Гидроудар в системе водоснабжения и отопления: как защититься

Одна из основных проблем при эксплуатации автономных систем отопления и водоснабжения – это перепад давления. Гидравлический удар в системе водоснабжения и водяного отопления в результате этого внезапного падения может вызвать серьезные повреждения. Необходимо предупредить, согласны?

Мы расскажем, как предотвратить явление и нейтрализовать его негативные последствия, обеспечив бесперебойную работу схем. Здесь вы узнаете, какие методы используются для устранения гидроудара в системах подачи воды к водопроводным кранам и отопительным приборам.

В представленной для информации статье подробно анализируется природа гидроудара. Перечислены превентивные меры для исключения возникновения опасной ситуации. Для наглядного восприятия сложной темы прилагаются схемы, фотоиллюстрации и видеоролики.

Что такое гидроудар?

Гидравлический удар – это кратковременный, но значительный скачок давления в системе, заполненной жидкостью. Это явление возникает, когда поток жидкости сталкивается с препятствием на своем пути. Типичные примеры возникновения таких препятствий включают резкое отключение клапанов, резкую остановку насоса, воздушную пробку и так далее

Встретив препятствие, поток воды по инерции продолжает течь со скоростью, с которой он двигался до появления препятствия. Первые слои, контактирующие с препятствием, уплотняются с той же скоростью для прибытия следующих слоев.

Из-за постоянного нагнетания новых слоев потока давление быстро увеличивается, и жидкость «ищет» способ разрядить свою часть, чтобы разрядить ее.

Галерея изображенийФото из Последствия гидравлического удара в системах водоснабжения и отопления не всегда можно определить сразу. Иногда внешне схема выглядит и работает вполне нормально, однако удар гидроудара непременно скажется на работоспособности сети. Например, это вызовет сброс давления в трубе вдоль сварного шва. Распространенным последствием гидравлического удара в системе водоснабжения является разрыв металлической трубы вдоль резьбового соединения. Чрезвычайно чувствительный к гидравлическому удару. Таких ситуаций нельзя допускать, особенно если трубы проложены скрытно. Гидромолот почти всегда приводит в негодность сантехнические прокладки – подгонку прокладок и перемотку на стыках труб. Нередки случаи, когда из-за гидравлического удара водопроводные краны и фильтры раскалываются. Появившийся на первых порах небольшой свищ обязательно разрастется и потечет. После воздействия давления, во много раз превышающего рабочие параметры, заводские настройки манометров теряются или вообще приходят в негодность Водопровод по резьбе Обрыв шланга пластиковый Повреждение обмотки и уплотнения

Подобная ситуация почти всегда возникает, когда поток перекрывается шаровым краном или задвижкой. На первый взгляд явление может показаться безобидным. Именно поэтому многие владельцы не обращают на это особого внимания.

Но на самом деле, если обнаружены предпосылки к созреванию дефекта в трубах и арматуре, стоит как можно скорее его устранить. Фактически из-за гидравлического удара в системе отопления появляются трещины и трещины, а также выходят из строя оборудование.

Этой серьезной проблеме могут предшествовать щелчки и стуки, а также аномальные шумы в водопроводных трубах, сопровождающиеся характерным «рычанием».

Щелчки возникают в основном там, где трубы большего размера соединяются с трубами меньшего размера. Вода, проходящая по их внутренним стенкам, наталкивается на препятствие, пусть и с дефектом, но тем не менее.

Регулярное возникновение гидроудара негативно сказывается на работе системы, значительно сокращая срок ее службы

В экстренной ситуации они могут пострадать от гидроудара:

  • оборудование (нарушена герметичность трубопроводов и разрушены отопительные приборы);
  • имущество (протечка воды из поврежденной сети приведет к затоплению жилья и повреждению мебели);
  • домочадцев (если в системе отопления произошло нарушение, есть опасность сильных термических ожогов).

По статистическим данным, «львиная доля» аварий на трубопроводах, около 60%, происходит в результате гидроудара. Чаще всего негативные последствия этого эффекта наблюдаются в изношенных трубах, покрытых коррозией.

