Гидроудар в системе отопления причины – Гидроудар в трубопроводе: в системе отопления и водоснабжении, защита компенсатора в квартире, как такое избежать — termopaneli59.ru

Содержание

Что такое гидроудар и что с ним делать

Эксплуатация жидкостных инженерных систем обычно сопровождается звуковым фоном (например, при циркуляции теплоносителя), слышимость которого во многом определяется схемой коммуникации и видом установленного оборудования. Но если к этому добавляются инородные звуки в виде регулярных стуков, щелчков, «рычания», то без внимания подобные явления оставлять не стоит. Как правило, это проявление гидроударов в трубах. Непринятие своевременных мер чревато большими проблемами и денежными расходами на ремонт не только контуров отопления или водоснабжения, но и имущества, бытовой техники, внутренней отделки помещений.

Гидроудар – что это

Жидкость, будь то вода или антифризы, использующиеся в качестве теплоносителя для отопительных контуров, в отличие от газов практически не сжимается. При значительном, пусть и кратковременном, перепаде давления в трубах систем ОВ, ХВС (ГВС) возникает гидроудар. Он вызывается ударной волной, которая при распространении по трассе встречает всевозможные препятствия: соединения участков с разными диаметрами, повороты схемы и тому подобное.

Вода, столкнувшись с преградой, не в состоянии мгновенно изменить скорость потока. Следовательно, жидкость в месте препятствия уплотняется, а давление на данном участке резко возрастает: увеличение в разы. И вот теперь главный вопрос – как понизить его значение до номинального? К сожалению, специальная регулировочная арматура, включаемая в схему отопления или водоснабжения, не всегда справляется с этой задачей. Причин много: неправильная настройка, выработка ресурса, несоответствие по характеристикам. Если же контур монтировался самостоятельно, на «глазок», то подобные специальные устройства в коммуникации могут и отсутствовать. По причине избыточной экономии, по неграмотности ли «домашнего умельца», но результат один – трещины, разрывы в трубах и соединениях, выход из строя оборудования, включенного в систему водоснабжения, отопления.

Не стоит полагать, что незначительные и нерегулярные гидроудары не представляют никакой опасности. Даже если и нет протечек, для инженерной системы перепады давления бесследно не проходят. Любая коммуникация, материалы имеют свой запас прочности. Как только в схеме появится «слабое место» (по причине изношенности или иной), аварийная ситуация неизбежна.

Вероятные причины гидроударов

Нарушения правил эксплуатации системы

Воздушные пробки. Это более характерно для отопительных контуров. В начале сезона холодов при наполнении труб теплоносителем систему необходимо «стравить». То есть полностью избавить ее от воздушных пузырей, что на практике делают далеко не все.
Мгновенное перекрытие жидкостного канала. Запорная арматура при резком повороте рукоятки его блокирует, чем разрывает поток и провоцирует перепад давления. В результате возникает гидроудар.

Сбои в работе оборудования

Все включения/выключения насосов, особенно большой мощности, должны производиться плавно. Это во многом определяется типом двигателя и выбранной схемой обвязки.
Нестабильность питающего напряжения – еще одна распространенная в частном секторе причина гидроударов в трубах отопления и водоснабжения. При отклонении его значения от номинального меняется режим работы насоса. Это отражается на скорости потока и вызывает скачки давления в магистрали.

Самостоятельное проектирование коммуникации

Использование в системе труб с различными диаметрами. Такое нередко бывает, когда монтаж ведется своими силами, и мастер желает сэкономить на нем по максимуму, не задумываясь о последствиях.
Установка оборудования с неправильно выбранными характеристиками. Параметры всех составных частей схемы отопления, автономного водоснабжения определяются на основании инженерных расчетов. И если собственник этим пренебрегает, то он заранее создает условия для появления гидравлических ударов в трубах.

Весомый аргумент в пользу того, что проект коммуникации лучше заказать, а не составлять самостоятельно. На этапе разработки специалисты обязательно указывают тип и характеристики оборудования, которое подходит для конкретной схемы.

причины, устранение в частном доме

Самым разрушительным явлением для водопроводов является гидроудар в системах отопления и водоснабжения.

Чтобы успешно подавлять периодически возникающие импульсные воздействия на трубы, нужно иметь представление о природе гидравлического удара, его последствиях. Предотвращение аварий в отоплении от гидроудара достигается усовершенствованиями системы, правильной настройкой ее работы.

Причины возникновения и последствия

Произошедший в отопительной системе гидроудар проявляется в звуке — стуке, щелчках и вибрациях, ощущаемых прикосновением к трубе. Жидкость, находящаяся в контуре, обладает массой, инерцией движения и несжимаема.

Где может возникать гидроудар

При возникновении на пути воды преграды происходит накопление энергии движения, выражающееся в резком повышении давления в замкнутой системе — ударе. Противодействие заставляет ударную волну двигаться в направлении меньшего давления с нарастающей скоростью.

По достижении слабой точки энергия удара высвобождается, разрывая дефектный участок трубы, если для этого хватает мощности волны, или вызывая вибрации трубопровода. Часто повторяющиеся гидроудары через некоторое время приведут к необходимости проведения ремонта.

