Защита от гидроудара в системе водоснабжения. Гидроудар – большая опасность для систем водоснабжения и отопления. О щелчках в водопроводе

Кран с питьевой водой в каждом доме – это не роскошь, а достижение прогресса, но лишиться такого приятного удобства можно в один миг, если образовался гидроудар в трубопроводе. Гидравлический удар может стать причиной не только отсутствия воды, но и привести к затоплению квартиры.

О том, каким образом возникает такое опасное явление и как его избежать, будет подробно рассказано в данной статье.

Природа гидравлического удара в трубопроводах

Гидроудар – это ударная волна, которая распространяется по поверхности водопровода, а также по элементам арматуры. Разрушительное действие такого явления связано, прежде всего, с невозможностью жидкости сжиматься.

Если воду можно было, например, как газ сжать в несколько раз, то трубы не разрывались бы от резкого увеличения давления . Чрезмерное давление возникает в том случае, когда движение жидкости резко останавливается, но вызвать гидроудар могут и другие явления в системе водоснабжения.

Причины

Наиболее часто гидравлический удар происходит при резком закрытии запорной арматуры. Когда вода течёт по трубам и выливается из крана, то в системе водопровода сохраняется постоянное значение давления, но в момент резкого перекрытия арматуры, это значение может увеличиться в несколько раз, в результате чего, стенки трубы не выдерживают напора и лопаются.

Причиной гидроудара могут также стать:

Резкое включение или выключение мощного насоса.
Воздушные пробки имеющиеся в контуре водопровода или отопления.

Включение и отключение насоса может быть спровоцировано нестабильным электроснабжением объекта, на котором находятся мощные насосные станции для перекачки воды. Воздушные пробки также занимают не последнее место в возникновении такого опасного явления, поэтому прежде чем эксплуатировать замкнутые системы с жидкостью, следует убедиться в полном отсутствии воздуха в них.

Последствия

При многократном воздействии высокого давления, которое возникает в результате гидравлического удара, даже очень надёжные системы могут потерять герметичность. Разрыв трубопровода может произойти и от однократного, но сильного гидравлического удара .

В результате такого воздействия водоснабжение объектов, к которым подведена водопроводная труба, полностью прекращается. К сожалению, последствия такого явления не ограничиваются только отсутствием воды в кране.

Если разрыв трубы произошёл в многоквартирном доме, то после разрыва трубы и попадания жидкости в жилое помещение будет повреждено имущество владельцев квартиры, а также соседей этажом ниже.

Если разрывается магистральная труба водопровода, по которой снабжается водой целый район города, то авария уже может расцениваться как ЧП.

В результате такого происшествия жильцы десятков многоквартирных домов останутся не только без питьевой воды, но и без канализации, так как все бачки унитазов запитываются от трубы холодного водоснабжения. Воспользоваться душем, даже при неповреждённом трубопроводе с горячей водой, также вряд ли получится.

Если в результате гидравлического удара повреждается труба с горячей водой, то такое происшествие, кроме материального ущерба, может привести к серьёзным ожогам. Особенно опасна может быть разгерметизация системы отопления, в которой теплоноситель всегда находится под значительным давлением, а температура жидкости составляет более +70 градусов.

Смотреть видео

Последствия гидроударов в трубопроводах большого диаметра в черте города, могут быть также весьма плачевными. Кроме возможных травм, которые могут получить пешеходы, находящиеся рядом с местом аварии, значительное истечение жидкости очень часто приводит к парализации участка автодороги, особенно в том случае, когда на данном участке осуществляется перевозка пассажиров транспортом работающем на электрической тяге.

Последствия от возникновения гидроудара, могут привести к значительному ущербу, поэтому так важно научиться предотвращать появление резкого усиления давления в трубопроводах.

Способы защиты

Соблюдение правил монтажа водопроводных и отопительных коммуникаций позволяет свести к минимуму вероятность возникновения такого опасного явления, как гидравлический удар, но полностью исключить его только правильно спроектированными системами не получится. Для избегания такой неприятной ситуации необходим комплексный подход и соблюдение правил безопасности и технических инструкций.

Значительно снизить вероятность возникновения гидравлического удара, можно если следовать следующим правилам при проведении монтажа водопроводов и их эксплуатации.

