Запорно-регулирующая арматура концерна IMI International
Сообщение, сделанное Виталием Шишом (ООО «Бипрост-Плюс») на семинаре «Современные эффективные технологии, материалы, изделия и инженерное оборудование, применяемые при ремонте, реконструкции и тепловой модернизации жилищного фонда» в рамках 13-й специализированной строительной выставки «Стройинвест 2007»
Британский концерн IMI International работает в России с 2000 г., в Беларуси — с 2005 г. Принято считать: все в доме, что выше нулевой отметки, делает Heimeier, все, что ниже, — Tour&Andersson. Профили двух этих заводов, расположенных соответственно в Германии и Швеции, и определяют основные направления деятельности концерна. Завод Heimeier (производство термостатических клапанов и термостатов высшего качества) основан в 1928 г. Завод Tour&Andersson основан в 1875 г. Здесь производят не только запорно-регулирующую и балансировочную арматуру, но и разработали теорию и практику балансировки гидравлических систем.
Все вентили и клапаны Heimeier производятся из бронзы (как известно, коррозионная стойкость бронзы выше, чем у латуни). При изготовлении клапанов используется технология высокоточного литья и высокоточной обработки поверхности, что исключает возможность возникновения острых углов и излишней шероховатости. Литье клапанов, в отличие от штамповки и прессовки, исключает возможность возникновения внутреннего натяжения металла (то есть микротрещин в корпусе, из-за которых впоследствии могут возникнуть проблемы). Пружина клапана очень жесткая, что исключает возможность закисания и залипания клапанов, как это бывает у других производителей. Пружина клапана защищена от воздействия теплоносителя бронзовым корпусом, что обеспечивает более точную и долговечную работу клапана. Термостатическая жидкостная головка оснащается предохранительной пружиной, что исключает возможность поломки штока головки при монтаже. Высшее качество подтверждается результатами испытаний, регулярно проводимых независимой экспертизой в Германии — с 1985 г. арматура Heimeier занимает первое место.
Несколько слов о балансировке, применении балансировочных клапанов и необходимости гидравлической балансировки систем отопления и холодоснабжения. Современные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха способны удовлетворять наиболее взыскательным требованиям как по климатическим условиям помещений, так и по экономичности. Однако практически даже наиболее сложные системы не всегда работают так, как это обещают их производители и поставщики. В результате приходится мириться с фактически создаваемыми климатическими условиями, а эксплуатационные расходы оказываются выше, чем ожидалось. К каждой отопительной или кондиционирующей системе предъявляются два основных требования. Первое — требование обеспечения того, чтобы качество климата в отапливаемых или кондиционируемых помещениях удовлетворяло действующим нормативам. Второе — требование достижения этого состояния наименьшими энергетическими затратами. Для правильного функционирования гидравлической системы в целом необходимо обеспечить три гидравлических условия (эти условия общеизвестны, но, к сожалению, не всегда выполняются в нужной форме). Условие первое: проектный расход должен быть обеспечен во всех частях системы. Для выполнения этого условия необходимо статически сбалансировать систему, тем самым ограничивая избыточный расход в ее частях, находящихся ближе всего к насосу, и вызывающих дефицит расхода в других частях системы. После балансировки можно наладить циркуляционные насосы для обеспечения требуемой мощности, определив степень увеличения или уменьшения их размера, а также диагностировать дальнейшие помехи в сети трубопроводов.