Причинами скачка давления могут быть:

попадание воздуха в систему обусловлено неправильным монтажом трубопроводов, удаляются воздушные пробки при заполнении теплового контура через специальные краны;
быстрое перекрывание потока жидкости вентилем: шаровый кран для этих целей использовать нельзя;
смена режима циркуляции: пуск или остановка сетевого насоса при нарушениях электроснабжения объекта;

сужение проходного сечения трубы за счет накипи, наростов иных отложений на коротких участках;
соединение трубопроводов разных диаметров.

Величина повышения давления зависит от расположения препятствия на магистрали: в начале пути жидкости — удар слабый, с удалением пробки от истока мощность ударной волны нарастает. Последствия импульсного гидравлического воздействия: порча уплотнений на стыках, прокладок между фланцами, запорной арматуры, насоса, отопительного котла. Случается даже разрыв ребра отопительной батареи.

Разрушение отдельных элементов системы приводит к порче имущества при затоплении помещения, если вода горячая с температурой ≥70ºС, то к травмам и ожогам людей. Вторая существенная неприятность — значительные затраты на приведение отопительной системы и обстановки квартиры в исправное состояние.

Немного о ремонте
При постоянных перенапряжениях, возникающих в трубопроводах, необходимость в проведении ремонтов системы отопления возникает часто. Утечки теплоносителя из контура происходят через резьбовые соединения, разрывы трубы или элементов радиатора по шву.
Существует 3 вида ремонтов:
аварийный. Потребность в нем возникает при постепенном износе элементов теплового контура или в случаях резкого повышения давления. Выполняется в условиях, когда восстановить теплоснабжение объекта необходимо быстро;

текущий. Проводится по завершении отопительного сезона на основании осмотров специалистами ремонтных служб, жильцов жилых помещений. Заменяются изношенные детали, устраняются замеченные при плановой опрессовке трубопроводов неисправности;
капитальный. Производится полная или частичная замена труб, регистров отопления, циркуляционного насоса и других элементов отопительной системы.
Соблюдение правил эксплуатации отопительной системы позволит избежать ее преждевременных поломок. Так, циркуляционный насос должен плавно разгоняться и останавливаться.
Во избежание появления гидроудара, перекрывать краны нужно постепенно, не прерывая резко движения воды.

Модернизация и изменение системы
Исполнение отопительной системы не всегда идеально, много недостатков закладывается при строительстве. Примером может служить стыковка труб большого диаметра с продолжением малого сечения, в результате чего сопротивление потоку воды на этом участке резко возрастает. Такие ошибки устраняют при проведении капитального ремонта.
Для смягчения гидравлических ударов систему отопления модернизируют, применяя различные технические усовершенствования:
блок управления электрическим насосом. Датчики регистрируют изменения давления в системе, а помпа плавно увеличивает или уменьшает подачу теплоносителя в контуре;