При запуске водопровода или отопления в эксплуатацию, запорные элементы арматуры должны открываться очень медленно . Перекрытие подачи жидкости, также должно осуществляться очень плавно. Плавное закрытие и открытие запорной арматуры должно осуществляться не только на промышленных объектах, но и при запуске водоснабжения и отопления в частном доме. Чрезмерное давление при возникновении гидравлического удара способно легко повредить домашние коммуникации, поэтому не стоит пренебрегать правилами технической безопасности, в случае когда вода в частном доме подаётся со значительным давлением.
Если в системе водопровода или отопления установить автоматические устройства плавного открытия и закрытия запорной арматуры, то можно полностью исключить человеческий фактор при возникновении гидравлического удара. Конечно, при использовании электроники, водопроводные системы становятся зависимыми от электрического тока, но, чтобы полностью исключить вероятность выхода из строя по причине установленных автоматов, необходимо оборудовать такие механизмы резервным источником электроэнергии. Такая подстраховка абсолютно необходима, как на крупном предприятии, так и для нормального функционирования коммуникаций расположенных в частном доме. Автоматической регулировкой рекомендуется оснастить и насосные станции. В этом случае, также можно избежать гидроудара от резкого перепада давления в результате включения или отключения мощного насосного оборудования.
Применение гидроаккумуляторов и демпферных устройств , также позволяет свести к минимуму последствия резкого увеличения давления в водопроводной сети. Такие устройства обычно состоят из металлического корпуса с расположенной внутри мембраной. При возникновении гидроудара, мембрана перемещается, что позволяет вместить излишек жидкости. Когда угроза разрыва трубопровода
минует и давление уменьшится мембрана будет возвращена в исходное положение за счёт воздуха расположенного с обратной стороны.
Для уменьшения давления в водопроводных сетях может быть использован предохранительный клапан , который открывается при достижении жидкости определённого значения. Такие устройства также способны предохранить трубопровод от разрушения, но для организации такого вида защиты, потребуется сделать дополнительную отводку от клапана к канализационной системе
Для защиты от гидроудара в частном доме или квартире можно использовать очень простой способ, в котором компенсация чрезмерного давления осуществляется за счёт растяжения стенок трубопровода. Совсем необязательно производить монтаж отопления или водоснабжения с применением таких материалов, но участок трубопровода выполненный с использованием термостойкого каучука, способен полностью принять на себя гидроудар в небольшой системе.
Шунтирование термостата , является эффективной мерой борьбы с гидроударом небольшой силы, поэтому такое “улучшение” автономного отопления может быть произведено только в частной системе отопления. Как правило, достаточно сделать отверстие диаметром 0,5 мм в основном клапане, чтобы при возникновении высокого давления излишек жидкости свободно перемещался в контур с холодной водой.
Термостат с защитой установленный в систему отопления , также позволяет избежать такого опасного явления, как гидроудар. Принцип работы такого устройства заключается в том, что в основном клапане термостата располагается дополнительный небольшой механизм, который открывается вне зависимости от температуры жидкости. Такой внутренний клапан начнёт пропускать жидкость, когда давление теплоносителя приблизится к максимально допустимому значению, тем самым предохраняя трубы от разрыва.

Смотреть видео

Как защитить от гидравлического удара коммуникации в квартире

Разгерметизация водопровода в квартире может привести к очень серьёзным последствиям, особенно в том случае, когда вследствие прорыва, был причинён ущерб соседям, квартира которых расположена этажом ниже, где произошла авария.

На участке водопровода находящегося в квартире, могут быть установлены старые металлические трубы, которые со временем ржавеют и могут разрушаться в процессе эксплуатации, не говоря уже об убийственной” силе гидроудара.

ВАЖНО! Чтобы свести к минимуму вероятность возникновения протечки, рекомендуется установить краны вентильного типа, которые в силу конструктивной особенности не способны мгновенно перекрыть воду. Шаровые рычажные краны, которые так удобны не только на кухне, но и душе, могут стать причиной серьёзной аварии.

Несмотря на то что гидроаккумуляторы наиболее часто используются в частных домах, водоснабжение которых осуществляется посредством насоса находящегося в глубокой скважине, такие изделия помогут защитить и водопровод находящийся в квартире от гидроудара.

Кроме этого, накопленная жидкость в таких устройствах, можно будет использовать в случае временного отключения водоснабжения. Защитить водопровода от гидроудара можно также с помощью специальных гасителей, которые устанавливаются в трубу холодного или горячего водоснабжения.

Самовольно устанавливать какие-либо приборы в системе централизованного отопления категорически запрещается. Чтобы защитить жилплощадь от возникновения гидроудара, следует допустить специалиста управляющей компании во время тестового запуска отопления.

Если все воздушные пробки будут вовремя удалены из радиаторов и трубопроводов, то можно будет не опасаться гидроудара, по причине соблюдения всех необходимых мер для предотвращения такого явления в котельной и на пути доставки теплоносителя в квартиру.

Чтобы уменьшить риск разгерметизации систем горячего водоснабжения, рекомендуется также заменить краны на винтовые конструкции, а трубопровод сделать из современных материалов, которые позволяют максимально эффективно справляться с избыточным давлением в трубопроводе.