Условие второе: перепад давления на клапанах не должен значительно меняться. Это условие выполнено, если система сбалансирована, а регуляторы перепада давления правильно налажены. Основной целью стабилизации перепада давления является достижение правильного функционирования регулирующих клапанов и обеспечение коэффициента управления клапана выше 0,3. Если этот коэффициент меньше, регулирующий клапан не может выполнять свою функцию. Он не использует полного хода своего штока, а у пропорциональных клапанов происходит регулировка «открыто-закрыто». Условие третье: расход должен быть совместим во всех узловых точках системы. Выполнения этого условия можно достичь путем правильной балансировки системы. Для этого необходимо, чтобы мощность источника передавалась всем потребителям. Часто случается так, что вторичный контур имеет больший расход, чем первичный. Так возникают противоположные потоки в байпасах или короткие замыкания, и мощность источника не может быть передана. В результате невозможно достичь мощности на вторичной стороне. Некоторые специалисты считают, что достаточно указать проектные расходы на чертеже, чтобы получить их в трубах, в то время как результат любого гидравлического расчета (по определению представляющего собой трудоемкую задачу), даже выполненного с помощью компьютерных программ, — лишь грубое приближение к реальности. Не говоря уже о том, что монтажные факторы (сплющивание труб при изгибе, появление внутренней окалины при сварке, изменение длин участков, появление дополнительных поворотов), а также эксплуатационные факторы (зарастание труб, засорение шайб и, как следствие, уменьшение их проходного сечения и возрастание со временем коэффициента шероховатости) вообще никак не учитываются! Кроме того, компоненты системы приходится выбирать из диапазона существующих на рынке. Как правило, их характеристики не подходят под расчетные. Более того, на стадии проектирования характеристики некоторого оборудования вообще неизвестны, так как соответствующие изделия еще предстоит выбрать в ходе тендеров (это на более поздних этапах делают подрядчики).
Следовательно, потом приходится корректировать проект системы для учета фактически установленных элементов, которые часто отличаются от предусмотренных в проектах изначально.
Именно по этой причине специалисты IMI International убеждены: для того, чтобы получить требуемые проектные расходы в системе, необходимо применять балансировочные клапаны Tour&Andersson, так как они дадут возможность измерить, откорректировать, сбалансировать гидравлическую систему, то есть настроить проектные расходы. В настоящее время в системе, которая имеет балансировочные клапаны, имеются проблемы правильной гидравлической работы системы. Следствие — невозможность обеспечения климата с наименьшими энергозатратами. Неадекватность расходов вызывает неустойчивость работы регулирующих клапанов, ухудшает и работу автоматики. Кроме того, ведет к перегревам или недогревам различных частей системы, возникновению шумов на регулирующих, в том числе термостатических, клапанах, ускоренной коррозии трубопроводов, выходу из строя насосов, котлов, теплообменников. Все эти проблемы приводят к значительным дополнительным затратам на эксплуатацию и обслуживание системы. В настоящее время часто применяются следующие методы решения проблем неправильной работы гидравлической системы. Первый — применение оборудования с завышенными параметрами. В прошлом прибегали к увеличению размеров систем. Ничего удивительного. Мотивировал к этому рост требований к комфорту в развитых странах, удерживала же на данном направлении относительная легкость приобретения отдельных элементов. Сегодня внушительные масштабы именно этих систем являются бичом большинства эксплуатационщиков. Ведь эксплуатация данных систем требует активизации финансовых вложений, общая же их реконструкция слишком дорога.
Второй путь — повышение мощности насосов. Простым способом устранения жалоб пользователя является повышение скорости и соответственно напора насосов, а следовательно, расходов в удаленных частях систем. Это очень быстрый метод. Достаточно просто дойти до насоса и повысить его обороты или переключить на более высокую скорость. Однако нужно понимать, что на участках, которые работают нормально, увеличится расход, следовательно, температура в помещениях поднимется выше допустимого уровня, и пользователи начнут открывать окна. Недопустимо возрастут энергетические расходы на отопление и регулирование насосов. Работа на повышенных скоростях уменьшает срок службы насосов. Третий путь — изменение температуры теплоносителя. В отопительных системах можно использовать этот подход при условии, что вы еще не достигли верхней границы мощности источника. При повышении температуры теплоносителя повышаются потери тепла в трубопроводе, вследствие чего растет и потребление топлива. В наиболее благоприятных (если система не сбалансирована) контурах наблюдается избыток мощности. Прибор неспособен достаточно охладить теплоноситель, и он возвращается назад к источнику недоиспользованным. Снижением температурной разницы на источнике мы, однако, снижаем его эффективность. А в охлаждающих системах вообще, как правило, нельзя снижать температуру. Четвертый метод предлагает IMI International. Это более современный метод решения проблемы неправильной работы гидравлической системы. Речь идет о применении балансировочных клапанов, обеспечивающих гидравлическую балансировку системы.
