Watts AquaMix (Німеччина)
Саме про термостатичних клапанах з асиметричною схемою розташування потоків далі і піде мова.
Сфери застосування термостатичних змішувачів триходових клапанів.
Конструкція зворотного клапана:
Зворотній клапан – тип, призначений для запобігання утворенню зворотного потоку. Зворотні клапани пропускають потік робочого середовища в одному напрямку і запобігають його рух в протилежному, діючи при цьому автоматично і будучи арматурою прямої дії.
За допомогою лічильників води захищається різне обладнання, трубопроводи, насоси та судини під тиском, а також можливо суттєво обмежити текти робочого середовища з системи при руйнуванні її ділянки.
Залежно від конструкції і принципу роботи запірного органу , Зворотні клапани можна розділити на: підйомні, кульові, відкидні і осьові, а так само поворотні зворотні клапани.
Найпростіші по конструкції і технології виготовлення – підйомні клапани . Запірним органом в них служить золотник, який переміщається зворотно-поступально по напрямку потоку робочого середовища. При відсутності потоку середовища через арматуру золотник у зворотному клапані під дією власної ваги або пружини знаходиться в положенні «закрито», тобто запірний орган знаходиться в сідлі корпусу. При виникненні потоку золотник під дією його енергії відкриває прохід через сідло. Якщо потік змінює свій напрямок, золотник повертається в закрите положення і додатково притискається тиском самого середовища.
Підйомні клапани встановлюються тільки на горизонтальних ділянках трубопроводів. Обов’язкова умова – вертикальне розташування осі клапана. Основна перевага зворотного підйомного клапана – можливість ремонту без демонтажу всього клапана. Недолік – висока чутливість до забруднення середовища.
В кульових зворотних клапанах запірним органом служить кульової елемент, а притискним елементом – пружина. Кульові зворотні клапани зазвичай застосовуються на малих діаметрах трубопроводів, в основному в сантехніці.
Сама компактна конструкція серед лічильників води – у осьових і двостулкових відкидних клапанів. У пружинного дискового клапана затвором служить диск з притискним елементом – пружиною. В робочому стані диск під тиском води віджимається, забезпечуючи вільний проток. При зниженні тиску пружина притискає диск до сідла, перекриваючи проточное отвір. У складних гидросистемах застосовуються двостулкові клапани. У них запірний диск під дією потоку води складається навпіл. Зворотний потік повертає диск в початковий стан, притискаючи його до сідла. Діапазон розмірів 50 мм – 700 мм, ще більше, ніж у пружинних дискових клапанів.
Основними перевагами міжфланцеве дискових зворотних клапанів є менші розміри і малу вагу. У їх конструкції відсутні фланці для кріплення до трубопроводу. За рахунок цього вага знижується в 5 разів, а загальна довжина в 6-8 разів у порівнянні зі стандартними зворотними клапанами даного прохідного діаметру. Переваги: простота монтажу, експлуатації, можливість встановлювати крім горизонтальних ділянок трубопроводу, також на похилі і вертикальні. Недолік – необхідний повний демонтаж при ремонті клапана.
Поворотні зворотні клапани , Або зворотні затвори використовуються для дуже великих діаметрів трубопроводів. У даній конструкції запірним елементом є золотник – «затріски». Вісь повороту «затріски» знаходиться вище прохідного отвору. Під дією напору «затріски» відкидається і не перешкоджає проходженню води. При зниженні тиску нижче допустимого золотник падає і зачинив прохідний канал. При діаметрі трубопроводу більше 400 мм поворотні зворотні клапани забезпечуються спеціальними пристроями, які роблять посадку затріски на сідло більш плавною і м’якою. В якості таких пристроїв застосовуються гідравлічні демпфери і вантажі, що встановлюються на затріски безпосередньо, або за допомогою важеля. Істотний мінус ненаголошених конструкцій полягає в неможливості їх установки на будь-яких ділянках трубопроводу, крім горизонтальних. В цілому зворотні затвори мають ряд переваг перед зворотними клапанами, серед яких менша чутливість до забрудненим середах.
Для систем централізованого гарячого водопостачання в усьому світі актуальним є питання захисту від легіонел. Особливо це стосується розгалужених систем ГВП багатоквартирних будинків. Використання ж спеціальних балансувальних клапанів допомагає не тільки знизити ризик розмноження бактерій, але і в значній мірі економити воду
При утворенні застійних зон в системах ГВС, при певній температурі, в них активно розмножуються небезпечні для людського організму бактерії – легіонелли (Legionella pneumophila). Вони є збудниками легіонельозу – хвороби схожою за симптомами з пневмонією, що ускладнює постановку точного діагнозу.
Вперше хвороба була діагностована в США після інциденту, що стався в 1976 р під час з’їзду учасників Американського легіону – організації, що об’єднує ветеранів різних військових конфліктів (звідси і назва хвороби – “легіонельоз”). Серед делегатів, які проживали в одному з готелів Філадельфії, стався спалах раніше невідомої хвороби, яка протягом місяця забрала життя 34 з 220 занемогшіх.