Несколько слов о теории гидроудара

Возникновение гидравлического удара возможно только по той причине, что жидкость не сжимается настолько, чтобы произошла компенсация резкого скачка давления. При увеличении давления в одном месте его сила распространяется на весь участок трубопровода, и найдя “слабое звено” приводит к деформации либо разрушению материала.

Такой эффект возникающий в трубопроводах высокого давления был впервые обнаружен российским учёным Н. Е. Жуковским в конце XIX века. Жуковским также была выведена формула, по которой можно рассчитать минимальное время необходимое для закрытия крана, чтобы избежать опасного повышения давления в замкнутой системе водопровода.

Смотреть видео

Данная формула имеет следующий вид:

Dp=p(u0-u1)

Dp – увеличение давления в Н/м2;
р – плотность жидкость кг/м3.
u0 и u1 – среднее значение скорости жидкости в трубопроводе до и после закрытия крана.

Учёный доказал, что скорость распространения ударной волны зависит прежде всего от диаметра и материала трубы. Также этот показатель зависит от степени сжимаемости жидкости.

Расчёт обязательно следует проводить только после того, как будет экспериментально установлена плотность воды, которая в зависимости от количества растворённый в ней солей может существенно различаться. Скорость распространения гидроудара всегда рассчитывается по следующей формуле:

c=2L/T.

с – скорость ударной волны;
L – длина трубопровода;
T – время.

Подставляя значения в данную формулу можно точно определить скорость распространения гидравлического удара. Гидравлический удар представляет собой волну, которая имеет колебания с определённой частотой.

Вычислить, при необходимости, количество колебаний в единицу времени также не составит большого труда. Достаточно воспользоваться следующей формулой:

М = 2L/a

М – продолжительность цикла колебаний;
L – длина трубопровода;
а – скорость волны (м/с).

Для упрощения вычислений ниже будут приведены показатели скорости ударной волны при гидравлическом ударе для труб из следующих материалов:

Сталь – 900 – 1300 м/с;
Чугун – 1000 – 1200 м/с;
Пластик – 300 – 500 м/с.

Подставляя эти значения в формулу можно точно рассчитать частоту колебаний гидроудара на участке водопровода определённой длины.

Такова теория гидравлического удара в самых кратких математических описаниях. При проектировании современных инженерных систем, для выполнения подобных расчётов, применяются мощные вычислительные машины, поэтому прибегать к ручному вычислению скорости и силы гидроудара нет никакой необходимости.

Заключение

Гидроудар в водопроводе может стать причиной серьёзных аварий в сфере ЖКХ. Особенно неприятными такие происшествия бывают в зимнее время года. Разрушение трубопровода отопления, может привести к переохлаждению и заболеванию людей, особенно когда без тепла остаются маленькие дети и пожилые граждане.

Смотреть видео

Поэтому чтобы максимально обезопасить себя от такого грозного явления, необходимо применять на практике все советы изложенные в данной статье.

Жильцы, как частных домов, так и квартир, порой слышат странные шумы со стороны труб водоснабжения. Это могут быть щелчки, постукивания и подобные звуки. На первый взгляд, в них нет ничего опасного или настораживающего. Как правило, подобные «явления» бывают довольно редко, из чего многие делаю вывод о банальном отсутствии какой-либо угрозы. Но такое мнение неправильное.

Что такое гидроудар в системе водоснабжения?

Представьте себе простую ситуацию: поток воды движется с определенной скоростью, и внезапно на его поту резко возникает препятствие.

Что происходит в таком случае?

Из-за резкого удара потока о преграду возникает обратная волна, скорость движения которой несколько выше скорости потока, двигающегося к преграде.

А теперь представьте такую картину в замкнутой трубе. В результате возникновения такой волны значительно повышается внутреннее давление в трубах. Подобное явление называется гидроударом. Именно оно вызывает сторонние звуки, и может спровоцировать серьезную поломку системы.

Рассмотрим основные причины возникновения гидроудара в системе водоснабжения:

наличие воздуха в трубах (не забывайте его стравливать);
внезапное отключение гидронасоса (это может быть как автоматическое отключение, так и внезапная поломка или остановка по причине отсутствия электроэнергии);
срабатывание обратного клапана;
сбой в работе автоматики;
резкое закрытие/открытие запорной арматуры;
ошибки при планировании и монтаже системы.

Следует отметить, что в большинстве случаев (примерно в 60%) гидроудар в системе водоснабжения возникает именно в результате резкого закрытия вентилей.

Примечательно, что раньше гидроудары в системах возникали значительно реже. Дело в том, что использование резьбового вентиля позволяло перекрывать поток воды постепенно: то есть, возможность гидроудара значительно снижалась.

Сегодня с такой проблемой сталкиваются чаще потому, что стандартные вентили заменили на шаровые краны. Они весьма удобны и надежны в использовании, вот только поток перекрывается таким краном намного резче. В результате – возросло количество возникающих в системе гидроударов.

