Гидроудар в системе водоснабжения (отопления) и как его избежать?

Наверняка многие замечали периодически возникающие щелчки и стук в коммуникациях, снабжающих дом водой и теплом. Большинство не воспринимает данный отрицательный факт в качестве серьезной угрозы, так как не знает о разрушительных последствиях негативного явления. На самом деле гидроудар в системе водоснабжения и в сети с циркулирующим капельным теплоносителем может вызвать повреждение и раскол оборудования, образование продольных трещин в трубопроводе. Предотвратить нежелательные аварийные ситуации поможет четкое соблюдение правил эксплуатации и модернизация инженерной сети.

Содержание

Природа гидравлического удара ?

Стук и щелчки, сигнализирующие о произошедшем в замкнутой системе резком, мощном, кратковременном повышении давления, происходят в результате внезапного торможения циркулирующей по контуру жидкости.

Гидравлический удар, разрушающий стенки трубопровода

Стандартные причины этого эффекта ?

  • аварийное отключение или поломка насосного агрегата;
  • не выведенный из контура воздух, который перед включением заполняемой жидкостью инженерной системы обязательно нужно выпускать через специальные краны;
  • резкое закрытие вентилей, перекрывающих циркулирующий поток.

Последняя из причин с появлением шаровых кранов наиболее распространена. При отключении и при запуске жидкости в контур с помощью устаревших устройств винтового типа плавная подача и перекрытие были обоснованы постепенным раскручиванием крановых бюкс. С точки зрения эксплуатационной безопасности винтовые краны были более рациональным решением, исключающим вероятность превышения критических значений давления.

Аналогичная физическая картина происходит в контуре с неотведенным перед включением воздухом. Резко открывая шаровое устройство, мы «сталкиваем» поток практически несжимаемой жидкости с воздушной массой, превращающейся в данном случае в пневматический амортизатор. Абсолютно напрасно нас не пугает хлопок, регулярно испытывающий на прочность наши коммуникации. В конечном итоге они могут просто не выдержать давления, значения которого могут возрасти до нескольких десятков атмосфер.

Снижение давления при гидроударе за счет установки демфера


В обеих ситуациях сильный поток воды (либо другой жидкости) с высокой скоростью врезается в преграду. Барьером может быть, как столб воздуха, так и запорная арматура. При столкновении жидкость все же слегка сжимается, немного растягиваются даже металлические трубы. Но следует осознать, что их «терпение» не бесконечно.

Щелчки в водопроводной и отопительной сети ?

Регулярное «пощелкивание» наверняка слышат владельцы коттеджей с неграмотно организованными инженерными коммуникациями. Происходят они зачастую в местах сопряжения труб большого диаметра с трубами, сечение которых существенно меньше. Циркулирующий по контуру с заданной скоростью поток жидкости «упирается» пусть и не в полноценную, но все же преграду. Скорость остается прежней, разгрузка замедляется, объем жидкости увеличивается, опосредованно увеличивая давление. Если в этом месте не происходит разгрузка жидкости по разным реестрам, из-за превышения давления в данной точке может произойти прорыв.

Что может случиться — какие угрозы несет гидроудар ?

Созданный на пути движения потока жидкости барьер формирует давление, теоретически не имеющее конечных критических значений. То есть, пара десятков атмосфер может перерасти в более серьезную величину. Жесткие детали оборудования, резьбовые соединения, трубопровод от постоянного воздействия инерции воды будет быстро или постепенно разрушаться.

1а; 1б — устройства защиты от гидравлических ударов и засорения коммуникаций

От гидравлических ударов больше всего страдают длинные трубопроводы, такие, например, как «теплый пол» с циркулирующей по трубам водой. Для того чтобы обезопасить систему от гидравлического удара «подпольный» отопительный контур оснащают термостатическим клапаном. Но он спасет пол только в случае правильной установки, в противном случае это регулирующее устройство создать дополнительную угрозу.