З тих пір в багатьох цивілізованих країнах світу щорічно реєструються сотні випадків захворювання, в тому числі і зі смертельним результатом. Джерела розмноження бактерій обумовлені оптимальної для їх життєдіяльності температурою – 20-50 ° С (рис. 1). Це системи кондиціонування і вентиляції, ГВП, низькотемпературного опалення.
Мал. 1. Вплив температурного режиму на життєдіяльність легіонел
Потрапляє легионелла у внутрішні інженерні мережі з природних джерел – прісних водойм і грунту. Найбільш підходяще середовище для розмноження хвороботворних бактерій – біоколоніі, що формуються на стінках трубопроводів (тому менш схильні до цього пластикові труби з гладкою внутрішньою поверхнею) і інших елементів систем. Ризик утворення таких субстанцій особливо великий у водопровідних мережах з довгими і розгалуженими трубопроводами, де через розбалансування під час відсутності розбору води спостерігається її застій.
Для боротьби з легионелла застосовуються такі способи, як знезараження води хлором або озоном. Однак у випадку з ГВС найбільш прийнятним і ефективним є термічний вплив. Воно полягає в підтримці високої температури води в трубопроводах системи із запобіганням застійних явищ, а також короткочасному нагріванні води до критичних для виживання бактерій значень.
балансування
Для систем ГВП багатоквартирних будинків характерна наступна ситуація – при розборі води гаряча вода йде через найближчий від джерела тепла водорозбірний вузол. У той же час до точок підключення, розташованим поверхами вище, надходить менше нагріта вода, охолола за період відсутності розбору води (наприклад, у нічний час). Таким чином, споживач змушений зливати цю воду до тих пір, поки не дочекається потоку з необхідною йому температурою. І чим довша трубопроводи, тим більше води зливається в каналізацію. Як наслідок – великі втрати в системі водопостачання. Крім того, останній споживач на лінії може і не дочекатися гарячої води до нормативних параметрами.
Особливо це актуально для будинків, введених в експлуатацію в 70-80-х роках минулого століття, в системах ГВС яких відсутня циркуляційна лінія або система циркуляції не функціонує в силу фізичного зносу.
Однак і в будинках з діючої циркуляційної лінією необхідна температура води не завжди досягається відразу після відкриття водоразборного вузла. Адже до останнього часу циркуляційні лінії (Т4 на рис. 2) облаштовувалися тільки за принципом зміни гідравлічного опору різних діаметрів трубопроводів, тобто діаметр циркуляційної труби змінювався, залежно від віддаленості від джерела нагрівання води і був меншим, ніж діаметр трубопроводу, що подає системи ГВП (Т3) . При цьому температура в циркуляційної лінії не контролював і не враховувалася, що також призводило до перевитрат електроенергії на роботу циркуляційних насосів.
Щоб уникнути подібних ситуацій в новобудовах вже кілька років на циркуляційні лінії встановлюють спеціальні балансувальні клапани. Також їх можна використовувати і при реконструкції існуючих систем ГВП.
Ці клапани відрізняються тим, що крім заданої витрати через циркуляційну лінію, використовуючи так званий термальний привід, можна виставляти необхідну температуру води в циркуляційної лінії, наприклад, в діапазоні від 40 до 65 ° С. Якщо температура падає, клапан відкривається і пропускає воду для підігріву. При цьому постійної потреби в циркуляції гарячої води немає. Вона з’являється лише тоді, коли в системі відсутній розбір води. Розрахункове значення температури води в циркуляційної лінії становить, як правило, не більше 5-10 ° С від температури води в системі ГВП. Вплив на цей показник мають:
- діаметри і довжина трубопроводів;
- температура повітря в місцях, в яких розташовані трубопроводи;
- ефективність і стан теплоізоляції.
Балансувальний клапан дозволяє відрегулювати витрату води через циркуляційну лінію. Використання разом з ним термального приводу дає можливість регулювання температури води: при її зниженні в циркуляційної лінії, клапан буде відкрито до тих пір, поки температура не досягне заданого значення. Після цього термальний привід перекриває протока і відключається циркуляційний насос.
Таким чином, за рахунок застосування балансувальних клапанів з термальними приводами підтримується постійна температура в системі ГВП. Це зменшує нераціональні витрати води, а також знижує ризик розвитку бактерій.
На рис. 2 показані місця для досягнення найбільшої ефективності роботи балансувальних клапанів в системі ГВП, тобто вони повинні розташовуватися після останньої водорозбірної точки. Існують модифікації балансувальних клапанів з термальними приводами для систем, в яких передбачена термічна дезінфекція води.
Мал. 2. Схема циркуляційної системи ГВП з балансувальними клапанами
термічна дезінфекція
Для повного знищення легіонел в системах ГВС використовується короткочасне нагрівання котлом води в системі до критичних для життєдіяльності бактерій температур – наприклад, вище 60 ° С протягом півгодини. Як правило, це робиться в нічний час за відсутності розбору води.