Несколько слов следует сказать и о неправильно спланированных системах водоснабжения. В них гидроудары также возникают достаточно часто, даже несмотря на использование винтовых, а не шаровых кранов.

Основная причина – резкие переходы в диаметре труб. То есть, когда жидкость под давлением перемещается по трубе большого диаметра, она постепенно достигает места, в котором диаметр трубы изменяется. И это «сужение» также может являться причиной возникновения проблем.

Последствия

Из-за гидроударов страдают и центральные магистрали

Регулярно возникающий гидроудар в системе водоснабжения может привести к самым неприятным последствиям. Прежде всего – порыв. И хорошо, если он появится в доступном месте. То есть там, где есть возможность его быстро устранить. Но в некоторых случаях . И тогда проблем будет гораздо больше.

В любом случае, даже если при ударе появилось лишь незначительное повреждение трубы, необходимо искать причину столь неприятного происшествия. Ведь регулярно возникающие проблемы постепенно повреждают трубу.

Как избежать всего этого?

Те, кто хоть раз сталкивался с повышением давления в системе и его неприятными последствиями, задаются довольно простым и вполне уместным вопросом: а как избежать гидроудара в водопроводе?

На самом деле, есть несколько способов, которые могут помочь предотвратить подобную проблему в дальнейшем:

Прежде всего, это мягкость и аккуратность действий. То есть, как было сказано, резкое закрывание шарового крана может привести к появлению гидроударов. Соответственно, чтобы этого не случилось, перекрывать запорную арматуру нужно осторожно, не спеша.
Лучше потратить на это несколько дополнительных секунд, чем потом тратить дни и средства на восстановление поврежденных участков водопровода.
Если повышение давления в системе водоснабжения вашего дома часто возникает из-за остановки насоса, рационально установить специальный защитный клапан. Он срабатывает только при появлении гидроудара, значительно снижая возникающее в данный момент давление. Клапан является довольно надежной защитой, и устанавливается на водопроводной трубе возле насоса.
В случае, если гидроудар возникает из-за того, что вся водопроводная система была спланирована неправильно, придется ее переделывать. Важно понимать : если не исправить ошибки монтажа сразу после появления гидроударов, то вскоре все равно придется переделывать систему. Ведь если проблема повторяется, трубы и соединительные элементы выходят из строя довольно быстро. Только ремонт уже будет более дорогостоящим.
Решением проблемы частых гидроударов может стать введение в систему водоснабжения автоматического блока управления. С его помощью запуск и остановка системы станут плавными. Насос при включении и выключении будет постепенно повышать/понижать давление, сведя, таким образом, возможность резкого изменения давления в трубах к нулю.
Уменьшить гидроудар в водопроводе поможет и модернизация системы. Прежде всего, специалисты рекомендуют устанавливать демпфер (гидроаккумулятор, компенсатор). Он играет важную роль: именно в нем собирается жидкость при повышении давления в системе. Таким образом, гидроудар «гасится» сразу же после возникновения, не вредя элементам и трубопроводу.

Как предотвратить возникновение?

Чтобы не думать о такой проблеме как печальные последствия повышения давления, следует правильно спланировать и смонтировать систему водоснабжения.

Проверить ее можно, используя специальное устройство для имитации гидроудара в водопроводных коммуникациях. Оно помогает определить «слабые места» системы и исправить их до того, как она будет введена в действие.

Вывод

Гидроудар может стать достаточно большой проблемой для системы водоснабжения. Следует быть предельно внимательными при планировании и монтаже всех элементов.

Кроме того, появившиеся сторонние звуки в системе – явный признак того, что проблема есть, и лучше ее решать незамедлительно.

Надеемся, что статья была вам полезна. Будем благодарны за ее «расшаривание» в социальных сетях. Хорошего вам дня!

О таком явлении, как гидроудар в системе водоснабжения, стали говорить еще в 19 веке, когда промышленность развивалась достаточно быстро, и стало повсеместно использоваться оборудование для перекачки жидкостей. И это явления стали сразу же изучать, потому что оно было негативным. Современная статистика утверждает, что 60% поломок трубопроводов с жидкостями – это и есть гидроудар в них.

Разрыв водопроводной трубы от гидроудара

Что такое гидроудар? Это резкий скачок давления внутри трубопровода. А причина банальна – изменение скорости движения жидкости. Поэтому еще на стадии разработки водопровода, необходимо учитывать данное явление, которое будет определять надежность системы водоснабжения. Это явление сопровождается различными шумами внутри труб, щелчками, постукиваниями. Казалось бы, вроде бы ничего опасного, поэтому многие звукам не придают особого значения, но на деле все иначе. Гидроудар в водопроводной системе приводит к растрескиванию труб, к выходу из строя оборудования и запорной арматуры.

