Компенсаторы для систем отопления

 

 

 Назначение. Область применения.

  Сильфонные компенсаторы для систем отопления предназначены для надежной и эффективной защиты элементов системы отопления от негативных последствий температурных удлинений и сжатий трубопроводов отопления. Если компенсаторы не установлены, то в результате температурного удлинения стояки отопления могут отогнуться от стены на 20-30 см. Вследствие изгибания стояков возникают напряжения на радиаторных подводках, в результате чего в некоторых случаях может произойти поломка сварных соединений, а также может сломаться радиаторная запорно-регулирующая арматура.

  Конструкция.

Состоят из специально регламентированных частей: многослойного сильфона из нержавеющей стали, переходного кольца из нержавеющей стали, присоединительных патрубков (или фланцев) из "черной" стали. А также из внутренней гильзы или внутренней гильзы + наружного кожуха. Часто оснащены защитным кожухом (качественные модели имеют кожух из нержавеющей стали)

  Классическую конструкцию имеют компенсаторы "Энергия" и "Протон" (Италия-Россия) и "Гидра" немецкой компании "Витзенманн". Продукция этих двух производителей не совсем идентична, но построена на одинаковых принципах, проверенных десятилетиями эксплуатации. Часть из этих принципов указываем ниже:

1. Многослойный сильфон из неотожженной нержавеющей стали марок AISI 321 (для отопления), AISI 316, 316L, 316Ti (для водоснабжения):

- Данные марки сталей являются коррозионностойкими и соответствуют области применения.

- Сильфон должен быть изготовлен из неотожженной стали, так как она более устойчива к механическому возмейсвию (абразивному, ударному).

  Отожженная сталь более мягкая, ее иногда применяют производители в случаях, когда необходимо сгладить недостатки  недоработанной конструкции компенсатора, (для специалистов в области компенсаторов: чтобы повысить мягкость и устойчивость конструктивно нестабильного сильфона). Один парамерт при этом улучшается (устойчивость сильфона становится нормальной). Другие ухудшаются: снижается механическая надежность (недостаточная устойчивость к абразивному истиранию и воздействию ударов). Кроме того, сильфоны компенсаторов из отожженной стали чрезмерно мягкие, вследствии чего их часто слегка "перекашивает", что приводит к возникновению сильного шума при эксплуатации. Этот шум вызван сильным трении защитного наружного кожуха о направляющую. Уровень шума при эксплуатации иногда достигает 85 ДбА (!) при норме САНПИН не более 45 ДбА.


2. Число циклов срабатывания при полном осевом ходе (ВБР - вероятность безотказной работы).

Говорить о полном осевом ходе сильфонного компенсатора можно только указывая, какое число циклов отработает компенсатор при указанном осевом ходе. То есть, осевой ход и число циклов срабатывания

компенсатора - характеристики с обратной зависимостью: "чем больше осевой ход компенсатора, тем меньше число циклов срабатывания этот компенсатор отработает, и наоборот, чем меньше осевой ход

того же самого компенсатора, тем больше циклов срабатывания этот компенсатор отработает".  Если перевести на язык фитнесса: "чем больше вес штанги, тем меньше раз спортсмен эту штангу поднимет и чем

меньше вес штанги, тем больше раз тот же  спортсмен эту штангу поднимет".

 

По этой причине существуют нормативы, "увязывающие" осевой ход с числом циклов срабатывания. Может показаться, что указанные ниже стандарты с большим запасом, но они разработаны для

обеспечения надежной работы компенсатора в жестких реальных условия эксплуатации.

- стандарт "Витзенманн" - не менее 3 000 циклов (в соответствии со стандартом EJMA - ассоциации производителей сильфонных компенсаторов);

- стандарт "Протон-Энергия" - не менее 5 000 циклов (соответсвует ГОСТ 51571 и превосходит требования EJMA

 

 

Часто задают вопрос: почему такие высокие требования к ВБР?

В лабораторных условиях отсутствуют нежелательные факторы, снижающие срок службы сильфона компенсатора: гидроудары, также исключена коррозия, а патрубки компенсаторов идеально отцентрованы.

В реальных уловиях эксплуатации ресурс компенсаторов снижается в несколько раз даже в связи с небольшими перекосами патрубков (в 1,5 градуса), которых не избежать при монтаже

Говорить о полном осевом ходе компенсатора можно только учетывая число циклов срабатывания при данном осевом ходе. То есть, эти две характеристики взаимохависимыме.  которое компенсатор при данном осевом ходе. , уточняя, какое число циклов компенсатор отработает при ,, так как эти характеристики взаимозависимые..