Балансировочные клапаны TA STAF от Tour&Andersson — это многофункциональная запорно-регулирующая арматура, которая может быть использована для увязки гидравлики источников с точностью плюс-минус 1%. К другим преимуществам, обеспечиваемым STAF, можно отнести возможность точной (плюс- минус 5%) регулировки расходов, гашения избыточного напора или давления насоса, измерения перепада давления с точностью плюс-минус 1%, измерения расхода с точностью 5% для заданной теплосистемы, измерения температуры воды дренажа системы. Под балансировкой понимается наладка гидравлики так, чтобы каждый элемент системы (радиатор, калорифер) имел проектные расходы. При этом определение и выставление настроек термостатических клапанов является частью общего процесса наладки гидравлики. Балансировочный клапан обязан иметь измерительные ниппели для того, чтобы после монтажа была возможность подключить балансировочный прибор TA CBI и балансировочную систему. Проектировщик должен предусмотреть в проекте не настройку позиций балансового клапана, а расход теплоносителя через этот клапан в данной части системы (так как функция балансового клапана — обеспечение проектного расхода). Если балансовый клапан смонтирован и не настроен на расход, то это — дорогая дроссельная шайба. Настроечная позиция клапана по проекту отличается от позиции на объекте, так как меняются гидравлические условия из-за монтажных факторов и прочего вышеназванного. Кроме того, балансировочные клапаны являются средством диагностики, а их использование — способом экономии на работе насоса. Процедура балансировки делает возможным обнаружение и устранение большинства гидравлических проблем в ходе пусконаладочных работ (засоры, воздух, неправильный монтаж обратных и других клапанов). В настоящее время принято использовать метод TA Balance, который сводит все избыточные напоры давления к главному балансировочному клапану, находящемуся рядом с насосом. Далее напор насоса уменьшается — например, уменьшается скорость до получения суммарного проектного расхода при вновь открытом главном балансировочном клапане. Такая операция позволяет минимизировать энергетические и материальные затраты насоса. Экономический эффект балансировки состоит в том, что благодаря гидравлической балансировке мы обеспечиваем номинальный расход и в самых удаленных местах.
В Беларуси при современном тарифе экономия при отапливании двухкомнатной квартиры площадью 50 м2 тремя радиаторами составляет более Br100 тыс. за отопительный сезон. Для примера: стоимость термостатических клапанов на радиаторах при балансировочных на стояках составляет примерно $100. Нетрудно подсчитать, что установка арматуры от IMI International окупается за два-три отопительных сезона.
Сергей ЗОЛОТОВ
Британский концерн IMI International работает в России с 2000 г., в Беларуси — с 2005 г. Принято считать: все в доме, что выше нулевой отметки, делает Heimeier, все, что ниже, — Tour&Andersson. Профили двух этих заводов, расположенных соответственно в Германии и Швеции, и определяют основные направления деятельности концерна. Завод Heimeier (производство термостатических клапанов и термостатов высшего качества) основан в 1928 г. Завод Tour&Andersson основан в 1875 г. Здесь производят не только запорно-регулирующую и балансировочную арматуру, но и разработали теорию и практику балансировки гидравлических систем.
Все вентили и клапаны Heimeier производятся из бронзы (как известно, коррозионная стойкость бронзы выше, чем у латуни). При изготовлении клапанов используется технология высокоточного литья и высокоточной обработки поверхности, что исключает возможность возникновения острых углов и излишней шероховатости. Литье клапанов, в отличие от штамповки и прессовки, исключает возможность возникновения внутреннего натяжения металла (то есть микротрещин в корпусе, из-за которых впоследствии могут возникнуть проблемы). Пружина клапана очень жесткая, что исключает возможность закисания и залипания клапанов, как это бывает у других производителей. Пружина клапана защищена от воздействия теплоносителя бронзовым корпусом, что обеспечивает более точную и долговечную работу клапана. Термостатическая жидкостная головка оснащается предохранительной пружиной, что исключает возможность поломки штока головки при монтаже. Высшее качество подтверждается результатами испытаний, регулярно проводимых независимой экспертизой в Германии — с 1985 г. арматура Heimeier занимает первое место.