Причины возникновения гидроудара и его особенности

Итак, основная причина гидроудара – это изменение скорости потока жидкости в трубе. При этом перепад должен быть скачкообразный, то есть, резким. К примеру, отключился насос подачи воды, или, наоборот, он резко включился. Особенно это будет чувствоваться в местах, где поток воды встречается с какой-либо преградой: воздушным пузырем или запорной арматурой. Через задвижки и вентиля жидкость проходит без проблем, здесь ее скорость практически не изменяется, но увеличивается перед ними ее объем.

А увеличение массы – это увеличение давления на данном участке, которое при разных обстоятельствах может превышать 10 атм. Такой избыточный объем должен куда-то выйти, а так как водопроводная система отчасти закрытая, то появляется большая вероятность, что труба на этом участке, особенно в стыке с запорной арматурой, разорвется.

Пластиковая труба после неоднократных гидроударов

Причины появления гидроудара

Итак, об основной причине уже упоминалось – включение или выключение насоса. Теперь остальные причины.

Воздушные пробки, которые образуются внутри трубной разводки водопровода. Поэтому от них надо избавляться еще до начала работы. Правда, необходимо отметить, что такая причина не является основной, когда дело касается водоснабжения. Чаще воздух становится причиной гидроударов в системах отопления.
Если резко закрыть вентиль или задвижку на магистральном контуре подачи воды. Кстати, в настоящее время специалисты отмечают, что данная причина становится основной, потому что в водопроводные схемы стали устанавливать быстро закрывающиеся элементы, такие как шаровые краны. И если внутри трубы окажется воздушная пробка, то давление при закрытии крана может резко подняться от 1 до 10. Конечно, надо отдать должное производителям труб, они могут выдержать и не такие нагрузки. Но многократное давление может вывести из строя даже их.
Конечно, перебои с подачей электроэнергии становится, во-первых, причинами резкого отключения насосного оборудования. А уже, во-вторых, резкой остановкой скорости потока жидкости. Соответственно все то же самое произойдет и с включением.

Как правильно закрывать запорную арматуру

Последствия гидроударов

Безопасность системы водоснабжения основана на правильном подходе к ее проектированию. Поэтому очень важно, создавая водопровод, учитывать все нюансы, касающиеся причин возникновения гидравлических ударов. И самое основное – это постараться создать такую трубную разводку, в которой вода при движении не встречала преград, а точнее, их должно быть как можно меньше.

Но даже установленный вентиль на пути движения воды не всегда будет той преградой, которая создаст большое давление. Ведь все будет зависеть от объема жидкости, которая начнет собираться перед ним. К примеру, короткий трубопровод или труба с малым диаметром. На таких участках гидравлические удары большая редкость.

Что касается последствий, то неприятных моментов, созданных гидроударом достаточно много.

Разрушаются трубные разводки.
Выходит из строя запорная арматура и насос.
Затапливаются помещения.
Портится мебель и другие предметы интерьера.
Требуется ремонт водопровода с полной или частичной заменой труб.
На какое-то время прекращается подача воды в дом.

Последствия гидравлического удара в водопроводной трубе

Как защититься от гидравлического удара

Есть несколько способов, которые помогут избавиться от такого явления, как гидроудар в системе водоснабжения. Некоторые специалисты считают, что комплексный подход использования нескольких методов поможет избежать больших неприятностей.

Есть еще один момент, который касается чисто юридической стороны вопроса. Все инженерные коммуникации многоквартирного дома относятся к управляющим компаниям, которые их обслуживают и за них отвечают. Так вот эксплуатируя эти сети, необходимо проводить оценку системы водоснабжения и остальных в том числе. Все дело в том, что в таких домах слишком много потребителей, к каждому из которых должна быть подана вода под определенным давлением. И это обозначено в законодательных документах.

Стояк водопровода многоэтажного дома

То есть, получается так, что на последнем этаже, скажем двадцатиэтажного дома, вода из крана должна течь так же, как и в квартире первого этажа. Поэтому внутри водопровода создается насосами избыточное давление, чтобы уравновесить его показатели по высоте стояка. Теперь представьте, что случится, если одномоментно отключится большое количество потребителей, что обычно и происходит в ночное время. В стояке быстро повысится давление, которое и приводит к гидравлическим ударам. Поэтому именно управляющие компании отвечают за установку компенсаторов или других приборов, сдерживающих гидроудар.

Отсюда вывод, если компания не выполнила проверку водоснабжения дома, если системы защиты работают плохо или не работают вовсе, то за все несет ответственность руководитель этой компании. К нему все жалобы и претензии. И если управление только отписывается, то смело можно идти в суд, который примет сторону потребителей, то есть, жильцов дома.

Не забудьте оценить статью.