компенсаторы или гидроаккумуляторы, их называют бочками. Предназначены для забора из системы излишней жидкости, чем предотвращается повышение давления в трубопроводе. Внутри емкости находится резиновая мембрана, растягивающаяся от гидравлического удара. При аварийной ситуации это лучший способ сохранить целостность системы;
амортизирующее устройство в виде гофрированного шланга из эластичной пластмассы. Устанавливается отрезок 20-30 см вместо обычной трубы перед термостатом. Ударный импульс растягивает гибкий участок в длину, оставляя нагрузку внутри контура на прежнем уровне. На протяженных магистралях вставку удлиняют на 10-15 см;
шунт с отверстиями для гашения ударной волны. Встраивается в трубопроводы;
клапан защиты от гидроудара. Принцип его действия — снижение давления в системе отопления выбросом жидкости во внешнюю среду.
Приведенные в списке приспособления применяются в комплексе и выбираются с учетом особенностей отопительной системы: диаметров и протяженности трубопроводов, типа установленного насоса, размещения в квартире или частном доме. Комплектацию оснастки лучше доверить специалисту.
Настройка системы отопления
После завершения монтажа, ремонта отопительную систему настраивают или, другими словами, балансируют. Допущенные в процессе проектирования и строительства ошибки нужно устранить до ввода теплового контура в эксплуатацию, чтобы в дальнейшем не случилась авария, инициированная гидроударом.
Операции, выполняемые при настройке системы отопления:
замеры наружных диаметров и протяженности труб на каждом участке, при отклонениях от проекта ошибки устраняют;
выявление присутствия в замкнутом контуре воздушных пробок, их ликвидация;
проверка уровня жидкости при запуске отопительного трубопровода с расширительным баком.
Настройка помогает сделать систему надежной с рациональным расходованием тепла. Особенно чутко на недочеты реагирует тепловой контур с естественной циркуляцией. Иногда прочистка фильтра на входе жидкости в котел нормализует водооборот.
После отладки оборудования и арматуры системы производят балансировку теплового режима, регулировку нагрева носителя. Если этого не сделать, ближние к отопительному котлу радиаторы будут горячими, дальние — холодными. При этом режим работы отопителя будет неэкономичным.
Для балансировки обогрева на входе каждой батареи ставят вентиль особой конструкции или регулируют степень нагрева установкой шайб различного диаметра.
Видео по теме
О гидроударе и методах борьбы с ним:
Сужение проходного отверстия чревато вероятностью возникновения гидравлического удара. Чтобы этого не произошло, для монтажа необходимо использовать качественные приборы заводского изготовления, конструкция которых предусматривает смягчение ударных импульсов жидкости.
Гидроудар в системе отопления частного и многоквартирного дома
Жители частных домов и квартир в многоэтажных домах часто слышат в трубопроводах отопления глухие или резкие, отчетливые удары, стук. Казалось бы – этому явлению можно не уделять особого внимания. На самом деле последствия этого явления могут не только разрушить трубопроводы и радиаторы, но и нанести травмы самим жильцам. Гидроудар в системе отопления служит причиной большинства поломок и разрушения теплотехнического оборудования. Что же делать, как избавиться от гидравлических ударов в системе отопления? Решение этого вопроса имеет огромное значение для сохранности оборудования и коммуникаций комплекса отопления. Если в централизованном отоплении меры по локализации этого явления предпринять сложно, то гидроудары в системе отопления жилого частного дома можно предотвратить.
Что значит гидроудар
Гидравлический удар (гидроудар) – физическое явление, характеризующееся резким повышением гидравлического давления на отдельном участке жидкостной системы, вызванном значительным изменением скорости потока.
В системах отопления основным видом теплоносителя является вода. Вода является несжимаемой по определению, как и подавляющее большинство жидкостей. При движении потока на его пути могут образоваться препятствия. Причем для возникновения гидроудара препятствие должно возникнуть неожиданно. При возникновении преграды жидкость теряет скорость, градиент которой стремится к нулю.
При остановке объема жидкости на него продолжает действовать сила нагнетания устройства, осуществляющего циркуляцию воды. Под воздействием силы нагнетания на участке поднимается гидравлическое давление жидкости. Давление воздействует на стенки трубопроводов, сосудов.
При резком устранении преграды движения жидкость устремляется в зону наименьшего сопротивления и давления. При этом она приобретает огромную скорость за счет разницы давлений в точке высокого давления и в свободной зоне.
Жидкость двигается с большой скоростью, при этом за счет своей несжимаемости может повредить элементы и конструкции системы отопления. Сила нанесенного удара зачастую намного превышает силу удара молотком наотмашь. Поэтому сильные гидроудары могут разрушить металлические изделия и устройства. При этом происходит разгерметизация коммуникаций и возникает опасность получения ожогов горячей водой.
Причины возникновения
Сужение трубопровода
Различают несколько основных причин возникновения гидроударов в системе отопления, среди них можно выделить следующие:
Резкое открытие (закрытие) запорной арматуры;
Наличие в системе воздушных пробок;
Резкое сужение трубопровода;
Изгиб трубопровода;
Резкое изменение режима работы насоса – пуск или остановка.
Резкие манипуляции с запорной арматурой – открытие или закрытие – приводят к мгновенному изменению давления в зоне устройства. При закрытии повышается давление на арматуру и ее соединительные элементы. При этом часто повреждаются уплотнения резьбовых соединений, межфланцевые прокладки, а при высоком давлении – элементы запорного устройства.
При быстром открытии в зоне за арматурой имеется область низкого давления. Жидкость мгновенно устремляется в нее, приобретая большую скорость. В этом случае разрушению подвержены элементы, расположенные после арматуры. Особенно подвержены гидроударам участки с большим гидравлическим сопротивлением – изгибы трубопроводов, отопительные приборы (радиаторы, конвекторы и так далее).
Наличие воздушных пробок в системе обусловлено ее неверной конфигурацией, ошибками при монтаже. В результате ошибок монтажа не соблюдается нормативный уклон коммуникаций, образуются «мешки» и «мертвые зоны». На этих участках часто образуются воздушные пробки.
Жидкость останавливается перед пробкой, давление начинает расти. Жидкость постепенно сжимает воздушный объем и при достижении определенной величины давления прорывает препятствие. После этого она движется с большой скоростью в зону пониженного давления, нанося повреждения элементам системы.
При резком сужении трубопровода вода также приобретает высокую скорость. Сужение может быть создано при сооружении сети или в результате образования прочных отложений (накипи и так далее). Изменение диаметров трубопроводов отопления должно происходить плавно по длине.
Частая причина гидроударов – смена режима работы циркуляционного насоса. Особенно часто гидроудары происходят при пуске насоса (особенно на высокой скорости). При этом жидкость приобретает скорость и движется по коммуникациям, имевшим до этого гидростатическое давление. При пуске вода приобретает динамическую составляющую давления, это увеличивает ее скорость.
При остановке насос становится естественным препятствием на пути воды. Давление перед ним увеличивается, происходит проброс порций рабочей среды через рабочее колесо.
Гидроудары – постоянное явление в системах парового отопления. Они обусловлены разным фазовым состоянием пара и воды. Поэтому коммуникации паровых комплексов выполняются из металлов с повышенной толщиной стенки.
Основные способы защиты
Для защиты материалов, оборудования и коммуникаций от гидравлических ударов применяются следующие способы:
Установка терморегуляторов со встроенным шунтом;
Вставки из пластичного материала;
Установка мембранных устройств;
Управление режимами работы насоса по данным датчика давления в системе;
Общие профилактические мероприятия.
В качестве запорной арматуры устанавливают терморегуляторы со встроенным шунтом. Шунт – трубка малого диаметра, пропускает излишки теплоносителя при повышении давления.
Стальные элементы чаще всего подвержены разрушению от гидроударов вследствие жесткости конструкции, отсутствии амортизирующего эффекта. Для создания амортизатора часто врезают небольшие участки из полимерных труб, обладающих хорошей гибкостью. При гидроударе они компенсируют ударное усилие изгибом, при этом не повреждаются.
Гидроаккумуляторы и расширительные баки также неплохо справляются с повышением давления, принимая его излишек на себя. Мембрана, выполненная из резины или полимера, изгибается, сжимает воздух воздушной камеры. В освободившееся пространство поступает вода из отопления, снижается общее напряжение в системе по давлению.
Циркуляционные насосы оснащают системой управления работой по давлению. Датчик контролирует давление воды в сети. При повышении значения он подает команду на снижение числа оборотов насоса. Такая система применима для насосов с частотным регулированием скорости вращения рабочего колеса.
Общие профилактические мероприятия по предотвращению гидроударов и их последствий:
Производить плавное управление запорной арматурой;
Включение насосов производить на низкой скорости;
Проверять работоспособность воздухоотводчиков и предохранительных клапанов;
Своевременно, регулярно стравливать воздух из оборудования;
Регулярно производить визуальный осмотр на предмет целостности конструктивных элементов отопления;
Контролировать целостность мембраны экспанзоматов.
Гидравлические удары – частое и опасное явление в сетях отопления. Своевременное их предотвращения спасет отопительные коммуникации и оборудование от повреждений, сохранит их целостность и работоспособность.
Гидроудар в системе отопления, предупреждение и ремонт течи
Отопление нельзя отнести к простейшим устройствам. Его работа основана на различных физических законах, в системе используются разнообразные по функциональному назначению приборы и механизмы, и для получения нужного результата необходимо обеспечить их согласование между собой. Одной из особенностей работы водяного обогрева является такой эффект, как гидроудар в системе отопления – резкое, пусть и кратковременное, повышение давления в системе.