После перекрытия термостатического клапана, вмонтированного на входе теплоносителя в систему, вода продолжает передвижение по инерции еще какой-то отрезок времени. В участке контура, расположенном после клапана возникает вакуум, но разница в значениях давления довольно не существенна, не больше одой атмосферы. А так как оборудование рассчитано на стандарты в 4 атмосферы, вреда трубопроводу от этих перепадов нет. Установленный на выходе из системы клапан тоже перекроет движение потока теплоносителя. Только врезаясь в «барьер» жидкость, подпираемая следующей порцией, будет растягивать, ломать, крушить стенки трубопровода напором в 10 и более атмосфер.

Термостатический клапан устанавливают на входе теплоносителя

Способы борьбы с гидравлическим ударом ?

Защита трубопроводов от гидроударов (периодических или разовых) направлена на нейтрализацию их действия или на снижение силы.

Плавное перекрытие – эффективный способ защиты? ?

По нормативам эксплуатации теплосетей и объектов центрального водоканала включение и отключение должно производиться плавно. Разработанные для промышленных поставщиков воды и тепла правила распространяются на пользователей автономными контурами. По сути, плавное отключение и запуск растягивают процесс гидравлического удара во времени. Остающаяся неизменной энергия гидроудара действует в зоне преграды не кратковременно, а перераспределяется на несколько отрезков времени. В результате при сохранении параметров суммарной силы удара сокращается его мощность. Плавно повышая и снижая давление, скорость, объем, мы защищаем наши трубопроводы от повреждений.

Схема возникновения гидроудара в пустом трубопроводе

Решение проблемы гидроударов путем модернизации системы ?

Устранить проблему возникновения гидравлического удара помогут следующие мероприятия по реконструкции систем:

  • Установка амортизирующих устройств по направлению циркуляции жидкости. Если выразиться проще: замена отрезка жесткой трубы перед термостатом на кусок трубы из эластичного пластика или армированного термостойкого каучука. Способные растягиваться материалы будут самопроизвольно гасить энергию гидравлического удара в точке возникновения максимальных давлений. Чаще всего для устройства амортизатора достаточно куска эластичной трубы в 20 – 30 см. Для очень протяженного трубопровода длину амортизатора можно увеличить еще на 10 см.
  • Введение шунта с просветом до 0,4 мм в терморегулирующий клапан. Со стороны движения жидкости в термостат вставляется узенькая трубка с минимальным сечением 0,2 мм, максимальным 0,4 мм. Можно банально проделать отверстие с равнозначным диаметром. При нормальном функционале системы шунт не повлияет на критерии ее работоспособности, но при повышении давления поможет плавно снизить критический объем. Безусловно, реализовать этот способ сможет только человек, безукоризненно знающий конструкцию термостата. Дилетанту не стоит браться за незнакомое ему дело.

Терморегулирующие клапаны, сокращающие действие гидравлического удара

Важно. Шунтирование в качестве метода защиты от гидроудара применимо лишь к автономным сетям с новыми трубопроводами из качественных материалов. Ржавчина и осадки централизованных городских коммуникаций немедленно засорят маленькое отверстие.

  • Монтаж термостата со специальной защитой от гидравлических ударов. Такие устройства оснащены пружинными механизмами, вставленными между клапаном и термоголовкой. При превышении давления срабатывает пружина, не позволяющая клапану полностью закрываться, при снижении мощности гидроудара клапан плавно самопроизвольно закрывается. Устанавливать термостаты с устройством защиты необходимо строго по направлению, указанному стрелкой на их корпусе.

Обратите внимание. Не все модели термостатов оснащены средствами защиты от гидроудара. Наличие этой функции должно быть указано в технической документации, приложенной к изделию.

Автоматика спасет? ?

Плавный запуск и остановку инженерной системы обеспечат центробежные насосы с автоматической регулировкой.

Клапаны гашения гидравлических ударов с автоматической системой контроля давления

По материалам сайта: http://stroy-aqua.com