Если жидкость в трубопроводе распределяется неравномерно, создаётся дополнительная нагрузка на все узлы системы – высокое давление приводит к разгерметизации батарей, труб и поломке котла. Поэтому важно знать причины гидравлического удара, чтобы предотвратить это явление ещё на этапе монтажа отопительной системы.

Почему это происходит?

Резкое, но непродолжительное нарастание давления в трубах характеризуется появлением характерных щелчков и стуков. На эти звуки большинство хозяев попросту не обращает внимания. Хотя это и есть первый тревожный сигнал, свидетельствующий о неисправности отопления.

Посторонние звуки указывают на торможение теплоносителя в магистрали – давление препятствует нормальной циркуляции и она замедляется.

Основные причины замедления – это:

перекрытие вентилей, регулирующих поток воды или антифриза;
наличие воздушного препятствия - пробки (удалять её нужно ещё при первом заполнении системы теплоносителем путём открытия специальных кранов);
аварийная остановка или отключение циркуляционного насоса.

Самой распространённой является первая причина. В настоящее время чаще используются шаровые краны, которые перекрывают трубы резко. Краны старого образца с винтовым строением были лишены этого опасного для системы недостатка.

Если в трубах присутствует воздух, любые манипуляции с шаровым краном только усугубляют ситуацию. Происходит сильное столкновение рабочей жидкости с пробкой. При этом давление может достигать отметки в несколько атмосфер! А это губительно для всех узлов отопительной системы. Ведь любое столкновение рабочей жидкости с препятствием вызывает расширение труб. Если нагрузка слишком высока, последствия могут быть самыми плачевными для хозяев.

Щелчки

Как только были отмечены первые щелчки в системе, хозяевам стоит задуматься о её правильном монтаже. Иногда причиной проблемы может являться неправильный подбор труб по диаметру.

Жидкость циркулирует по контуру с определённой скоростью, а сужение труб приводит к замедлению и нарастанию давления.

Исключить такую грубую ошибку в этой инженерной коммуникации поможет разгрузка теплоносителя по разным реестрам, которая производится в месте сужения трубопровода.

Чем грозят скачки давления

По-сути избыточное давление не имеет никаких ограничений. Несколько десятков атмосфер могут легко превратиться в большую величину. Ситуация усугубляется, если тепловая магистраль имеет существенную протяжённость.

Например, в тёплых полах уложены десятки метров труб. И решить проблему с перепадами давления в такой конструкции частично поможет установка термостата – он не позволит полу перегреваться. Но при этом термостат не поможет устранить допущенные в монтаже ошибки - неверный диаметр труб, отсутствие уклона. Дело в том, что после перекрытия клапана термостата вода некоторое время продолжает двигаться по инерции, создавая нагрузку на трубы.

Чтобы защитить отопление от таких разовых или регулярных гидроударов, необходимо нейтрализовать их силу или воздействие.

Инерция воды и постоянные нагрузки на любую систему приводят к износу резьбовых, жёстких соединений и всего трубопровода в целом.

Наиболее частые последствия:

выброс горячего теплоносителя в жилые помещения;
выход из строя основных узлов – котла, насоса, расширительного бака;
термические ожоги и ранения жильцов.

Основные способы защиты

Монтаж автоматической системы, способной регулировать давление без контроля со стороны человека. В частности использование насосов с автоматической регулировкой работы. Автоматика позволяет плавно увеличивать обороты насосного оборудования и так же постепенно их снижать при отключении этого узла. В дорогих котлах всегда присутствуют насосы, работающие в автоматическом режиме.

Реконструкция уже имеющейся системы с учетом основных правил монтажа:

Если в системе имеется терморегулятор, необходимо жёсткий участок контура перед ним заменить эластичным пластиком или армированным термостойким каучуком. Такая врезка имеет свойство растягиваться и частично компенсировать давление. Длина самодельного амортизатора от 20 до 40 см, в зависимости от магистрали – чем она длиннее, тем больше отрезок пластиковой трубы.
В терморегулирующий клапан по ходу движения жидкости вставляется шунт – трубка с сечением 0,2-0,4 миллиметра. Такая вставка снижает объём воды в случае повышения давления в системе. А при нормальной работе отопления она никак не влияет на его правильное функционирование. При подключении к центральному отоплению использовать этот метод нельзя – трубка очень быстро засорится ржавчиной. Автономные системы позволяют использовать шунт без ограничений (здесь присутствуют магистрали из новых качественных труб, а теплоноситель чистый).
Также можно использовать термостат с пружиной, не позволяющей клапану полностью закрыться при возникновении избыточной нагрузки. Монтаж такого устройства осуществляется с учётом стрелки на корпусе, которая показывает направление движения воды или антифриза. Следует отметить, что не все модели термостатов имеют подобную защиту от гидравлических ударов.
Обязательно монтируется резервный бак или гидроаккумулятор. Это компенсирующее устройство позволяет успешно справиться с расширением теплоносителя при повышении давления. Его резиновая мембрана или груша растягивается в сторону воздушной камеры, позволяя вытолкнуть во второй рабочий отсек определённый объём жидкости (её количество зависит от параметров резервного бака – они определяются исходя из объёмов самой системы и котла).
Запорная арматура в системе должна быть с плавной регулировкой – у таких кранов относительно небольшой промежуток перекрытия теплоносителя.