Гидроудар
Причины его возникновения и последствия
Внешним проявлением гидроудара в системе отопления будут стуки и щелчки. Причиной этого служит возникновение препятствий на пути движения воды. Как и всякая жидкость, она является практически несжимаемой и обладает определенной массой и инерцией. Если на ее пути возникает препятствие, то из-за отсутствия возможности двигаться дальше, а вода не может остановиться мгновенно, в системе резко повышается давление.
Когда это происходит достаточно часто и система не обладает необходимым запасом прочности, то вполне возможно, вам скоро потребуется ремонт отопления в доме. Конкретной причиной возникновения гидроудара может быть:
поломка или отключение циркуляционного насоса;
появление в системе воздуха;
быстрое закрытие вентилей, останавливающее поток жидкости.
Приведенный ниже рисунок поможет понять возможные причины его возникновения, причем последняя из приведенных встречается наиболее часто. Стоит отметить, что использование шаровых кранов для перекрытия труб недопустимо.

Причины возникновения гидроудара
На сколько повысится давление, степень возможного повреждения и, значит, какой потребуется ремонт системы отопления, будет зависеть от места возникновения препятствия и длины трубопровода. Если это произойдет в начале длинного участка, то величина повышенного давления будет меньше, если в его конце – то больше.
Рекомендуем к прочтению:
Немного о ремонте системы
При постоянном возникновении перенапряжений в системе, как уже говорилось, возможно ее повреждение. Большую нагрузку будут испытывать жесткие детали системы, резьбовые соединения и сам трубопровод. Итогом этого может быть как утечка воды из системы отопления через резьбовые соединения, так и разрушения трубопровода и элементов отопления, например такие, как показанные на фото ниже.
И если устранение течи в системе отопления, приведенное на первом рисунке, осуществляется достаточно просто, то от разрушений, показанных на втором, можно избавиться только заменой радиатора. Существуют определенные правила эксплуатации, позволяющие отстрочить ремонт системы отопления в загородном доме, а то и вовсе его избежать. Самым простейшим приемом является плавное перекрытие кранов. За счет этого общая энергия гидроудара, растягиваясь во времени, не способна нанести существенных повреждений системе.
Модернизация и изменение системы
Многие проблемы, связанные с гидроударом, вызваны недостатками самой системы. Одной из причин, например, может быть стыковка труб большого размера с трубами меньшего диаметра. Возникающее при этом сопротивление препятствует свободному прохождению жидкости и способствует повышению давления. Устранить подобное можно, если выполнить капитальный ремонт системы отопления. В ходе его проведения надо предусмотреть ряд мер, значительно улучшающих ее возможности противостоять гидроудару. Среди них стоит отметить:
амортизирующие устройства, представляющие собой отрезки эластичного пластика, устанавливаемые перед термостатом вместо жесткой трубы;
Гаситель гидроударов Valtec CAR-19
введение шунта со специально выполненными отверстиями, позволяющего уменьшить возникающее давление;
использование специальных термостатов с защитой от гидравлических ударов.
Это лишь некоторые меры, позволяющие снизить последствия и возможность возникновения гидроудара. Определившись с ними, может быть составлена смета на ремонт системы отопления.
Настройка системы отопления
Это является одним из обязательных этапов работ по созданию обогрева. Настройка должна выполняться и после монтажа, и когда проведен ремонт отопления в частном доме. В ходе всех этих работ возможны разные ситуации, и отнестись к ним надо очень внимательно. Задача, как настроить систему отопления, во многом связана с устранением недостатков и ошибок, допущенных при проектировании и выполнении монтажа. В конечном итоге благодаря этому система станет более экономичной, долговечной и легко управляемой.