Несколько слов о балансировке, применении балансировочных клапанов и необходимости гидравлической балансировки систем отопления и холодоснабжения. Современные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха способны удовлетворять наиболее взыскательным требованиям как по климатическим условиям помещений, так и по экономичности. Однако практически даже наиболее сложные системы не всегда работают так, как это обещают их производители и поставщики. В результате приходится мириться с фактически создаваемыми климатическими условиями, а эксплуатационные расходы оказываются выше, чем ожидалось. К каждой отопительной или кондиционирующей системе предъявляются два основных требования. Первое — требование обеспечения того, чтобы качество климата в отапливаемых или кондиционируемых помещениях удовлетворяло действующим нормативам. Второе — требование достижения этого состояния наименьшими энергетическими затратами. Для правильного функционирования гидравлической системы в целом необходимо обеспечить три гидравлических условия (эти условия общеизвестны, но, к сожалению, не всегда выполняются в нужной форме). Условие первое: проектный расход должен быть обеспечен во всех частях системы. Для выполнения этого условия необходимо статически сбалансировать систему, тем самым ограничивая избыточный расход в ее частях, находящихся ближе всего к насосу, и вызывающих дефицит расхода в других частях системы. После балансировки можно наладить циркуляционные насосы для обеспечения требуемой мощности, определив степень увеличения или уменьшения их размера, а также диагностировать дальнейшие помехи в сети трубопроводов.
Условие второе: перепад давления на клапанах не должен значительно меняться. Это условие выполнено, если система сбалансирована, а регуляторы перепада давления правильно налажены. Основной целью стабилизации перепада давления является достижение правильного функционирования регулирующих клапанов и обеспечение коэффициента управления клапана выше 0,3. Если этот коэффициент меньше, регулирующий клапан не может выполнять свою функцию. Он не использует полного хода своего штока, а у пропорциональных клапанов происходит регулировка «открыто-закрыто». Условие третье: расход должен быть совместим во всех узловых точках системы. Выполнения этого условия можно достичь путем правильной балансировки системы. Для этого необходимо, чтобы мощность источника передавалась всем потребителям. Часто случается так, что вторичный контур имеет больший расход, чем первичный. Так возникают противоположные потоки в байпасах или короткие замыкания, и мощность источника не может быть передана. В результате невозможно достичь мощности на вторичной стороне. Некоторые специалисты считают, что достаточно указать проектные расходы на чертеже, чтобы получить их в трубах, в то время как результат любого гидравлического расчета (по определению представляющего собой трудоемкую задачу), даже выполненного с помощью компьютерных программ, — лишь грубое приближение к реальности. Не говоря уже о том, что монтажные факторы (сплющивание труб при изгибе, появление внутренней окалины при сварке, изменение длин участков, появление дополнительных поворотов), а также эксплуатационные факторы (зарастание труб, засорение шайб и, как следствие, уменьшение их проходного сечения и возрастание со временем коэффициента шероховатости) вообще никак не учитываются! Кроме того, компоненты системы приходится выбирать из диапазона существующих на рынке. Как правило, их характеристики не подходят под расчетные. Более того, на стадии проектирования характеристики некоторого оборудования вообще неизвестны, так как соответствующие изделия еще предстоит выбрать в ходе тендеров (это на более поздних этапах делают подрядчики).
Следовательно, потом приходится корректировать проект системы для учета фактически установленных элементов, которые часто отличаются от предусмотренных в проектах изначально.
Именно по этой причине специалисты IMI International убеждены: для того, чтобы получить требуемые проектные расходы в системе, необходимо применять балансировочные клапаны Tour&Andersson, так как они дадут возможность измерить, откорректировать, сбалансировать гидравлическую систему, то есть настроить проектные расходы. В настоящее время в системе, которая имеет балансировочные клапаны, имеются проблемы правильной гидравлической работы системы. Следствие — невозможность обеспечения климата с наименьшими энергозатратами. Неадекватность расходов вызывает неустойчивость работы регулирующих клапанов, ухудшает и работу автоматики. Кроме того, ведет к перегревам или недогревам различных частей системы, возникновению шумов на регулирующих, в том числе термостатических, клапанах, ускоренной коррозии трубопроводов, выходу из строя насосов, котлов, теплообменников. Все эти проблемы приводят к значительным дополнительным затратам на эксплуатацию и обслуживание системы. В настоящее время часто применяются следующие методы решения проблем неправильной работы гидравлической системы. Первый — применение оборудования с завышенными параметрами. В прошлом прибегали к увеличению размеров систем. Ничего удивительного. Мотивировал к этому рост требований к комфорту в развитых странах, удерживала же на данном направлении относительная легкость приобретения отдельных элементов. Сегодня внушительные масштабы именно этих систем являются бичом большинства эксплуатационщиков. Ведь эксплуатация данных систем требует активизации финансовых вложений, общая же их реконструкция слишком дорога.