Все перечисленные технические условия отлично действуют комплексно – защита отопления от разрушения будет обеспечена качественно и надолго.

26.09.2014

Гидроудары в трубах. Как избежать?

Общие сведения о гидроударе

Явление гидроудара уже давно заинтересовало учёных и инженеров разных стран. Впервые это явление было изучено более 130 лет назад, когда и выяснили причины его появления. С развитием техники и появлением электронно – вычислительных машин стало гораздо проще делать расчёты, предотвращающие возникновение гидроудара. Так что же представляет собой данное явление?

Гидроудар - это кратковременный, резкий и существенный скачок давления в системе, заполненной жидкостью. Он возникает в тех случаях, когда внезапно изменяется скорость потока жидкости. Согласно статистическим данным, примерно 60% всех аварий трубопроводов происходят по причине гидроудара. Выполняя монтаж водоснабжения , необходимо обязательно учитывать данное явления

Эту серьёзную неприятность обычно сопровождают стуки, щелчки и посторонний шум в трубах в коммуникациях, обеспечивающих нас водой и теплом. На первый взгляд это явление может показаться безобидным. Многие не придают ему должного значения. Но на деле всё происходит совсем иначе. Гидравлический удар в системе водообеспечения является причиной повреждения оборудования, возникновения трещин, раскола труб.

Особенности гидроудара и причины его возникновения

В тех домах, где были неграмотно устроены инженерные коммуникации, часто можно услышать характерные щелчки и постукивание. Это свидетельствует о том, что в замкнутой системе возник кратковременный резкий скачок давления. Это может происходить из-за внезапной остановки циркуляции жидкости по контуру или внезапного возобновления её движения.

Если на пути потока жидкости, который движется с некоторой скоростью, возникает преграда (воздух или запорная арматура), его скорость изменяется постепенно, а вот объём увеличивается быстро. Соответственно, растёт и давление, иногда достигая 10 и более атмосфер. Если избыточному объёму деваться некуда, то появляется опасность разрыва трубы.

Стать причиной гидроудара могут следующие факторы:

Включение, отключение и выход из строя насоса;
Воздух, который находится в замкнутом контуре системы. Прежде чем запустить систему в работу, необходимо выпустить из неё весь имеющийся воздух через специальные краны;
Перебои с подачей электроэнергии;
При резком закрытии запорной арматуры: вентилей, задвижек, кранов и прочее.

Последний фактор является наиболее распространённым в последнее время, так как вместо старых задвижек стали всё чаще применять более быстродействующие шаровые краны. Если из системы по какой-либо причине не вывели воздух, то при открытии шарового крана произойдёт столкновение воздуха с практически несжимаемой жидкостью. В результате показатели давления могут увеличиться до нескольких десятков атмосфер. Если это будет происходить регулярно, то это крайне негативно скажется на работе системы и существенно сократит термин её эксплуатации.

Старые винтовые краны в этом плане являются более безопасными, так как с их помощью выполняется плавное закрывание или открывание запорной арматуры.

Предотвратить аварию поможет строгое соблюдение правил эксплуатации трубопроводов и модернизация инженерных коммуникаций.

Последствия гидравлических ударов

Преграда, неожиданно возникающая на пути движения жидкости в системе, провоцирует рост давления, которое может расти, практически, до бесконечности. При этом составляющие элементы системы испытывают огромные нагрузки, что приводит к их постепенному или резкому разрушению. Больше всего неприятностей гидроудар может доставить длинным трубопроводам. К ним относится, например, тёплый пол. Чтобы сделать «подпольную» систему более безопасной, к ней подсоединяют термостатический клапан, установку которого следует доверить опытным специалистам. В противном случае может возникнуть очередной фактор риска в отопительной системе.

Термостатический клапан устанавливается на входе теплоносителя в систему. Когда он перекрывается, вода в системе некоторое время продолжает двигаться по инерции. После клапана имеется участок контура, в котором создаётся вакуум. Но его величина не превышает 1 атмосферы, тогда как стандартное оборудование способно выдерживать 4 атмосферы. На выходе из системы также устанавливается клапан, который также закрывают, если необходимо перекрыть движение потока жидкости.