Балансировка системы отопления
На первом этапе необходимо проверить и при необходимости изменить толщину труб в разводке. С этим достаточно просто ошибиться, особенно если применяется естественная циркуляция. Когда система уже работает, то такие изменения выполняются при модернизации или в случаях, предусматривающих серьезный ремонт системы отопления. Кроме того, проверяются остальные элементы системы, а также соответствие и правильное использование оборудования и заполнение системы нужным количеством воды.
Если нет циркуляции в системе отопления, то скорее всего, где-то образовалась воздушная пробка. После ее устранения все должно работать в штатном режиме.
В тех случаях, когда происходит плохая циркуляция в системе отопления, порой достаточно просто прочистить фильтр перед отопительным котлом, чаще всего это решает проблему. Такой результат в первом приближении позволяет считать, что система работает, и можно приступать к ее балансировке и регулировке температуры.
Правильный монтаж, использование соответствующего оборудования и выполнение несложных требований эксплуатации системы отопления обеспечат ей долгий срок службы и позволят избежать неприятностей, связанных с сопутствующими явлениями, например таким, как гидроудар.
Гидроудар в системе отопления частного дома
Резкий перепад давления воды в системе отопления может стать причиной выхода ее из строя. Это явление называется гидроударом и характеризуется неравномерным распределением жидкости в трубопроводе отопления. Во временном промежутке он длится доли секунд, но этого может быть достаточно для разрыва стыков труб и разрушения приборов отопления. Нередко выходит из строя и отопительная техника – котел.
Для того, чтобы понять и предотвратить последствия гидроудара, необходимо знать причины его возникновения. А их может быть несколько.
Содержание статьи
Причины
Первая и самая главная причина возникновения этого явления – неправильно спроектированная и установленная система отопления. Во время движения жидкость может сталкиваться с естественными препятствиями в трубопроводе (запорная арматур, переходники с большего диаметра на меньший и т.д.). При этом скорость существенно снижается, однако растет создаваемое потоком внутреннее давление. Это и приводит к повреждениям и поломкам.
Существует целый ряд причин его возникновения, которые могут сопровождаться характерными признаками – щелчки в трубах, гудение. Самыми распространенными являются:
Перебои в работе циркуляционного насоса . Если при его включении(выключении) крыльчатка начинает движение с больших оборотов, то объем жидкости нагнетается свыше положенной нормы.
Наличие в трубопроводе воздушных зон. Эти места не заполняются водой и поэтому при циркуляции может создаваться избыточное давление на трубы.
Резкое закрытие запорной арматуры (кранов).
Именно это явление может служить основной причиной возникновения гидроудара. Связано это с появлением шаровых кранов, конструкция которых в большинстве случаев не предусматривает плавный ход. Старые винтовые модели были намного безопаснее по части вероятности возникновения гидроудара.
Последствия
Заранее определить возможные последствия гидроудара практически невозможно. Для этого необходимо провести профессиональный анализ всей системы отопления. Эта процедура крайне дорога и для рядового гражданина, решившего проверить устойчивость своего трубопровода, финансово недоступна.
Однако есть и некоторые положительные моменты, которые можно почерпнуть, изучая последствия. Они явно указывают на «слабые» места в системе отопления. Помимо нарушения структуры материала труб и аппаратуры существуют явные негативные последствия гидроударов:
Нарушение герметичности трубопроводов, прорыв горячего теплоносителя в помещение.
Поломка отопительных приборов и вспомогательной аппаратуры – котлов, насосов, расширительных баков.
Нормально работающая система отопления является основным источником формирования комфортной температуры в доме. При ее поломке жильцы не защищены от резких морозов и перепада температур.
Взаимодействие воды из системы труб с мебелью, полом приводит к их порче.
Опасность для человека – самый важный и учитываемый фактор гидроудара. Термические ожоги, травмы и ранения – вот не полный перечень возможных негативных последствий.
Для того, чтобы этого не произошло или для снижения риска появления гидроудара к минимуму, можно предпринять ряд защитных мер.
Защитные меры
Для профилактики возникновения избыточного давления как на определенном участке трубопровода, так во всей системе в целом, можно задействовать ряд мер:
Обеспечение плавной работы запорной арматуры. Для этого еще на этапе проектирования и монтажа необходимо предусмотреть установку специальных кранов с относительно большим промежутком перекрытия воды.
Монтаж автоматических систем, которые регулируют поток жидкости, считывая показатели ее давления в системе.
Гидроаккумулятор. На определенном промежутке трубопровода можно установить специальное компенсирующее устройство – гидроаккумулятор.
Он представляет собой герметичную стальную колбу, разделенную на две секции резиновой мембранной. Одна часть подключается к системе отопления, а во второй с помощью штуцера можно регулировать давление воздуха. При возникновении избыточного давления в системе происходит взаимодействие водяного столба на мембрану, вследствие чего она изгибается в сторону воздушной камеры. Тем самым добивается искусственное увеличение объема трубопровода. После гидроудара мембрана возвращается в исходное состояние.
Модернизация системы. После термостат можно заметить жесткую трубу на пластиковую. Она более эластична и способна будет расширяться под воздействием давления. Метод спорный, так как могут разгерметизироваться стыки.
Установка термостатов со специальной защитной системой. Он работает по принципу гидроаккумулятора, за исключением относительно небольшого объема воздушной камеры и вместо резиновой мембраны используется пружинный механизм.