 

 

3. Наружный защитный кожух компенсатора должен иметь отверстия для естественного слива конденсата (росы), периодически появляющегося на трубах (особенно в летний период). Если не предусмотреть данное отверстие, конденсат будет скапливаться в пространстве между кожухом и сильфоном, влажность в данном пространстве будет повышенной. Насыщенный водяной пар резко ускоряет коррозию металлов и сокращает срок службы компенсатора.

  Классификация. Обзор российского рынка - 2018. 

  Компенсаторы для систем отопления и водоснабжения, несмотря на кажущуюся простоту конструкции - самые сложные виды осевых сильфонных компенсаторов. На их работу влияет совокупность огромного количества постоянных и переменных факторов: перепады температуры теплоносителя, перепады давления в системе вследствие переменных режимов работы насосов, неточности и ошибки при проектировании и монтаже, условия эксплуатации, коррозия металлов и сплавов конструкции компенсатора, загрязнение теплоносителя и химический состав воды, а также другие многочисленные факторы, о существовании и важности которых знают только опытные специалисты.

  К оценке качества компенсаторов для систем отопления необходимо подходить с особой серьезностью. Во-первых, это оборудование с повышенной аварийноопасностью. Во-вторых, неспециалисту практически невозможно отличить качественные компенсаторы для отопления от некачественных, так как это оборудование может обладать неявными дефектами, которые зачастую могут проявиться только спустя несколько лет после начала эксплуатации системы отопления.

  В России, по сравнению с США и Западной Европой таких специалистов, к сожалению, слишком мало. Это связано с тем, что в США и Европе высотные здания и "небоскребы" строят очень давно (первый "небоскреб" был построен в Чикаго в 1885 году). В Чикаго, Нью-Йорке, Бостоне тысячи небоскребов построены еще в середине 20 века, а  компенсаторы для систем отопления американцы начали массово производить более 90 лет назад. За это время технология производства и применения компенсаторов для систем отопления и водоснабжения была доведена ими почти до совершенства.

  У россиян такого опыта изготовления и применения данных компенсаторов нет (двухтрубку в высотных здания в СССР почти не применяли, в России эти проблемы почти не изучали и российских нормативов на эту продукцию, к сожалению, нет в связи с отсутствием финансирования и специалистов). Поэтому российские монтажники, проектировщики, работники эксплуатирующих и сертифицирующих организаций не всегда хорошо ориентируются в оценке качества данного оборудования. 

  Эффективной государственной cистемы оценки качества сильфонных компенсаторов для отопления в России, к сожалению, нет. На сегодняшний день при сертификации компенсаторов в России не являются обязательными испытания и исследования. Не является обязательной проверка основного параметра, отвечающего за надежность: числа циклов срабатывания при полном осевом ходе (ВБР), не исследуется материал сильфона, внутренней гильзы, не считается обязательной проверка сильфона на многослойность.

  Но заинтересованные в применении качественных компенсаторах специалисты могут ориентироваться на следующие нормативные документы:

1. ГОСТ 51571 "Сильфоннные компенсаторы" требует, что компенсатор при полном осевом ходе должен отработать не менее 5 000 циклов;

2. СП 60.13330-2012 требует, что сильфон должен быть многослойным;

3. Статья 23 Федерального закона от 30 марта 1999 года № 52-ФЗ требует обязательного соблюдения Санитарных Норм, в том числе САНПИН 2.1.2.2645-10 "Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях.", который указывает, что уровень шума при работе компенсатора не должен превышать 45 ДбА (если шум высокочастотный, то требования еще жестче).

  Иногда встречается несоответствие паспортных характеристик и реальных характеристик компенсаторов. Например, в паспорте компенсаторов одного из известных иностранных производителей указано, что внутренняя гильза изготовлена из нержавеющей стали, а на самом деле она из "черной" стали. Причем в России продукция этого производителя продается из-за своей дешевизны десятками тысяч штук в год.

  В Китае испытывают компенсаторы, поступающие на внутренний рынок. В России компенсаторы для систем отопления при сертификации не испытывают. Поэтому иногда на крупнейшие жилые комплексы закупают низкокачественные компенсаторы (с реальным ресурсом работы от 3-х до 8-и лет), заслушавшись историями продавцов о "дешевых, но очень качественных компенсаторах".