Последствия обычного гидроудара могут быть непредсказуемыми, и наиболее частым из них является поломка

Наибольшие проблемы он создает для длинных труб, например, при устройстве «теплого пола», по контурам которого циркулирует нагретая до определенной температуры жидкость.

Степень повреждения во многом зависит от расположения препятствия: если оно расположено в начале протяженного трубопровода, величина повышенного давления будет незначительной, если в конце концов оно будет намного выше.

Чаще всего эффект возникает, когда при прокладке системы отопления использовались трубы разного диаметра. Если с помощью переходников не привести к общему «знаменателю» трубы «разного диаметра», неизбежен рост давления в системе отопления. В этой ситуации для защиты системы контур оснащается специальным клапаном – термостатом.

Причины гидроудара

Физическая природа этого явления заключается в полной потере или значительном уменьшении расхода водопроводных труб, в результате чего давление жидкости в системе увеличивается.

В домах, где безграмотно спроектированы и оборудованы инженерные коммуникации, часто можно услышать характерные щелчки и щелчки в трубопроводе.

Они являются внешним проявлением гидравлического удара и возникают, когда циркуляция жидкости в замкнутой системе внезапно прекращается, а затем внезапно возобновляется и ее движение.

Воздушные карманы, переходники большего и меньшего диаметра или установленные запорные клапаны часто выступают естественными препятствиями на пути к трубопроводу

Если на пути потока воды, движущегося с определенной скоростью, возникает препятствие, его скорость движения замедляется, а объем продолжает увеличиваться. Не находя выхода, он образует обратную волну, которая, сталкиваясь с основной массой воды, увеличивает давление в системе. Иногда может достигать порога в 20 атм.

Из-за натяжения линии накопленному объему некуда деваться, но мощная энергия все же пытается найти выход во внешнюю среду. Ударная сила, возникающая в результате такого столкновения, создает риск разрыва трубы, что не имеет достаточного запаса прочности.

По этой причине для устройства системы необходимо использовать бесшовные водогазопроводные трубы, адаптированные для водопроводных сетей, соответствующие ГОСТ 3262-75, или металлопластиковые аналоги с напором, изготовленные по ГОСТ 18599.

От постоянного воздействия энергии воды и сам трубопровод, и жесткие элементы системы постепенно или быстро начнут разрушаться

Основными факторами, провоцирующими возникновение гидроудара в трубах, являются:

  • перебои в работе или выход из строя циркуляционного насоса;
  • наличие воздуха в замкнутом контуре системы;
  • отключения питания;
  • в случае внезапной остановки запорной арматуры.

Кратковременное повышение давления в замкнутом контуре из-за впрыска жидкости выше заданной скорости может произойти, если при включении насоса крыльчатка начинает движение на высоких скоростях.

В последнее время при организации автономной системы отопления вместо старых вентилей и вентилей все чаще используются шаровые краны, устройство которых не гарантирует бесперебойную работу.

Их способность оказывать быстродействующее воздействие имеет обратную сторону, являясь одной из наиболее частых причин гидроудара.

Если при запуске системы из нее не выходил воздух, то в момент открытия шарового крана воздух сталкивается с практически несжимаемой жидкостью

С точки зрения безопасности более предпочтительны винтовые краны, так как за счет постепенного раскручивания втулки они обеспечивают плавное открытие / закрытие запорной арматуры.

Аналогичная ситуация возникает, когда воздух не выпускается из контура перед запуском системы. Когда кран открыт, вода сталкивается с воздушной камерой, которая в замкнутой системе действует как своего рода пневматический амортизатор.

Как избежать проблемы?

Снизить интенсивность и нейтрализовать действие избыточного давления поможет грамотная защита водопровода.

Механизмы защиты автономных систем от гидроудара в большинстве случаев направлены на ослабление силы массового расхода воды

Чтобы избежать создания разового и постоянного избыточного давления как в отдельном участке контура, так и во всей системе в целом, используется ряд основных мер.