Все вышеописанные меры защиты будут действенны, если применять их комплексно, предварительно проанализировав возможные причины возникновения гидроудара.
Гидроудар системы отопления и как его избежать
Гидроудар в системе отопления из медных труб
Содержание:
Явление гидравлического удара уже давно привлекало внимание многих ученых разных страх.
Особый интерес к этому вопросу в свое время проявил ученый Н.Е. Жуковский. Его работа, рассказывающая о природе возникновения гидроудара, считается по праву классической. С началом внедрения электронно-вычислительных машин произошел явный прогресс в методике вычисления гидравлического удара. Методика проведения расчетов значительно улучшилась.
Каждому из нас знакомы возникающие иногда щелчки и стуки в трубах системы отопления. Это может быть связано с тем, что стали все чаще отключать электроэнергию. Поэтому вопросу защиты от гидроудара необходимо уделять особое внимание.
В основном же люди не придают этому большого значения и не видят серьезных угроз. Однако последствия данного факта могут быть плачевными.
Гидроудар в системе водоснабжения может привести к повреждению и раскопу оборудования. Кроме этого, возможно образование трещин в трубопроводе. Чтобы избежать аварийных ситуаций, достаточно соблюдать простые правила эксплуатации и модернизации инженерной сети.
Основные причины возникновения
Причины возникновения
Когда в системе водоснабжения происходит резкое, но мощное и непродолжительное повышение давления, тогда и возникают характерные стуки и щелчки в трубах.
Это является следствием того, что жидкость, циркулирующая по контуру, резко приостанавливается, и происходит ее торможение.
Существует несколько причин, которые приводят к возникновению гидравлического удара. Рассмотрим их подробнее:
В случае поломки насосного агрегата или же его аварийного отключения;
Когда из контура не выводиться воздух. Перед тем, как включить систему и заполнить его жидкостью, воздух обязательно нужно выпустить через специальные краны;
Когда вентили, перекрывающие циркулирующий поток, резко закрываются.
Самой распространенной считается последняя причина. Это связано с появлением шаровых кранов. Когда отключалась или запускалась жидкость в контуре, старые устройства обеспечивали плавную подачу и перекрытие.
Это осуществлялось с помощью ритмичного раскручивания крановых бюкс. Винтовые краны считаются более безопасными, так как они не позволяют подниматься давлению выше критической нормы.
Смотрите видео-фильм о причинах возникновения гидроударов и всех процессах, происходящих в это время в трубах:
То же самое происходит в контуре, если перед включением в нем не выведен воздух. Шаровое устройство открывается и, таким образом, возникает столкновение запускаемой жидкости с воздушным потоком.
В данном случае воздух можно сравнить с пневматическим амортизатором. Поэтому, если в своей системе коммуникаций вы услышите хлопки или щелчки, то обязательно обратите на это внимание.
В противном случае может случиться так, что ваша система водоснабжения просто не выдержит давления, так как его уровень может возрасти до отметки нескольких десятков атмосфер.
Демфер как способ защиты
Когда сильный поток воды с большой скоростью движется по коммуникационной системе, то на его пути возникает барьер, в который он врезается. В качестве преграды может выступать либо воздушный столб, либо же запорная арматура.
Столкнувшись с воздухом, происходит сжимание жидкости. Трубы в свою очередь тоже немного растягиваются, что может привести к негативным последствиям.
Когда появились щелчки в трубопроводах
Если в своем доме вы часто слышите щелчки и стуки, то это значит, что ваша инженерная коммуникация организована совершенно неграмотно.
Это возникает из-за того, что большие трубы сопрягаются с трубами, диаметр которых значительно меньше.
Таким образом, когда жидкость циркулирует по контуру с определенной скоростью, то на ее пути возникает преграда, в которую она упирается.
Скорость не меняется, но происходит замедление разгрузки и увеличение объёма жидкости, вследствие чего и увеличивается давление.
В этом месте должна осуществляться разгрузка воды по разным реестрам. Если этого не происходит, то высокое давление может привести к прорыву.
Что будет с системой после гидроудара?
Последствия гидравлического удара — разрыв радиаторов
Как вы уже поняли, барьер, встречающийся на пути движущейся жидкости, создает давление.
Фактически оно не имеет определенных критических значений. Несколько десятков атмосфер может превратиться в гораздо большую величину.
Инерция воды, постоянно воздействуя на систему коммуникаций, может привести к разрушению жестких деталей оборудования, резьбовых соединений и трубопровода в целом.
Больше всего неприятностей гидравлические удары доставляют длинным трубопроводам. Например, «теплый пол» имеет длинные трубы.
Чтобы предотвратить возникновение гидравлического удара в системе, необходимо прикрепить термостатический клапан к «подпольному» отопительному контуру.
Эта деталь выполняет функцию регулирующего устройства. Однако он защитит ваш пол только в том случае, если будет правильно установлен. Если же установка будет произведена неправильно, то термостатический клапан создаст только внеочередную угрозу.
Термостатический клапан монтируется на входе теплоносителя в систему. Когда происходит его перекрытие, то вода еще определенное время продолжает двигаться по инерции.
После клапана расположен участок контура, в котором возникает вакуум. Однако разница давления в нем не выходит за рамки одной атмосферы. Перепады не наносят вред трубопроводу, ведь стандарты оборудования составляют 4 атмосферы. Перекрытие движения потока осуществляется также клапаном, который установлен на выходе из системы.
