Клапан: расход, Kv и преднастройка

Пропускная способность. Kv — это расход воды в м³/ч через полностью открытый клапан при перепаде давления 1 бар. Связь расхода, Kv и перепада:

Перевод: 1 бар = 100 кПа = 10 м водяного столба. Расход из тепловой нагрузки — по тепловому балансу: G = 3,6 · Q / (c · Δt · ρ), где Δt — перепад подача-обратка.

Клапанный авторитет показывает, какую долю сопротивления регулируемого участка составляет сам клапан в полностью открытом положении:

Смысл в том, что регулирующий клапан управляет расходом только в той мере, в какой он определяет сопротивление участка. Если клапан почти не сопротивляется на фоне трубы и прибора, то его прикрытие сначала почти ничего не меняет, а под конец меняет всё сразу: расходная характеристика становится резкой, регулирование — рывками. В проектной практике авторитет считают приемлемым от 0,3 и хорошим от 0,5.

Преднастройка. У термостатических клапанов и балансировочных вентилей каждому положению преднастройки соответствует свой Kv — таблица есть в паспорте. Этот расчёт даёт требуемое значение Kv, а положение по нему выбирают из паспортной таблицы конкретной модели: единой шкалы у производителей нет.

• Kv определён для воды при 5–30 °C. При горячей воде плотность ниже, и объёмный расход при том же массовом получается чуть больше; в расчёте это учтено переводом массового расхода в объёмный по фактической температуре.
• Течение считается турбулентным и несжимаемым, кавитация не рассматривается. Для воды в системах отопления и водоснабжения это выполняется.
• Kv принимается постоянным для данного положения. У термостатического клапана он меняется по ходу штока — паспортные значения даны для положения при полном открытии на заданной преднастройке.
• Авторитет считается по располагаемым перепадам в расчётном режиме. При закрытии соседних приборов перепад на участке растёт, и авторитет фактически меняется — на этом и основан смысл автоматических балансировочных клапанов.

• Kvs и Kv — не одно и то же. Kvs — пропускная способность полностью открытого клапана, Kv — текущего положения. В паспорте термостатического клапана обычно дана таблица Kv по преднастройкам и отдельно Kvs. Подставить Kvs вместо нужного Kv — значит завысить расход в несколько раз.
• Низкий авторитет — типичная причина шума и «дёрганого» регулирования. При a меньше 0,3 термостатическая головка работает почти как двухпозиционный кран: приоткрылась — прибор горячий, чуть прикрылась — холодный. Лечится не заменой головки, а уменьшением Kv (более глубокой преднастройкой) или снижением избыточного напора насоса.
• Слишком большой перепад — это шум. На термостатических клапанах перепад больше 20–25 кПа обычно уже слышен, а при 40–50 кПа шумит заметно. Если расчёт даёт такой перепад, проблема не в клапане, а в избыточном напоре насоса или в отсутствии балансировки.
• Перепад на клапане ≠ перепад на насосе. Насос создаёт напор на всё кольцо; на конкретный клапан приходится только та часть, что осталась после потерь в трубах и приборах. Подставлять сюда полный напор насоса — грубая ошибка в сторону завышения расхода.
• Расчёт рассматривает один клапан. Взаимное влияние приборов в ветке (закрылся один — вырос расход у соседей) он не моделирует; это задача гидравлической увязки всей системы.