Вариант 1. Обычное перекрытие системы

Это одно из основных требований к пуску и останову трубопроводных систем, которое четко указано в нормативных документах.

Дело в том, что энергия гидроудара из-за упругости стенок трубы не действует одновременно со всей своей силой. За счет компенсации упругих деформаций он разбит на несколько временных интервалов.

Следовательно, при той же общей силе удара сила удара в данный момент значительно снизится. Благодаря плавному запуску процесс повышения давления может быть продлен с течением времени, что сводит к минимуму значительный ущерб системе.

При выборе запорной арматуры предпочтение следует отдавать изделиям, имеющим относительно большое пространство для перекрытия воды

Краны, конструкция которых предусматривает большой зазор до закрытия воды, устанавливаются на этапе монтажа оборудования.

Вариант 2. Применение автоматов

Автоматические устройства должны быть настроены для плавной корректировки статического давления в системе. Достичь желаемого эффекта помогает установка насосов с автоматическим изменением частоты вращения или агрегатов с электронным управлением, оснащенных встроенными преобразователями частоты.

Использование автоматических систем позволит контролировать поток жидкости, а также снимать показания ее давления в трубопроводе

Насосы, оснащенные автоматической регулировкой скорости электродвигателя, способны плавно повышать / понижать давление в системе. При этом программа выполняет две задачи одновременно: отслеживает изменение давления в системе водоснабжения и автоматически регулирует давление.

Галерея изображенийФото из Системы автоматического управления насосным оборудованием в автономных сетях водоснабжения работают только в паре с гидроаккумуляторами. Включенный в контур гидробак с эластичной мембраной внутри позволяет создать подачу воды и образовать камеру компенсационного воздуха, которая сглаживает потоки воды последствия избыточного давления В закрытых системах отопления мембранный бак – расширитель – помогает предотвратить гидравлический удар. Он красного цвета, конструктивно похож на гидробак, но выполняет работу по компенсации давления только при расширении теплоносителя. Если в систему водоснабжения включены дополнительные насосные станции, предназначенные для перекачивания воды из бака к потребителю, ответственность за снижение действия гидроудара частично отнесены к своему резервуару Мембранный резервуар для отопления закрыт Дополнительная насосная станция

Способы комплексной модернизации системы

Полная модернизация системы предполагает установку оборудования, направленного на нейтрализацию воздействия избыточного давления.

Метод № 1. Применение компенсаторов и амортизаторов

Демпферы и аккумуляторы одновременно выполняют три функции: они собирают жидкость, удаляя лишний объем из системы, а также помогают предотвратить нежелательное явление.

Компенсационное устройство, роль которого играет гидроаккумулятор, устанавливается по направлению движения воды в тех интервалах контура отопления, где высока вероятность колебаний давления в системе.

Гидроаккумулятор или демпфер представляет собой стальной баллон объемом до 30 литров, состоящий из двух секций, разделенных резиновой или резиновой мембраной.

При возникновении в системе избыточного давления столб воды первой секции начинает давить на разделительную мембрану, в результате чего она изгибается в сторону воздушной камеры

По мере увеличения давления гидравлические удары «выбрасываются» в бак. За счет изгиба резиновой мембраны в сторону воздушной камеры при подъеме водяного столба получается эффект искусственного увеличения объема контура.

В качестве амортизирующих устройств используются рукава из жаропрочной армированной резины или эластичного пластика.

Эластичный материал амортизаторов самопроизвольно поглощает энергию гидроудара в точке, где давление достигает критического значения

Для достижения желаемого эффекта достаточно использовать изделие длиной 20-30 см. Если трубопровод имеет большую длину, сечение амортизатора увеличивается еще на 10 см.

Метод № 2. Установка мембранного предохранительного клапана

На патрубке рядом с насосом устанавливается предохранительный клапан диафрагменного типа для сброса заданного количества воды в случае избыточного давления.

Предохранительный клапан, снабженный жесткой прокладкой, которая выполняет функцию быстрого сброса давления, является надежным предохранительным устройством для автономной системы

В зависимости от производителя и модели предохранительный клапан приводится в действие электрическим управлением от контроллера или быстродействующим пилотным устройством.