Аварийные ситуации, которые возникают по причине гидроудара в системе трубопроводов, сопровождаются следующими характерными неприятностями:

разрушаются трубопроводы и оборудования теплосетей;
разрушаются отопительные приборы;
если явление произошло в системах теплоснабжения, можно получить серьёзные ожоги;
на длительное время прекращается водо- и теплоснабжение дома;
вода может затопить жильё и испортить имущество.

Методы защиты от гидроудара

Грамотная защита систем трубопроводов от гидравлических ударов направлена на уменьшение их интенсивности и нейтрализацию влияния избыточного давления. Прокладка труб должна обязательно выполняться с учётом требований безопасности.

Плавное перекрытие системы трубопроводов

Одним из основных требований тепловых сетей при запуске или отключении систем трубопроводов является плавное перекрытие запорной арматуры. Это правило чётко прописано в нормативах по эксплуатации объектов централизованного водообеспечения и теплосетей. Это требование касается не только промышленных предприятий, но и владельцев частных домов.

Суть требования состоит в том, чтобы с помощью плавного включения и отключения движения жидкости продлить во времени процесс увеличения давления. Энергия гидравлического удара действует не всей своей силой единовременно, а распределяется на несколько промежутков времени. Поэтому, при одинаковой суммарной силе удара, мощность его воздействия в определённый момент времени уменьшается.

Использование автоматических устройств

С помощью автоматических устройств также можно выполнять плавный запуск и остановку систем трубопроводов. Насосы, в которых имеется автоматическая регулировка оборотов электродвигателя, плавно увеличивают давление в системе после включения, и также постепенно снижают его после выключения. Программное обеспечение не просто фиксирует изменение давления, но и выполняет автоматическое регулирование напора. Самого лучшего эффекта можно достичь, проведя комплексную модернизацию системы. Это даст возможность не допустить в ней возникновения гидравлического удара. Она заключается в применении следующего оборудования.

Компенсаторы гидравлического удара (демпферы, гидроаккумуляторы)

Важной составляющей систем отопления и водоснабжения является компенсатор гидравлического удара (демпфер, гидроаккумулятор). Данное устройство выполняет одновременно 3 важных задачи:

в нём скапливается жидкость;
забирает лишний объём жидкости из системы, что приводит к снижению давления в ней;
способствует предотвращению гидравлического удара в случае возникновения аварийной ситуации.

Компенсатор внешне напоминает герметичный стальной бак. Он оснащён встроенным воздушным клапаном и эластичной мембраной. Бак компенсатора может иметь самый различный объём.

В странах Европы наличие компенсатора в системе является обязательным условием. Если это устройство в сети не установлено, вам не выдадут гарантию на бытовую технику, к примеру, на бойлер, посудомоечную или стиральную машинку.

Клапан защиты от гидравлического удара

Чтобы защитить насосную станцию в случае, если произойдёт, к примеру, внезапная остановка насоса, применяют специальный клапан защиты от гидравлического удара диафрагменного типа с жёстким уплотнителем. Он срабатывает под давлением жидкости и имеет крайне необходимую функцию быстрого сброса давления. Данное устройство устанавливается после обратного клапана, на отводе от трубопровода, рядом с насосным оборудованием. Клапан защиты от гидравлического удара - это надёжный предохранитель в системах, которые находятся под давлением.

Клапан защиты от гидроударов

Использование амортизирующего устройства

В целях защиты системы можно использовать амортизирующую трубку из гибкого пластика или армированного термостойкого каучука. Её устанавливают перед термостатом вместо жёсткой трубы. Для амортизатора подойдёт труба длиной 20 – 30 см. Если трубопровод имеет значительную длину, можно брать трубку на 10 см длиннее. Благодаря тому, что эти материалы могут растягиваться, такие трубки будут самостоятельно уменьшать энергию гидроудара.

Установка шунта в терморегулирующем клапане

Если вы хорошо разбираетесь в конструкции термостата, вы можете вставить в терморегулирующий клапан по направлению циркуляции жидкости шунт в виде узкой трубки с просветом 0,2 – 0,4 мм или просто проделать отверстие таких же размеров. Если система будет работать в обычном режиме, это новшество не повлияет на её работу, а при появлении перегрузок плавно уменьшит давление.

При этом следует помнить, что метод шунтирования для защиты от гидравлического удара применяют только в том случае, когда в автономных системах имеются новые трубы. В противном случае, осадок и ржавчина систем трубопроводов не позволят получить желаемый эффект

Применение термостата с суперзащитой

В некоторых случаях используют термостат со специальной защитой от гидравлического удара. В данном устройстве имеется пружинный механизм, который установлен между клапаном и термоголовкой. Если в системе возникло избыточное давление, срабатывает пружина, которая не позволяет клапану закрыться полностью. Ну а если мощность гидравлического удара уменьшается, клапан плавно закрывается. Термостат устанавливают строго по направлению стрелки на корпусе.