Термальний привід (рис. 3) балансувальних клапанів, призначених для систем з термічної дезінфекцією, при цьому діє за наступним принципом. При збільшенні температури вище 62 ° С привід не закривається, а, досягши межі, навпаки відкривається.
Мал. 3. Термальний привід
Конструктивно і технічно це діє досить оригінально. Вставка з штока з певним набором шайб при великому підвищенні температури провалюється далі межі перекриття потоку. Процес відбувається за рахунок механічного розширення. Але якщо температура підніметься вище 72 ° С, то клапан знову закриється (рис. 4), щоб уникнути термічних опіків споживачів.
Мал. 4. Регулювальні характеристики балансування клапана з функцією термічної дезінфекції
Функція термічної дезінфекції підтримується багатьма сучасними контролерами, наприклад, типу Smile (Honeywell). При здійсненні цього процесу важливо, щоб необхідна висока температура була досягнута в усіх точках системи. Тому насос повинен включатися в режим підвищеної циркуляції, а автоматичні балансувальні клапани забезпечувати потрібний гідравлічний баланс.
У приватному будівництві і в квартирах з електричним бойлером можна проводити дезінфекцію вручну. Періодично (раз на місяць) до межі розігрівати бойлер і проганяти воду через систему. Це особливо рекомендується здійснювати перед сезонним користуванням бойлером (при літні відключення централізованого гарячого водопостачання).
приклади пристроїв
Установка балансувальних клапанів на лініях рециркуляції систем ГВП практикується в Україні порівняно недавно – близько 3-4 років. Зараз в нових будівлях з розгалуженою системою ГВП обов’язково передбачається їх установка. Адже без гідравлічного балансування, наприклад, для багатоповерхового будинку з 6-10 під’їздами і з декількома стояками в кожному, практично неможливо гідравлічно «пов’язати» циркуляційні лінії перших і останніх під’їздів.
Важливо знати, що в системах ГВС неприпустимо використання балансувальних клапанів, призначених тільки для систем опалення. Адже, не дивлячись на схожість вирішуваних завдань, є ряд особливостей. Наприклад, клапани для циркуляційних систем ГВП виконуються з матеріалів, стійких до корозії і задовольняють відповідним гігієнічним вимогам.
На українському ринку представлені балансувальні клапани для систем ГВП виробництва компаній Danfoss (Данія), Honeywell (Німеччина), Oventrop (Німеччина) та інших.
Наприклад, балансувальні клапани для ГВП Alwa-Kombi-4 (Honeywell) (рис. 5) виконані з стійкою до корозії червоною бронзи марки Rg5.Гідравлічна балансування проводиться шляхом ручного регулювання витрати води через клапан, згідно з розрахунками по необхідному перепаду тиску для кожного контуру. Для автоматичного регулювання температури води клапан оснащують термальним приводом. У звичайному виконанні з його допомогою підтримується необхідна температура води в діапазоні 40-65 ° С (вставка з ковпачком чорного кольору), в спеціальному виконанні передбачений термальний привід з функцією підтримки термічної дезінфекції (поставляється з помаранчевим ковпачком). Дооснащення Alwa-Kombi-4 термальним приводом може проводитися в будь-який час, в тому числі, після установки на системі. Клапани стійкі до високих температур (до 130 ° С) і тиску (до 16 бар). Діаметри – від 15 до 40 мм.
Мал. 5. Балансувальний клапан для системи ГВП (Alwa-Kombi-4)
Існують також автоматичні змішувачі клапани, які забезпечують постійну температуру води після змішування. Їх встановлюють як на окремі точки водорозбору (умивальник, душ і ін.), Так і на їх невеликі групи, наприклад, в дитячих дошкільних установах або школах.
Захист від противотока
Для захисту систем водопостачання від попадання забруднень і патогенних бактерій при поривах або проникнення шляхом противотока в країнах ЄС застосовують спеціальні відсікають пристрої (Backflow Preventer, англ. – «пристрій запобігання протитоку»).
За європейськими нормами EN 1717 вони повинні монтуватися на кожній установці водопостачання – на вводі в будівлі, а також на розподільчих лініях – аж до квартири. Мета їх застосування – запобігання потрапляння забруднених вод у систему централізованого водопостачання.
Пристрої мають три камери (рис. 6), які перекриваються в разі різкого зниження вхідного тиску або підвищення зворотного напору води від споживача. При цьому забруднена вода відсікається і дренується в каналізацію. Таким чином, небажані домішки не потрапляють у внутрішні і зовнішні мережі системи водопостачання.
Мал. 6. Пристрій запобігання протитоку (BA-295, Honeywell)
Існують різні модифікації відтинають клапанів, в залежності від категорії будівель. Однак в Україні масового поширення вони поки не отримали через відсутність вітчизняних нормативів по їх обов’язкового застосування.
Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі AW-Therm. Підписуйтесь!
|
