Как рассчитать Kvs регулирующего клапана: формула Kv
Нужны два числа: расход воды и перепад давления, который вы готовы отдать клапану. Формула одна для регулирующего, трёхходового и балансировочного: Kv = G / √ΔP, расход G в м³/ч, перепад ΔP в барах.
- Расход. Если он не известен, его считают по мощности: G = 0,86 × Q / Δt, где Q в кВт, Δt разница подачи и обратки в °C (так считает Danfoss в техописании VFM2). Радиатор на 1,5 кВт при 70/50 даёт 0,065 м³/ч, это 65 л/ч. Если расход дан в других единицах: 1 м³/ч = 1000 л/ч ≈ 16,7 л/мин; для воды 1000 кг/ч ≈ 1 м³/ч (так же принимает Danfoss в этой формуле).
- Перепад. Килопаскали делят на 100: 20 кПа = 0,2 бар.
- Kv по формуле. Ровно такого числа в каталоге почти не бывает, поэтому калькулятор показывает два соседних Kvs из ряда и перепад на каждом.
- Авторитет. Впишите потери участка за клапаном и выберите вариант с авторитетом 0,5 и выше.
Что такое Kv и Kvs клапана
Kv показывает, сколько кубометров воды в час проходит при перепаде 1 бар. В разных положениях штока он разный. Kvs (условная пропускная способность) относится к полному открытию, его и пишут в паспорте (VALTEC, пособие по термостатическим клапанам, 2016). Обратная формула даёт потерю давления: ΔP = (G / Kv)² × 100, в кПа.
| Что | Норма | Откуда |
|---|---|---|
| Kv задан при перепаде 1 бар, это | 100 кПа | VALTEC, техпособие по термоклапанам, 2016, с. 2 |
| Расход по мощности: G = 0,86·Q/Δt | 0,86 м³/ч на кВт·°C | Danfoss VFM2, RC.08.V10.50, с. 27 |
| Авторитет клапана, не меньше | 0,5 | Danfoss VFM2, RC.08.V10.50, с. 27–28 |
| Самый малый Kvs ряда (Ду 15) | 0,25 м³/ч | Danfoss VFM2, RC.08.V10.50, с. 24–25 |
| Самый большой Kvs ряда (Ду 250) | 900 м³/ч | Danfoss VFM2, RC.08.V10.50, с. 24–25 |
| Пересчёт в Cv: Cv = 1,156·Kv | 1,156 | NIST SP 811, прил. B.8: галлон, psi |
Ряд Kvs калькулятор берёт из техописания Danfoss VFM2 (с. 24–25): от 0,25 до 900 м³/ч. У других марок ряд бывает свой, сверяйте с паспортом.
Пример расчёта
Ветка 14 кВт, подача и обратка расходятся на 20 °C, на клапан отдаём 20 кПа, потери участка столько же. Расход 0,86 × 14 / 20 = 0,602 м³/ч. Kv = 0,602 / √0,2 = 1,35. На 1,6 будет 14,16 кПа, авторитет 14,16 / (14,16 + 20) = 0,41. На 1,0 будет 36,24 кПа, авторитет 0,64. По правилу Danfoss берём 1,0, и насос должен дать эти 36 кПа сверх потерь участка.
Пропускная способность клапана: Kv по расходу и перепаду
Таблица посчитана той же формулой. В клетке расчётный Kv и после стрелки ближайший больший Kvs из ряда.
| Расход | 10 кПа | 20 кПа | 30 кПа | 50 кПа |
|---|---|---|---|---|
| 0,3 м³/ч | 0,95 → 1,0 | 0,67 → 1,0 | 0,55 → 0,63 | 0,42 → 0,63 |
| 0,6 м³/ч | 1,90 → 2,5 | 1,34 → 1,6 | 1,10 → 1,6 | 0,85 → 1,0 |
| 1 м³/ч | 3,16 → 4,0 | 2,24 → 2,5 | 1,83 → 2,5 | 1,41 → 1,6 |
| 2 м³/ч | 6,32 → 10 | 4,47 → 6,3 | 3,65 → 4,0 | 2,83 → 4,0 |
| 4 м³/ч | 12,65 → 16 | 8,94 → 10 | 7,30 → 10 | 5,66 → 6,3 |
Ряд по диаметрам у седельного VFM2: Ду 15 от 0,25 до 4,0; Ду 20 6,3; Ду 25 10; Ду 32 16; Ду 40 25; Ду 50 40 м³/ч. Диаметр здесь вытекает из Kvs, а не из размера трубы.
Подбор регулирующего клапана по авторитету
Авторитет a = ΔP1 / (ΔP1 + ΔP2), где ΔP1 перепад при полном открытии, ΔP2 потери регулируемого участка. Danfoss советует брать клапан с авторитетом 0,5 или больше. Значит, при полном открытии на нём теряется не меньше, чем на трубах и приборе за ним.
Во втором примере из того же техописания расход 60 м³/ч, участок 55 кПа. Kvs 63 даёт 90,7 кПа и авторитет 0,62, на 100 будет 36 кПа и 0,40. Второй меньше нагружает насос, но регулирует хуже.
Kvs трёхходового клапана для котла и тёплого пола
Считают так же, по расходу через смеситель и перепаду на нём. Контур тёплого пола на 6 кВт при 45/35 даёт 0,86 × 6 / 10 = 0,516 м³/ч. При 20 кПа Kv = 1,15. На 1,6 потеряется 10,4 кПа, на 1,0 уже 26,6 кПа. Если на петлях и коллекторе 20 кПа, авторитет 0,5 даёт только второй вариант.
Для котловой петли так же: расход по мощности котла и Δt, перепад, который отдаёте смесителю.
Kv балансировочного и термостатического клапана
Тут работает не Kvs, а Kv на настройке. Посчитайте Kv по формуле и найдите в паспорте позицию с таким числом. Радиаторный термостат считают при зоне пропорциональности Xp. Для жилых зданий VALTEC берёт Kv при Xp = S-2 (пособие, с. 3): у VT.031 1/2″ это 0,63 при Kvs 1,2 (с. 4, табл. 1).
Перевод Kv в Cv
В импортных каталогах встречается Cv: галлоны в минуту при перепаде 1 psi (галлон 3,785 л). Cv = 1,156 × Kv, обратно Kv = 0,865 × Cv. Cv 10 соответствует Kv 8,65.
Признаки ошибки подбора
- Шум. У большинства радиаторных термостатов предельный перепад 20 кПа. Если перепад вырастет больше предельного, клапан может шуметь (VALTEC, с. 4–5). Сверьте перепад с паспортом выбранной модели.
- Kvs взяли с запасом. Перепад падает, авторитет тоже, шток работает почти закрытым, и батареи или тёплый пол хуже регулируются.
- Килопаскали поставили как бары. 20 кПа в формулу ставят как 0,2, иначе Kv выйдет в 10 раз меньше.
- Антифриз. Формула дана для воды. Для раствора гликоля смотрите поправки в паспорте.
Kvs, посчитанный до монтажа, не придётся подбирать на месте. На портале открыты сметы компаний и прайс работ: видно, во что обходятся работы, ещё до звонка мастеру. А в смете, которую компания ведёт в программе RemontCRM, заказчик фиксирует цену до начала работ.