Второй путь — повышение мощности насосов. Простым способом устранения жалоб пользователя является повышение скорости и соответственно напора насосов, а следовательно, расходов в удаленных частях систем. Это очень быстрый метод. Достаточно просто дойти до насоса и повысить его обороты или переключить на более высокую скорость. Однако нужно понимать, что на участках, которые работают нормально, увеличится расход, следовательно, температура в помещениях поднимется выше допустимого уровня, и пользователи начнут открывать окна. Недопустимо возрастут энергетические расходы на отопление и регулирование насосов. Работа на повышенных скоростях уменьшает срок службы насосов. Третий путь — изменение температуры теплоносителя. В отопительных системах можно использовать этот подход при условии, что вы еще не достигли верхней границы мощности источника. При повышении температуры теплоносителя повышаются потери тепла в трубопроводе, вследствие чего растет и потребление топлива. В наиболее благоприятных (если система не сбалансирована) контурах наблюдается избыток мощности. Прибор неспособен достаточно охладить теплоноситель, и он возвращается назад к источнику недоиспользованным. Снижением температурной разницы на источнике мы, однако, снижаем его эффективность. А в охлаждающих системах вообще, как правило, нельзя снижать температуру. Четвертый метод предлагает IMI International. Это более современный метод решения проблемы неправильной работы гидравлической системы. Речь идет о применении балансировочных клапанов, обеспечивающих гидравлическую балансировку системы.
Балансировочные клапаны TA STAF от Tour&Andersson — это многофункциональная запорно-регулирующая арматура, которая может быть использована для увязки гидравлики источников с точностью плюс-минус 1%. К другим преимуществам, обеспечиваемым STAF, можно отнести возможность точной (плюс- минус 5%) регулировки расходов, гашения избыточного напора или давления насоса, измерения перепада давления с точностью плюс-минус 1%, измерения расхода с точностью 5% для заданной теплосистемы, измерения температуры воды дренажа системы. Под балансировкой понимается наладка гидравлики так, чтобы каждый элемент системы (радиатор, калорифер) имел проектные расходы. При этом определение и выставление настроек термостатических клапанов является частью общего процесса наладки гидравлики. Балансировочный клапан обязан иметь измерительные ниппели для того, чтобы после монтажа была возможность подключить балансировочный прибор TA CBI и балансировочную систему. Проектировщик должен предусмотреть в проекте не настройку позиций балансового клапана, а расход теплоносителя через этот клапан в данной части системы (так как функция балансового клапана — обеспечение проектного расхода). Если балансовый клапан смонтирован и не настроен на расход, то это — дорогая дроссельная шайба. Настроечная позиция клапана по проекту отличается от позиции на объекте, так как меняются гидравлические условия из-за монтажных факторов и прочего вышеназванного. Кроме того, балансировочные клапаны являются средством диагностики, а их использование — способом экономии на работе насоса. Процедура балансировки делает возможным обнаружение и устранение большинства гидравлических проблем в ходе пусконаладочных работ (засоры, воздух, неправильный монтаж обратных и других клапанов). В настоящее время принято использовать метод TA Balance, который сводит все избыточные напоры давления к главному балансировочному клапану, находящемуся рядом с насосом. Далее напор насоса уменьшается — например, уменьшается скорость до получения суммарного проектного расхода при вновь открытом главном балансировочном клапане. Такая операция позволяет минимизировать энергетические и материальные затраты насоса. Экономический эффект балансировки состоит в том, что благодаря гидравлической балансировке мы обеспечиваем номинальный расход и в самых удаленных местах.
В Беларуси при современном тарифе экономия при отапливании двухкомнатной квартиры площадью 50 м2 тремя радиаторами составляет более Br100 тыс. за отопительный сезон. Для примера: стоимость термостатических клапанов на радиаторах при балансировочных на стояках составляет примерно $100. Нетрудно подсчитать, что установка арматуры от IMI International окупается за два-три отопительных сезона.
Сергей ЗОЛОТОВ
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 13 за 2007 год в рубрике вода и тепло
