Гідроудар в системі водопостачання або опалення

Гідроудар в системі водопостачання (опалення) і як його уникнути?

Напевно багато хто помічав періодично виникають клацання і стукіт в комунікаціях, що постачають будинок водою і теплом. Більшість не сприймає даний негативний факт в якості серйозної загрози, оскільки не знає про руйнівні наслідки негативного явища. Насправді гідроудар в системі водопостачання і в мережі з циркулюючим крапельним теплоносієм може викликати пошкодження і розкол обладнання, освіта поздовжніх тріщин в трубопроводі. Запобігти небажаним аварійні ситуації допоможе чітке дотримання правил експлуатації і модернізація інженерної мережі.

Природа гідравлічного удару?

Стук і клацання, що сигналізують про те, що сталося в замкнутій системі різкому, потужному, короткочасному підвищенні тиску, відбуваються в результаті раптового гальмування циркулюючої по контуру рідини.

Гідравлічний удар, що руйнує стінки трубопроводу

Типові причини цього ефекту?

аварійне відключення або поломка насосного агрегату;
яку не виведено з контуру повітря, який перед включенням заповнюється рідиною інженерної системи обов`язково потрібно випускати через спеціальні крани;
різке закриття вентилів, що перекривають циркулює потік.

Остання з причин з появою кульових кранів найбільш поширена. При відключенні і при запуску рідини в контур за допомогою застарілих пристроїв гвинтового типу плавна подача і перекриття були обгрунтовані поступовим розкручуванням кранових бюкс. З точки зору експлуатаційної безпеки гвинтові крани були більш раціональним рішенням, що виключає ймовірність перевищення критичних значень тиску.

Аналогічна фізична картина відбувається в контурі з невідведених перед включенням повітрям. Різко відкриваючи кульове пристрій, ми «зіштовхуємо» потік практично нестисливої рідини з повітряною масою, перетворюється в даному випадку в пневматичний амортизатор. Абсолютно марно нас не лякає бавовна, регулярно відчуває на міцність наші комунікації. В кінцевому підсумку вони можуть просто не витримати тиску, значення якого можуть зрости до декількох десятків атмосфер.

Зниження тиску при гідроударі за рахунок установки демфера

В обох ситуаціях сильний потік води (або іншої рідини) з високою швидкістю врізається в перешкоду. Бар`єром може бути, як стовп повітря, так і запірна арматура. При зіткненні рідина все ж злегка стискається, трохи розтягуються навіть металеві труби. Але слід усвідомити, що їх «терпіння» не безкінечне.

Клацання в водопровідної та опалювальної мережі?

Регулярне «потьохкування» напевно чують власники котеджів з неграмотно організованими інженерними комунікаціями. Відбуваються вони часто в місцях сполучення труб великого діаметру з трубами, перетин яких істотно менше. Циркулює по контуру із заданою швидкістю потік рідини «впирається» нехай і не в повноцінну, але все ж перешкоду. Швидкість залишається колишньою, розвантаження сповільнюється, обсяг рідини збільшується, опосередковано збільшуючи тиск. Якщо в цьому місці не відбувається розвантаження рідини з різних реєстрів, через перевищення тиску в даній точці може статися прорив.

Що може статися - які загрози несе гідроудар?

Створений на шляху руху потоку рідини бар`єр формує тиск, теоретично не має кінцевих критичних значень. Тобто, пара десятків атмосфер може перерости в більш серйозну величину. Жорсткі деталі обладнання, нарізні сполучення, трубопровід від постійного впливу інерції води буде швидко або поступово руйнуватися.

1а- 1б - пристрої захисту від гідравлічних ударів і засмічення комунікацій

Від гідравлічних ударів найбільше страждають довгі трубопроводи, такі, наприклад, як «тепла підлога» з циркулюючої по трубам водою. Для того щоб убезпечити систему від гідравлічного удару «підпільний» опалювальний контур оснащують термостатичним клапаном. Але він врятує підлогу тільки в разі правильної установки, в іншому випадку це регулюючий пристрій створити додаткову загрозу.

