы балансировочного клапана

Чтобы понять, как действует данное устройство, вкратце разберем принцип балансировки систем отопления. Представьте себе тупиковую ветвь системы с несколькими радиаторами – потребителями тепловой энергии. По трубе к ним следует подать такое количество нагретого до расчетной температуры теплоносителя, чтобы хватало на все обогреваемые помещения. Этот расход нам известен из расчета.

Когда батареи не оснащены термостатическими клапанами и расход теплоносителя для каждого из них является постоянным, то для гидравлической настройки используется ручной балансировочный клапан. Он устанавливается на обратном трубопроводе в месте врезки его в общую магистраль. Как это правильно делается, показано на схеме:

Затем проводятся измерения, как было рассказано в предыдущем разделе, и вентиль выставляется на необходимое число оборотов. Таким образом, требуемый постоянный расход теплоносителя в регулируемой ветви обеспечен. Но что делать, когда величина расхода постоянно меняется? Эта ситуация возможна в том случае, когда на батареях стоят термостатические регуляторы, управляющие интенсивностью нагрева комнаты. Они создают на пути жидкости препятствие, уменьшая ее проток. Тогда и в общем обратном трубопроводе расход будет все время меняться.

Установка ручного балансировочного крана, обеспечивающего фиксированное количество теплоносителя, даст эффект, когда число радиаторов невелико (до 5 шт.). Ограничив пределы регулирования термостатов, схему еще можно настроить. Если же батарей больше 5, то они пойдут вразнос. Перекрывание потока воды термостатом первого радиатора приведет к его увеличению на втором. Клапан на нем тоже станет закрываться, расход пойдет на третий и так далее. В результате такой работы одни батареи будут перегреваться, другие – недогреваться, словом, полная разбалансировка всей ветки.

На ветки или стояки с большим числом отопительных приборов для четкой работы системы нужно ставить автоматические балансировочные клапаны. Как это следует делать, показано на схемах:

Принцип действия тут следующий. Выполняется настройка балансового вентиля на максимальный расчетный расход теплоносителя. В процессе работы, когда термостат любого радиатора станет уменьшать потребление горячей воды, то давление на участке начнет расти.

Посредством капиллярной трубки об этом «узнает» автоматический регулятор перепада давления. Он быстро скорректирует расход теплоносителя, и тогда остальные термостаты не успеют сработать на перекрывание, система останется гидравлически сбалансированной.

Как еще применяется балансировочный вентиль?

Кроме регулирования отдельных ветвей и стояков в системе отопления, устройство используется и для других целей. Например, балансовый клапан устанавливают в малый контур циркуляции твердотопливного котла, когда он замкнут на буферную емкость. Смысл заключается в том, чтобы поддерживать температуру воды в контуре не ниже 60 ºС и не ставить для этого смесительный узел. Но в этом случае расход в котловом контуре должен быть выше, чем в отопительном. Этим и занимается вентиль, устанавливаемый на подаче.

Еще вариант установки — балансировочный кран регулирует подачу теплоносителя на змеевик бойлера косвенного нагрева. Последний, как правило, присоединяется напрямую от котельного агрегата, поэтому правильно будет ограничить количество теплоносителя для подогрева бойлера. Надо сказать, что в идеале балансовыми кранами лучше оснастить все ветви системы, включая контуры теплого пола и ГВС. Подобные мероприятия повышают качество функционирования отопления и однозначно ведут к экономии энергоносителей.

Заключение

Балансировочный кран – очень полезное и необходимое устройство. Только внедрять его в схему надо с умом. Например, на действующие ветви, настроенные с помощью шайб, такой клапан ставить нет смысла. Другое дело – реконструкция, когда к веткам добавляются новые отопительные приборы, либо если ведется новое строительство. Тут для настройки стоит воспользоваться балансовыми устройствами.

Балансировочные клапаны — защита ГВС от размножения легионелл

Для систем централизованного горячего водоснабжения во всем мире актуальным является вопрос защиты от легионелл. В особенности это касается разветвленных систем ГВС многоквартирных домов. Использование же специальных балансировочных клапанов помогает не только снизить риск размножения бактерий, но и в значительной степени экономить воду

При образовании застойных зон в системах ГВС, при определенной температуре, в них активно размножаются опасные для человеческого организма бактерии – легионеллы (Legionella pneumophila). Они являются возбудителями легионеллеза – болезни схожей по симптомам с пневмонией, что затрудняет постановку точного диагноза.

Впервые болезнь была диагностирована в США после инцидента, случившегося в 1976 г. во время съезда участников Американского легиона – организации, объединяющей ветеранов различных военных конфликтов (отсюда и название болезни – «легионеллез»). Среди делегатов, проживавших в одном из отелей Филадельфии, произошла вспышка ранее неизвестной болезни, которая в течение месяца унесла жизни 34 из 220 занемогших.