  Московские монтажники, как всегда, раньше других россиян столкнулись с валом низкокачественных компенсаторов: где-то в 2006 году. Некоторым из них приходилось оплачивать ремонт квартир, которые были затоплены при протечке. Поэтому опытные монтажники понимают, что "скупой платит дважды" и стараются применять только проверенную многолетним опытом эксплуатации продукцию солидных марок. 

  Нынешний российский  рынок компенсаторов нередко является "испытательным полигоном" для новинок некомпетентных конструкторов. В России зачастую продаются и пользуются спросом дешевые  низкокачественные компенсаторы для теплосистем как отечественного, так и азиатского производства, сконструированные не более трех-пяти лет назад. Монтажники не знают, что даже известные азиатские заводы начали эксперименты с производством компенсаторов для отопления лишь несколько лет назад, так как основной рынок сбыта - российский и появился он относительно недавно, с приходом  "двухтрубки". Многие азиатские заводы давно выпускают специальные компенсаторы Ду15-100 для газа, но не имеют большого опыта в выпуске компенсаторов для отопления.

  Производители (российские и азиатские), недавно начавшие изготавливать компенсаторы для отопления не понимают нюансов этой "простой" продукции. Нередко "новые модели" компенсаторов в процессе эксплуатации издают неприятные достаточно громкое звуки высоких тонов (свыше 85 ДбА (!)), что является нарушением требований САНПИН (не более 45 ДбА). Резкие звуки, которые издают некачественные компенсаторы, мешают жильцам спать. Данное нарушение может привести к обращению жильцов в судебные инстанции.

  Впрочем, проверить, будут ли мешать спать жильцам данные компенсаторы достаточно просто: перед покупкой компенсаторы необходимо сжать руками. При этом несоответствующие вышеуказанному САНПИН компенсаторы издадут резкий неприятный звук высоких тонов (как мы уже писали, некоторые модели свыше 85 ДбА).

  При лабораторном тестировании этих компенсаторов на число циклов срабатывания иногда выясняется, что технические характеристики не соответствуют действительности и завышены от 1,5 до 20 раз. Наихудшие результаты традиционно показывают азиатские компенсаторы, вместо минимально необходимой 1 000 циклов срабатывания они в лабораторных условиях демонстрируют 1) 350 циклов; 2) 750 циклов; 3) 120 циклов.

  Иногда компенсаторы одной марки показывают нестабильные результаты: один отработает 5 000 циклов, другой (того же диаметра и при тех же параметрах) отработает всего 340 циклов. Такая нестабильность, как правило, говорит о нарушении технологии производства (или неэффективной технологии производства) и недостаточном контроле качества, приводящем к высокому проценту брака.  

  Некоторые российские производители считают, что для производства компенсаторов для отопления и водоснабжения вполне достаточно добиться внешнего  сходства с качественными аналогами. И на вопрос, известны ли им нормативы и соответствует ли их продукциям этим нормативам, отвечают: "А зачем? Гарантийный срок отработают (обычно 1,5 - 4 года), а дальше какие к нам претензии?"

   На вопрос к представителю азиатского завода: "Почему вы производите компенсаторы для отопления с внутренней гильзой из "черной" стали и однослойным сильфоном, они же аварийноопасны?" последовал ответ: "Но ведь наши российские клиенты их покупают."

  В конкурентной борьбе производители некачественных компенсаторов делают ставку только на низкую цену и внешний вид продукции. При этом технические характеристики их компенсаторов абсолютно не соответствуют стандартам. 

  Возможно, их курс на  производство дешевой и низкокачественной продукции связан с тем, что у них нет возможностей для того, чтобы производить качественные компенсаторы с высокими техническими характеристиками, ведь для этого требуется дорогостоящее оборудование, а также высококлассные специалисты-конструктора.

  Поэтому идут производители дешевых низкокачественных компенсаторов "путем проб и ошибок", создавая проблемы жильцам и представителям служб эксплуатации. Установка подобных компенсаторов-новоделов может привести (и периодически приводит) к авариям. Справляться с этими авариями  эксплуатационщикам тяжело - нет опыта. 