Після перекриття термостатичного клапана, вмонтованого на вході теплоносія в систему, вода продовжує пересування по інерції ще якийсь відрізок часу. У контурі, розташованому після клапана виникає вакуум, але різниця в значеннях тиску досить не суттєва, не більш одою атмосфери. А так як обладнання розраховане на стандарти в 4 атмосфери, шкоди трубопроводу від цих перепадів немає. Встановлений на виході з системи клапан теж перекриє рух потоку теплоносія. Тільки врізаючись в «бар`єр» рідина, підпирає наступною порцією, буде розтягувати, ламати, крушити стінки трубопроводу напором в 10 і більше атмосфер.

Термостатичний клапан встановлюють на вході теплоносія

Способи боротьби з гідравлічним ударом?

Захист трубопроводів від гідроударів (періодичних або разових) спрямована на нейтралізацію їх дії або на зниження сили.

Плавне перекриття - ефективний спосіб захисту? ?

За нормативами експлуатації тепломереж і об`єктів центрального водоканалу включення і відключення повинно проводитися плавно. Розроблені для промислових постачальників води і тепла правила поширюються на користувачів автономними контурами. По суті, плавне відключення і запуск розтягують процес гідравлічного удару в часі. Що залишається незмінною енергія гідроудару діє в зоні перешкоди не короткочасним, а перерозподіляється на кілька відрізків часу. В результаті при збереженні параметрів сумарної сили удару скорочується його потужність. Плавно підвищуючи і знижуючи тиск, швидкість, обсяг, ми захищаємо наші трубопроводи від пошкоджень.

Схема виникнення гідроудару в порожньому трубопроводі

Рішення проблеми гідроударів шляхом модернізації системи?

Усунути проблему виникнення гідравлічного удару допоможуть наступні заходи щодо реконструкції систем:

Установка амортизувальних пристроїв у напрямку циркуляції рідини. Якщо висловитися простіше: заміна відрізка жорсткої труби перед термостатом на шматок труби з еластичного пластику або армованого термостійкого каучуку. Здатні розтягуватися матеріали будуть мимовільно гасити енергію гідравлічного удару в точці виникнення максимальних тисків. Найчастіше для пристрою амортизатора досить шматка еластичної труби в 20 - 30 см. Для дуже протяжного трубопроводу довжину амортизатора можна збільшити ще на 10 см.
Введення шунта з просвітом до 0,4 мм в терморегулювальний клапан. З боку руху рідини в термостат вставляється вузька трубка з мінімальним перетином 0,2 мм, максимальною 0,4 мм. Можна банально зробити отвір з рівнозначним діаметром. При нормальному функціонал системи шунт не вплине на критерії її працездатності, але при підвищенні тиску допоможе плавно знизити критичний обсяг. Безумовно, реалізувати цей спосіб зможе тільки людина, бездоганно знає конструкцію термостата. Дилетанту не варто братися за незнайому йому справу.

Теплорегулюючі клапани, що скорочують дію гідравлічного удару

Важливо. Шунтування як метод захисту від гідроудару можна застосувати лише до автономних мереж з новими трубопроводами з якісних матеріалів. Іржа і опади централізованих міських комунікацій негайно засмітять маленький отвір.

Монтаж термостата зі спеціальним захистом від гідравлічних ударів. Такі пристрої оснащені пружинними механізмами, вставленими між клапаном і термоголовкою. При перевищенні тиску спрацьовує пружина, яка не дозволяє клапану повністю закриватися, при зниженні потужності гідроудару клапан плавно мимовільно закривається. Встановлювати термостати з пристроєм захисту необхідно строго по напрямку, зазначеному стрілкою на їх корпусі.

Зверніть увагу. Не всі моделі термостатів оснащені засобами захисту від гідроудару. Наявність цієї функції повинно бути зазначено в технічній документації, яка додається до виробу.