С тех пор во многих цивилизованных странах мира ежегодно регистрируются сотни случаев заболевания, в том числе и со смертельным исходом. Источники размножения бактерий обусловлены оптимальной для их жизнедеятельности температурой – 20–50 °С (рис. 1). Это системы кондиционирования и вентиляции, ГВС, низкотемпературного отопления.

Рис. 1. Влияние температурного режима на жизнедеятельность легионелл

Попадает легионелла во внутренние инженерные сети из природных источников – пресных водоемов и почвы. Наиболее подходящая среда для размножения болезнетворных бактерий – биоколонии, формирующиеся на стенках трубопроводов (поэтому менее предрасположены к этому пластиковые трубы с гладкой внутренней поверхностью) и других элементов систем. Риск образования таких субстанций особенно велик в водопроводных сетях с длинными и разветвленными трубопроводами, где из-за разбалансирования во время отсутствия разбора воды наблюдается её застой.

Для борьбы с легионеллой применяются такие способы, как обеззараживание воды хлором или озоном. Однако в случае с ГВС наиболее приемлемым и эффективным является термическое воздействие. Оно заключается в поддержании высокой температуры воды в трубопроводах системы с предотвращением застойных явлений, а также кратковременном нагреве воды до критических для выживания бактерий значений.

Балансировка

Для систем ГВС многоквартирных домов характерна следующая ситуация – при разборе воды горячая вода идет через ближайший от источника тепла водоразборный узел. В то же время к точкам подключения, расположенным этажами выше, поступает менее нагретая вода, остывшая за период отсутствия разбора воды (например, в ночное время). Таким образом, потребитель вынужден сливать эту воду до тех пор, пока не дождется потока с необходимой ему температурой. И чем протяженнее трубопроводы, тем больше воды сливается в канализацию. Как следствие – большие потери в системе водоснабжения. Кроме того, последний потребитель на линии может и не дождаться горячей воды с нормативными параметрами.

Особенно это актуально для зданий, введенных в эксплуатацию в 70–80-х годах прошлого столетия, в системах ГВС которых отсутствует циркуляционная линия или система циркуляции не функционирует в силу физического износа.

Однако и в домах с действующей циркуляционной линией требуемая температура воды не всегда достигается сразу после открытия водоразборного узла. Ведь до последнего времени циркуляционные линии (Т4 на рис. 2) обустраивались только по принципу изменения гидравлического сопротивления разных диаметров трубопроводов, то есть диаметр циркуляционной трубы изменялся, в зависимости от удаленности от источника нагрева воды и был меньше диаметра подающего трубопровода системы ГВС (Т3). При этом температура в циркуляционной линии не контролировалась и не учитывалась, что также приводило к перерасходам электроэнергии на работу циркуляционных насосов.

Во избежание подобных ситуаций в новостройках уже несколько лет на циркуляционные линии устанавливают специальные балансировочные клапаны. Также их можно использовать и при реконструкции существующих систем ГВС.

Эти клапаны отличаются тем, что кроме заданного расхода через циркуляционную линию, используя так называемый термальный привод, можно выставлять необходимую температуру воды в циркуляционной линии, например, в диапазоне от 40 до 65 °С. Если температура падает, клапан открывается и пропускает воду для подогрева. При этом постоянной потребности в циркуляции горячей воды нет. Она появляется лишь тогда, когда в системе отсутствует разбор воды. Расчетное значение температуры воды в циркуляционной линии составляет, как правило, не более 5–10 °С от температуры воды в системе ГВС. Влияние на данный показатель имеют:

• диаметры и протяженность трубопроводов;
• температура воздуха в местах, в которых расположены трубопроводы;
• эффективность и состояние теплоизоляции.

Балансировочный клапан позволяет отрегулировать расход воды через циркуляционную линию. Использование вместе с ним термального привода дает возможность регулирования температуры воды: при её снижении в циркуляционной линии, клапан будет открыт до тех пор, пока температура не достигнет заданного значения. После этого термальный привод перекрывает проток и отключается циркуляционный насос.

Таким образом, за счет применения балансировочных клапанов с термальными приводами поддерживается постоянная температура в системе ГВС. Это уменьшает нерациональные затраты воды, а также снижает риск развития бактерий.

На рис. 2 показаны места для достижения наибольшей эффективности работы балансировочных клапанов в системе ГВС, т.е. они должны располагаться после последней водоразборной точки. Существуют модификации балансировочных клапанов с термальными приводами для систем, в которых предусмотрена термическая дезинфекция воды.

Рис. 2. Схема циркуляционной системы ГВС с балансировочными клапанами

Термическая дезинфекция

Для полного уничтожения легионелл в системах ГВС используется кратковременное нагревание котлом воды в системе до критических для жизнедеятельности бактерий температур – например, выше 60 °С в течение получаса. Как правило, это производится в ночное время в отсутствие разбора воды.