  В Москве подобных аварийных зданий было не менее 25%, например, массовые протечки были зафиксированы в гостинице "Космос" и в жилом доме на улице Улофа Пальме (там живут депутаты Государственной Думы РФ). Статью о типичных ошибках при применении компенсаторов для систем отопления (она была напечатана в майском номере журнала С.О.К. за 2009 год) Вы можете прочесть на нашем сайте в разделе "Проектировщикам". 

  Далее мы хотим рассказать о некоторых особенностях качественных компенсаторов для систем отопления. Всех технологических секретов мы, по понятным причинам, не раскрываем. Расскажем лишь о небольшой части нюансов, чтобы была понятна сложность вопроса. Компенсаторы для систем водоснабжения отличаются от компенсаторов для систем отопления, страницу о них мы планируем разместить на этом сайте весной 2019 года.  

   Некоторые отличительные особенности качественных компенсаторов для систем отопления, или почему качественные компенсаторы стоят дороже, чем некачественные:

1) Наличие полнопроходной внутренней гильзы (из нержавеющей стали) или внутренней гильзы (из нержавеющей стали) + наружного кожуха (из толстостенной стали).
   Компенсаторам, устанавливаемым на вертикальных трубопроводах, для обеспечения устойчивости обязательно необходим "стабилизатор" сильфона - качественные внутренняя или внутренняя + наружная гильзы из коррозионностойкой нержавеющей стали. Иначе компенсатор не застрахован от поломки.
Полнопроходная внутренняя гильза обеспечивает ламинарность потока жидкости и отсутствие дополнительных гидравлических потерь в компенсаторе, что упрощает гидравлическую увязку системы отопления, снижает расходы при эксплуатации и увеличивает срок службы сильфона.

2) Проверенная конструкция.
   В конструкции качественных компенсаторов для вертикальных трубопроводов очень много нюансов. Поэтому только разработанная высококлассными специалистами и проверенная десятилетиями эксплуатации конструкция может обеспечить многолетнюю безаварийную работу компенсаторов. Новые модели, разработанные менее чем 2-3 года назад, как правило, "сырые", их конструкция ненадежна. Малоизвестные или недавно разработанные  модели зачастую имеют завышенные технические характеристики, а также ошибки и недочеты в конструкции. Поэтому лучше "не гнаться за дешевизной" и не экспериментировать на своем объекте, иначе возможны массовые поломки компенсаторов в течение 2-5 лет эксплуатации. Подробную статью "Сильфонные компенсаторы для вертикальных стояков в российских условиях. Подход среди специалистов "Авось пронесет!?" Результат: массовые аварии и поломки", напечатанную в журнале С.О.К. за май 2009 года, как мы уже писали выше, Вы можете скачать на нашем сайте в разделе "Проектировщикам".

3) Повышенные требования к амплитуде и числу циклов срабатывания сильфона компенсатора.

   В процессе эксплуатации вследствие частого включения/выключения насосов и постоянных колебаний температуры теплоносителя возникает повышенная нагрузка на сильфон. При этом продолжительность эксплуатации компенсаторов должна быть не меньше, чем срок службы трубопровода системы отопления. 

  Чтобы обеспечить длительную работу компенсаторов для отопления, в Западной Европе разработали стандарты, регламентирующие требования к осевому ходу и числу циклов срабатывания сильфона. В технических характеристиках компенсатора принято указывать полный осевой ход, при котором компенсатор на стендовых испытаниях выдерживает без потери герметичности не менее, чем 1000 циклов срабатывания (полных циклов сжатия/расширения с амплитудой, равной вышеупомянутому полному осевому ходу).

  На основании евростандарта DIN 1988-2 для компенсаторов, установленных на трубопроводах внутренних инженерных систем, как рабочий осевой ход необходимо использовать полный осевой ход при 10 000 циклах срабатывания. Для этого полный осевой ход при 1 000 циклах необходимо разделить на коэффициент 1,5. Компенсаторы для систем отопления, не соответствующие этим требованиям, не могут считаться надежными. По требованию клиентов производители и продавцы данной продукции обязательно и незамедлительно должны предоставлять клиентам официальную заверенную печатью фирмы техническую информацию с указанием осевого хода, числа циклов срабатывания, рабочего давления и рабочей температуры.

4) Как правило, для качественных компенсаторов разработана подробная удобная в пользовании техническая литература. 

5) Сильфон компенсатора для систем отопления обязательно должен быть многослойным и иметь небольшую эффективную площадь.
   Многослойный сильфон "мягкий", легко сжимается. При небольшой эффективной площади сильфона распорное усилие также относительно невелико, что в сумме снижает нагрузки на неподвижные опоры. При этом также обеспечивается легкость сжатия компенсатора, увеличивается срок его службы и повышается "живучесть" в нештатных ситуациях.

6) Тонкостенный многослойный сильфон из нержавеющей стали  необходимо  приваривать к патрубкам из "черной" стали не напрямую, а через переходное кольцо из нержавеющей стали.  Если тонкостенный сильфон из нержавеющей стали приварить к патрубку напрямую, то произойдет расслоение сильфона, что снизит срок службы данного оборудования. Наличие кольца из нержавеющей стали достаточно легко проверить: для этого необходимо распилить компенсатор вдоль, затем срез в месте присоединения сильфона к патрубку протравить щелочью и подождать 5 минут. "Черная" сталь патрубка станет сероватой, а кольцо из нержавеющей стали не изменит свой стальной цвет и будет выделяться на фоне патрубка.  

7) Сильфон должен быть изготовлен из титансодержащей нержавеющей неотожженной стали. Такой сильфон прочнее и долговечнее в процессе эксплуатации.

  Качественные компенсаторы стоят несколько дороже, чем некачественные по следующим причинам:

1. При производстве качественных компенсаторов используются более дорогие материалы.                          

2. Материалов требуется больше.   

3. Конструкция у качественных значительно более сложная, поэтому технологический процесс более трудо - и энергоемкий. 

4. При производстве технологически более сложных качественных компенсаторов  используются сложные и поэтому более дорогие станки с ЧПУ.

   Но, в конечном итоге, выгоднее купить более дорогие и качественные компенсаторы, нежели дешевые и заведомо некачественные. Почему? Так дешевле. Но к сумме счета за некачественные компенсаторы правильно будет добавить сумму за ремонт затопленных в течение 3 - 5 лет квартир и сумму за замену компенсаторов в уже эксплуатируемом здании. А также компенсацию за потраченные нервы и подмоченную репутацию.

  Обзор российского рынка качественных компенсаторов.

  На российском рынке полностью соответствуют самым жестким мировым требованиям компенсаторы для систем отопления: "Hydra" ARF, "Hydra" ARN с внутренней гильзой,  "Протон", "Энергия-Термо". 

"Hydra" ARF
  Разработаны инженерами немецкой компании "Witzenmann". Оснащены неполнопроходной внутренней гильзой из нержавеющей стали и толстостенным наружным кожухом из стали. Выпускаются в Германии. Имеют высочайшее мировое качество.

"Hydra" ARN с внутренней гильзой
  Разработаны инженерами немецкой компании "Witzenmann". Оснащены неполнопроходной внутренней гильзой из нержавеющей стали. Выпускаются в Германии. Имеют высочайшее мировое качество.

"Протон"
  Модели, выпускавшиеся в 2003-2008 году, были разработаны в России специалистами компании "Компенсаторы "Протон-Энергия". Компенсаторы "Протон" образца 2008 года выпускаются на технологической линии производства США. Данная технологическая линия разработана американскими специалистами для производства компенсаторов для инженерных систем американских "небоскребов". Оснащены полнопроходной внутренней гильзой из нержавеющей стали. Имеют высочайшее мировое качество.

"Энергия"
  Выпускаются на технологической линии американского производства. Эта линия разработана специалистами из США для выпуска компенсаторов, используемых в системах отопления и водоснабжения "небоскребов". Имеют полнопроходную внутреннюю гильзу из нержавеющей стали и элегантный толстостенный наружный кожух из стали. Качество конструкции и изготовления: высочайшее мировое.

  Компенсаторы "Hydra" благодаря многолетней работе дистрибьюторов широко известны на всей территории России.

  Компенсаторы "Протон" и "Энергия" с 2005 года лидируют по объемам продаж в Москве и Московской области. В течение последних 12-и лет они постепенно завоевывают доверие специалистов из других крупнейших городов России: Саратова, Казани, Санкт-Петербурга, Воронежа, Тюмени, Краснодара, Нижнего Новгорода, Перми, Екатеринбурга, Калуги, Уфы, Красноярска, Новосибирска, Иркутска, Хабаровска, Кирова, Сургута, Челябинска ... А также специалистов из Украины (Киева, Харькова), Белоруссии (Минска) и Казахстана (Астаны).