Смотрите короткое видео, которое наглядно и схематично, на примере резиновой трубки и лейки, покажет что возникает в трубах с воздухом при гидравлическом ударе:
Когда жидкость сталкивается с барьером, то на нее давит следующая порция воды. Таким образом, происходит растягивание, ломка и крушение стенок трубопровода. Напор составляет 10, а иногда и больше атмосфер.
Для того чтобы защитить трубопровод от разовых, или периодических гидроударов, необходимо нейтрализовать их действия или снизить силу.
Способ защиты «плавное перекрытие»
Снижение давления возле заглушки
Согласно стандартам эксплуатации теплосетей включать и отключать систему нужно плавно.
Эти правила разработаны не только для промышленных поставщиков, но и для индивидуальных пользователей. Если отключение и включение осуществляется плавно, то возникает замедление во времени гидравлического удара.
Таким образом, действие энергия гидроудара в зоне барьера не является кратковременным.
Происходит перераспределение энергии на несколько отрезков времени. Вследствие этого, мощность удара не такая сильная.
Вывод: Чтобы защитить свой трубопровод от повреждений и разрушений, необходимо плавно повышать и снижать давление, скорость и объём теплоносителя.
Способ защиты «реконструкция»
Терморегулирующие клапаны
Для того чтобы не возникало гидравлического удара, необходимо придерживаться определенных правил по реконструкции систем:
Заменить жесткую трубу перед термостатом куском трубы, сделанной из эластичного пластика или армированного термостойкого каучука.
Эти материалы имеют свойство растягиваться, поэтому будут самостоятельно снижать энергию гидравлического удара, в случае возникновения высокого давления.
Для амортизатора потребуется эластичная труба длиною приблизительно в 20-30 см. Если трубопровод очень длинный, то трубу для амортизатора нужно брать еще на 10 см. длиннее.
Шунт с просветом до 0,4 мм в терморегулирующем клапане.
Узкая трубка с сечением от 0,2 мм до 0, 4 мм вставляется в термостат со стороны движения жидкости. Можно самостоятельно сделать отверстие заданного диаметра. Если система работает нормально, то шунт никак не влияет на ее функционирование.
В случае, если давление повышается, он способен плавно снизить объём, превышающий критическую норму. Конечно же, привести в действие этот метод можно только тогда, когда вы отлично разбираетесь в конструкции термостата. В противном случае браться за это дело не рекомендуется.
Помните: Метод шунтирования используется только в автономных сетях, где установлены новые трубопроводы, сделанные из качественных материалов. Центральные городские коммуникации имеют много ржавчин и осадков. Все это приведет к быстрому засорению отверстия.
Термостат со специальной защитой.
Эти устройства имеют специальные пружины, которые находятся между клапаном и термоголовкой. Пружина срабатывает в тот момент, когда повышается давление. Таким образом, она не позволяет клапану полностью закрыться.
Когда сила гидроудара снижается, клапан самостоятельно плавно закрывается. Чтобы правильно установить термостаты с устройством защиты, необходимо обращать внимание на то, куда направлена стрелка на их корпусе. Производить монтировку нужно строго следуя направлению стрелки.
Схема подключение термолегулирующих клапанов
Стоить обратить внимание на то, что не все модели термостатов имеют средства защиты от гидроудара. О том, оснащено ли устройство данной функцией, можно узнать, прочитав техническую документацию, которая прилагается к изделию.
Способ защиты «центробежные насосы»
Центробежный насос
Для того чтобы плавно запускать и останавливать инженерную систему, необходимо использовать центробежные насосы, имеющие автоматическую регулировку.
С помощью автоматики происходит плавное увеличение оборотов электродвигателей насосного оборудования. Кроме этого, давление в трубах после пуска поднимается также планомерно. Такой же механизм действий характерен и для обратного порядка.
Насосы запрограммированы таким образом, что способны самостоятельно наблюдать за изменениями давления, происходящими в инженерных сетях. Регулировка параметров напора осуществляется автоматически.
Природу возникновения гидравлического удара понять не так сложно. Действие происходит в двух случаях:
Когда не соблюдаются правила использования коммуникаций;
Когда сети спроектированы неграмотно.
Если не обращать внимания на щелчки и неприятный шум, то домочадцев ожидают весьма неприятные последствия.
Намного разумнее будет разобраться с причинами возникновения шумовых эффектов и устранить их, чем заниматься впоследствии ремонтом трубопроводной системы, не выдержавшей мощного давления.
Гидроудар в трубах водоснабжения | Инженер подскажет как сделать
На чтение 5 мин.
Во время использования трубопроводных систем, будь то система отопления или система водоснабжения, одной из главных причин выхода их из строя являются большие и резкие колебания давления, иначе называемые гидроударами. В результате подобных перепадов система может полностью выйти из строя, если для предотвращения гидроударов не предпринять определённые шаги. В данной статье будут рассмотрены меры, которые могут быть предприняты для предотвращения аварийных ситуаций.
Гидроудар: определение и причины возникновения
Гидроударом называют большой и резкий перепад давления в замкнутой системе (трубопроводе). Причиной его возникновения становится внезапно возникшая преграда на пути тока жидкости.
К примеру такими препятствиями могут стать возникновение воздушных пробок, перекрытие кранов в системе, резкое выключение насосного оборудования.
В результате столкновения жидкости с препятствием возникает резкое повышение давления, которое (по физическим законам) стремится вернуться в исходное состояние, а для этого жидкость ищет наиболее уязвимое место в области возникновения гидроудара, чтобы его компенсировать. В результате на внутренней части водопровода возникают дефекты, которые впоследствии могут привести к аварии. Негативное влияние так же оказывается и на расположенное в системе оборудование. Аварийной ситуации может предшествовать появления посторонних звуков в системе («стук» и «щелчки»).