Устройство срабатывает, когда давление превышает безопасный уровень, защищая насосную станцию ​​в случае внезапного отключения оборудования. В момент опасного повышения давления он полностью открывается, а при падении до нормального уровня регулятор медленно закрывается.

Метод № 3. Оборудуйте термостатический клапан шунтом

Шунт представляет собой узкую трубку с просветом 0,2-0,4 мм, установленную по направлению циркуляции теплоносителя. Основная задача элемента – постепенно снижать давление при появлении перегрузок.

Узкая труба, диапазон сечения которой не превышает 0,2-0,4 мм, размещается на той стороне, с которой жидкость поступает в термостат

Метод сортировки используется при устройстве автономных систем, трубопровод которых состоит только из новых труб. Это связано с тем, что наличие ржавчины и отложений в старых трубах может снизить эффективность маневра до «нет». По этой причине при использовании шунта на входе в отопительный контур рекомендуется устанавливать эффективные фильтры для воды.

Метод № 4. Использование суперзащитного термостата

Это тип предохранительного устройства, которое контролирует давление в системе и не позволяет ему функционировать после того, как индикатор достигнет критического уровня. Устройство имеет пружинный механизм, расположенный между термоголовкой и клапаном. Пружинный механизм приводится в действие избыточным давлением, предотвращая полное закрытие клапана.

Устанавливаются такие термостаты строго по направлению, указанному на корпусе.

Профилактика

Помимо неукоснительного соблюдения правил эксплуатации трубопроводов, своевременные профилактические меры помогают предотвратить аварию. Ведь все процессы в водопроводе или в отопительном контуре взаимосвязаны. И гидроудар – это лишь последняя разрушительная «капля», которая может привести к негативным последствиям на фоне неудовлетворительного технического состояния водопровода.

Колебания в трубопроводе и перепады давления способствуют образованию микротрещин в металлической конструкции. Дефекты, образовавшиеся с течением времени в результате гидроудара, мгновенно возникают в местах наибольшего внутреннего напряжения: механических стыках, изгибах и сварных швах.

Профилактика заключается в балансировке системы отопления, которая проводится после завершения монтажа или ремонта отопления в частном доме

Основной комплекс работ, выполняемых при профилактике:

  • проверить работоспособность группы безопасности: предохранительный клапан, воздухоотводчик и манометр;
  • периодическая проверка давления за мембраной расширительного бачка, и при обнаружении неудовлетворительных результатов его корректировка;
  • испытание системы на герметичность и контроль степени износа трубы;
  • контроль положения запорной арматуры и контроль протечек;
  • регулярная проверка состояния фильтров, улавливающих частицы известкового налета, песка и ржавчины, при необходимости – чистка и ополаскивание элементов;

Профилактика, направленная на поддержание исправности системы водоснабжения и отопления, включает простые виды работ. Но игнорировать их не стоит. Ведь это может повлечь за собой значительные затраты денег и времени на проведение полноценного ремонта.

Перечисленные меры защиты наиболее эффективны при полном применении. Но благодаря комплексному подходу к решению проблемы можно нейтрализовать негативные последствия и тем самым продлить срок службы системы.

Выводы и полезные видео по теме

Видео № 1. Гидравлический удар, как это происходит:

Видео № 2. Проверка эффективности применения демпфера:

Гидравлический удар в системе водоснабжения – не редкость и может нанести серьезный ущерб. И ваша задача – исправить проблему как можно скорее. Ведь если ситуация повторится, элементы системы скоро выйдут из строя. И ремонт после этого будет стоить намного дороже.

Задавайте вопросы и пишите комментарии в блоке ниже. Ждем ваших рассказов о том, как вы зафиксировали гидроудар в системе или заметили последствия. Мне интересно ваше мнение о предоставленной информации.

Источник – https://sovet-ingenera.com/vodosnab/v-drugoe/gidroudar-v-sisteme-vodosnabzheniya.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: