Компенсаторы для систем отопления

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-Аква", "Энергия-Термо" 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, AISI 316, 316L, 316Ti :
   
   
   • Данные марки сталей являются коррозионностойкими и соответствуют области применения;
   • Сильфон должен быть изготовлен из неотожженной стали, так как она более устойчива к механическому воздействию (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 параметр 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, вследствие 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 значительно превышает нормативы 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 компенсаторов "Витзенманн" - не менее 3 000 циклов (в соответствии со стандартом EJMA - ассоциации производителей сильфонных компенсаторов);
   • стандарт компенсаторов "Энергия-Термо" и "Энергия-Аква" - не менее 5 000 циклов (соответствует
     ГОСТ 51571-2000) и превосходит требования EJMA

   Важно! Этим стандартам должна соответствовать стандартная модель компенсаторов. Иначе производители компенсаторов могут впасть в искушение, изготовив специально под испытания спецмодель. И передавать клиенту Протоколы испытаний на спецмодель, а для тендера сознательно поставлять упрощенную-очень дешевую стандартную модель, имеющую гораздо худшие показатели (например, вместо 5 000 циклов покажет 600-700 циклов). По этой же причине крупным заказчикам необходимо испытывать на ВБР в независимой аккредитованой лаборатории каждую новую типовую модель компенсаторов, запущенную в серию. По той же причине в Протоколы испытаний испытательным Лабораториям желательно до испытаний вписывать линейные размеры компенсаторов (длину и диаметр), а также диаметр сильфона компенсатора (сняв кожух после испытаний).

   Иначе может создаться следующая ситуация: продавцы показывают заказчику Протокол испытаний для одной модели, а продают другую. Для решения этой проблемы. есть радикальное средство, "гамбургский счет": при проведении крупных тендеров указывать в условиях крупные штрафные санкции за грубое несоблюдение требований на ВБР. И из новых крупных партии компенсаторов раз в квартал брать два компенсатора и прокачивать их в лаборатории на ВБР. Желание "химичить" после таких проверок у недобросовестных поставщиков заметно поубавится.

   И при этом права производителей компенсаторов с невысокими характеристиками по ВБР не будут нарушены: им просто необходимо указывать в своих паспортах реальный, а не завышенный осевой ход.

   К примеру, указывать в техническом паспорте не завышенный осевой ход не 45мм (при котором ВБР составит 600-700 циклов), а реальный 35 мм (при котором ВБР будет 5000 циклов). С реальным осевым ходом они вполне могут пройти 5000 циклов. Конечно, в этом случае их компенсаторы придется ставить чаще, но даже это можно компенсировать клиенту путем значительных скидок. Каждый товар найдет своего покупателя, если его цена соответствует качеству "по гамбургскому счету")).

   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

   Но самое главное: наличие на стояках автоматических регуляторов перепада давления. При автоматическом закрытии радиаторных термостатических клапанов (которые повсеместно применяются в системах отопления) происходит перекрытие автоматических регуляторов перепада давления. Потом радиаторы и трубопровод остывают, температура в помещении снижаются и клапаны срабатывают (не сразу, в соответствии с величиной гистерезиса). За это время сток отопления успеет остыть. После открытия термостатических клапанов открывается и автоматический регулятор перепада давления. стояк нагревается (в среднем от 20 до 75 градусов Цельсия). и таких циклов в сутки может быть 5-10. Многочисленные ежесуточные перепады температур дают основную нагрузку на сильфон компенсатора для отопления. Именно поэтому так важно соответствие стандартной модели компенсаторов на для отопления требованиям ГОСТ 51571-2000 на ВБР. Все просто: производителям не надо завышать осевой ход в техпаспорте стандартных моделей, просто писать реальный!

   В реальных условиях эксплуатации ресурс компенсаторов снижается в несколько раз даже в связи с небольшими перекосами патрубков (в 1,5 градуса), которых сложно избежать при монтаже. Кроме того, в российских условиях эксплуатации теплоноситель часто бывает сильно загрязнен, что приводит к попаданию грязи в гофры сильфона и снижает эксплуатационные характеристики компенсатора.

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, 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.

   Некоторые производители, недавно начавшие изготавливать компенсаторы для отопления, не понимают нюансы изготовления этой "простой" продукции. Поэтому нередко "новые модели" компенсаторов в процессе эксплуатации издают неприятные достаточно громкое звуки высоких тонов, 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, скорее всего, издадут резкий неприятный звук высоких тонов.

   При лабораторном тестировании компенсаторов на число циклов срабатывания иногда выясняется, что заявленные в техническом паспорте характеристики (число циклов срабатывания) завышены от 1,5 до 20 раз. Наихудшие результаты традиционно показывают азиатские компенсаторы, вместо 5000 циклов срабатывания (требуемых ГОСТом 51 571-2000), 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 (что соответствует ГОСТ), другой (того же диаметра и при тех же параметрах) отработает всего несколько сотен циклов. Такая нестабильность, как правило, говорит о нарушении некоторых технологических процессов и недостаточном контроле качества, что приводит в итоге к повышению количества бракованных изделий.

   Несколько лет назад 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."

   Создается впечатление, что в конкурентной борьбе некоторые производители некачественных компенсаторов делают ставку в основном на низкую цену и внешний вид продукции. Наверное, им стоило бы уделять больше внимания улучшению технических характеристик их компенсаторов, приведению их к соответствию с российскими и мировыми стандартами.

   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 некоторые 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 службам эксплуатации тяжело - нет опыта.

   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 летом 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 1 000 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. 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"

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

Компенсаторы "Энергия-Аква", "Энергия-Термо" и "Протон" 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).