Термальный привод (рис. 3) балансировочных клапанов, предназначенных для систем с термической дезинфекцией, при этом действует по следующему принципу. При увеличении температуры выше 62 °С привод не закрывается, а, достигнув предела, наоборот открывается.

Рис. 3. Термальный привод

Конструктивно и технически это действует довольно оригинально. Вставка из штока с определенным набором шайб при большом повышении температуры проваливается дальше предела перекрытия потока. Процесс происходит за счет механического расширения. Но если температура поднимется выше 72 °С, то клапан снова закроется (рис. 4) во избежание термических ожогов потребителей.

Рис. 4. Регулировочные характеристики балансировочного клапана с функцией термической дезинфекции

Функция термической дезинфекции поддерживается многими современными контроллерами, например, типа Smile (Honeywell). При осуществлении этого процесса важно, чтобы требуемая высокая температура была достигнута во всех точках системы. Поэтому насос должен включаться в режим повышенной циркуляции, а автоматические балансировочные клапаны обеспечивать нужный гидравлический баланс.

В частном строительстве и в квартирах с электрическим бойлером можно проводить дезинфекцию вручную. Периодически (раз в месяц) до предела разогревать бойлер и прогонять воду через систему. Это особенно рекомендуется осуществлять перед сезонным пользованием бойлером (при летних отключениях централизованного горячего водоснабжения).

Примеры устройств

Установка балансировочных клапанов на линиях рециркуляции систем ГВС практикуется в Украине сравнительно недавно – порядка 3–4 лет. Сейчас в новых зданиях с разветвленной системой ГВС обязательно предусматривается их установка. Ведь без гидравлической балансировки, например, для многоэтажного дома с 6–10 подъездами и с несколькими стояками в каждом, практически невозможно гидравлически «увязать» циркуляционные линии первых и последних подъездов.

Важно знать, что в системах ГВС недопустимо использование балансировочных клапанов, предназначенных только для систем отопления. Ведь, не смотря на схожесть решаемых задач, есть ряд особенностей. Например, клапаны для циркуляционных систем ГВС выполняются из материалов, устойчивых к коррозии и удовлетворяющих соответствующим гигиеническим требованиям.

На украинском рынке представлены балансировочные клапаны для систем ГВС производства компаний Danfoss (Дания), Honeywell (Германия), Oventrop (Германия) и других.

Например, балансировочные клапаны для ГВС Alwa-Kombi-4 (Honeywell) (рис. 5) выполнены из стойкой к коррозии красной бронзы марки Rg5. Гидравлическая балансировка проводится путем ручной установки расхода воды через клапан, согласно расчетам по необходимому перепаду давления для каждого контура. Для автоматического регулирования температуры воды клапан оснащают термальным приводом. В обычном исполнении с его помощью поддерживается необходимая температура воды в диапазоне 40–65 °С (вставка с колпачком черного цвета), в специальном исполнении предусмотрен термальный привод с функцией поддержки термической дезинфекции (поставляется с оранжевым колпачком). Дооснащение Alwa-Kombi-4 термальным приводом может производиться в любое время, в том числе, после установки на системе. Клапаны устойчивы к высоким температурам (до 130 °С) и давлению (до 16 бар). Диаметры – от 15 до 40 мм.

Рис. 5. Балансировочный клапан для системы ГВС (Alwa-Kombi-4)

Существуют также автоматические смесительные клапаны, которые обеспечивают постоянную температуру воды после смешения. Их устанавливают как на отдельные точки водоразбора (умывальник, душ и др.), так и на их небольшие группы, например, в детских дошкольных учреждениях или школах.

Защита от противотока

Для защиты систем водоснабжения от попадания загрязнений и патогенных бактерий при порывах или проникновения путем противотока в странах ЕС применяют специальные отсекающие устройства (Backflow Preventer, англ. – «устройство предотвращения противотока»).

По европейским нормам EN 1717 они должны монтироваться на каждой установке водоснабжения – на вводе в здания, а также на распределительных линиях – вплоть до квартиры. Цель их применения – предотвращение попадания загрязненных вод в систему централизованного водоснабжения.

Устройства имеют три камеры (рис. 6), которые перекрываются в случае резкого снижения входного давления или повышения обратного напора воды от потребителя. При этом загрязненная вода отсекается и дренируется в канализацию. Таким образом, нежелательные примеси не попадают во внутренние и внешние сети системы водоснабжения.

Рис. 6. Устройство предотвращения противотока (BA-295, Honeywell)

Существуют различные модификации отсекающих клапанов, в зависимости от категории зданий. Однако в Украине массового распространения они пока не получили по причине отсутствия отечественных нормативов по их обязательному применению.

Читайте статьи и новости в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь на YouTube-канал.