То, насколько серьёзны последствия гидроудара можно узнать, обратясь к статистике:
6 из 10 случаев аварий трубопроводных систем связаны с перепадами давления.
Наибольшей уязвимостью к гироударам обладают системы со следующими характеристиками:
Старые металлические трубы, подверженные воздействию коррозии
Трубопроводные системы большой протяжённости, к примеру, трубы «тёплого пола«
Соединение труб существенно разных диаметров, без использования специальных переходников. Для решения проблемы в данной ситуации, необходимо использовать в системе особый клапан — термостат
Гидроудары возникают в домах, где изначально были неграмотно оборудованы коммуникации. Внешне такую ситуацию можно выявить по щелчкам и стукам в трубопроводе
Для минимизации риска возникновения дефектов или разрыва трубопровода необходимо использовать специальные водные или газопроводные трубы без швов (ГОСТ 3262-75). Так же оптимальным вариантом станут трубы из металлопласта (ГОСТ 18599)
Факторами риска является следующее:
Неравномерность работы системы, либо выход из строя насосного оборудования
В схеме присутствует воздух
Неравномерность подачи электроэнергии
Резкое закрытие запорной арматуры. Например перекрытие шаровых кранов, конструкция которых не обеспечивает плавное перекрытие тока жидкости. В данном плане винтовые краны будут более оптимальным вариантом.
Как предотвратить гидроудар
Для того, чтобы избежать или уменьшить скачки давления в системе, существует ряд определённых мер, помогающих защитить трубопроводную сеть в целом, либо на определённом участке.
Плавное закрытие запорной арматуры
Одной из основных причин возникновения гидроударов является резкое перекрытие запорной арматуры.
Такое происходит в результате того, что период перекрытия крана очень краток по времени. В результате неизбежно возникновение резкого перепада давления в этом месте. Для того, чтобы избежать проблемы на данном этапе, нужно увеличить продолжительность перекрытия потока жидкости. Благодаря такому действию увеличение давления в данном месте будет происходить плавно без резкого скачка.
Именно поэтому на этапе монтажа водопроводной системе рекомендуется устанавливать запорную арматуру (краны, вентили) с более продолжительным временем своего перекрытия.
Использование автоматических средств в системе
Автоматические устройства встроенные в сеть призваны плавно «гасить» возрастающее давление. Из подобных средств можно отметить насосное оборудование, способное изменять число оборотов в автоматическом режиме, либо конструкции, оснащённые преобразователями частоты.
Варианты совершенствования всей системы в целом
Усовершенствование всей системы подразумевает монтаж устройств по полному устранению переизбытков давления.
Гаситель гидроудара и гидроаккумуляторы
Работа данных элементов включает в себя следующие действия: сбор воды с последующим удалением её излишков из системы и предотвращение гидроудара.
Гидроаккумулятор монтируется в наиболее вероятном месте перепадов давления по ходу движение воды в системе. Внешне данные устройства представляют колбы из стали, имеющие объём до 30 литров. Внутри конструкция поделена на две части при помощи мембраны из резины или каучука. Во время колебаний давления гидроудары «направляются» в бак, где за счёт гибкой мембраны происходит их компенсация. Так же для амортизации гидроударов применяют трубы изготовленные из эластичного пластика, либо армированного каучука. Причём достаточно применение участка такой амортизирующей трубы длиной всего около 0,2-0,3 метра. В случае, когда система более протяжённа, можно добавить ещё 0,1 м амортизатора.
Диафрагменный клапан
Монтаж этого элемента производиться вблизи насоса на отводе трубы. При увеличении давления с его помощью удаляется переизбыток жидкости. Клапан может приводиться в движение одним из двух способов:
При помощи контроллёра
При помощи пилотного устройства. В момент возникновения повышенного давления элемент целиком открывается. А в период нормализации постепенно закрывается.
Шунт для клапана терморегуляции
Конструкция устройства представлена трубкой диаметром 0,2 — 0,5 мм. Шунт монтируется по ходу движения жидкости в трубопроводе. Чаще всего шунт устанавливается в абсолютно новом трубопроводе, так ка различные отложения на внутренней поверхности давно используемых труб могут свести его работу на нет. При его установке в старый трубопровод обязательно применение фильтров для воды.
Термостат с супер защитой
Данный механизм отключает систему при достижении давлением максимально допустимой отметки. В конструкции элемента представлен пружинный механизм, который не позволит закрыться клапану при вероятности гидроудара.
Профилактика возникновения гидроудара
Помимо всех вышеперечисленных устройств и способов обязательно проведение профилактических работ с трубопроводом. Это сведёт вероятность возникновения аварии практически к нулю и в целом повысит производительность и эффективность системы.
Профилактика трубопровода заключается в следующих мерах:
Осмотр предохранительного клапана, отводчика воздуха и манометра
Измерение давления за мембраной в расширительном резервуаре и его исправление
Проверка трубопровода и запорной арматуры на целостность и протекания
Проверка и прочистка системы фильтрации
Проведение данных работ позволит понизить вероятность возникновения гидроудара и в целом увеличит продолжительность эксплуатации трубопровода. Гидроудар — весьма неприятное явление, устранение последствий которого может занять продолжительное время и немалые средства. Поэтому лучше всего провести комплексные мероприятия по установке защитных элементов в систему и её регулярный осмотр.