Гидроудар в системе водоснабжения и отопления — причины и их устранение

Способы защиты от гидроудара

Чтобы обезопасить от разрушения трубы и оборудование, избежать возможного получения ожогов при разрыве коммуникаций, следует применять комплекс мер по защите. Основными мероприятиями по предотвращению гидроударов являются:

1. Применение расширительных баков мембранного типа;
2. Монтаж амортизирующих вставок;
3. Применение шунтированной арматуры;
4. Реализация управления насосом датчиком давления;
5. Соблюдение профилактических правил.

Экспанзоматы с резиновой мембраной – отличное решение для компенсации скачков давления.

При повышении давления воды в определенной области сети мембрана изгибается, расширительный бак принимает в себя излишек теплоносителя. При этом общее давление в сети выравнивается, при исчезновении препятствия не возникает разрушительного скоростного движения воды, приводящего к гидравлическим ударам. Применение расширительных баков актуально для автономных систем отопления. Для централизованной схемы самостоятельная установка экспанзомата бесполезна – объем всей системы слишком велик.

Амортизирующие вставки – небольшие участки труб, врезанные в местах изгиба стальных трубопроводов. В качестве вставок используют полимерные трубы (полипропилен, полиэтилен), обладающие высокой гибкостью и упругостью. При возникновении гидроударов трубы из пластика изгибаются, при этом не разрушаются, компенсируют силу удара.

На радиаторы (конвекторы) устанавливают терморегулирующую арматуру с капиллярным шунтом. Капилляр постепенно пропускает воду за арматуру, не позволяя достигать давлению критических значений.

Некоторые модели циркуляционных насосов оснащаются системой управления по величине давления в трубопроводах. Датчик устанавливается на трубу, при увеличении давления теплоносителя он подает сигнал на уменьшение частоты вращения рабочего колеса насосного агрегата (так называемое частотное регулирование).

Кроме установки указанного оборудования и устройств важным фактором является выполнение профилактических мероприятий:

1. Своевременное, постоянное освобождение оборудование от воздуха;
2. Плавное (ступенчатое) управление работой насоса, медленная регулировка запорной арматуры;
3. Контроль за величиной давления воздуха после мембраны расширительного бака;
4. Внешний осмотр на предмет герметичности труб, резьбовых уплотнений, оборудования;
5. Качественный монтаж отопления – соблюдение уклонов, отсутствие резких сужений и изгибов;
6. Применение при сооружении комплекса отопления воздухоотводчиков, предохранительных клапанов.

Соблюдение мер профилактики, применение современного безопасного оборудования позволяет избежать гидроударов. Предотвращение гидравлических ударов в отоплении сохраняет в целости коммуникации, исключает возможность травмирования жильцов частных домов и квартир многоэтажного жилого сектора.

( 071 , 3 сегодня)

Последствия гидравлического удара

• Изменение структуры трубопроводного материала;
• Потеря герметичности труб;
• Прорыв системы, особенно это опасно в квартирах – можно залить соседей;
• Поломка отопительных и водяных агрегатов (насосов, обогревателей, расширительных баков, котлов);
• Получение травм и ожогов человеком, если он будет находиться поблизости во время поломки деталей системы;
• Намокание мебели. Она распухнет и вряд ли вернется в прежний вид.

Самым опасным из всех вышеперечисленных уронов будет угроза жизни человека. Чтобы избежать столь плачевных последствий, необходимо заранее продумать защиту от гидравлического удара.

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.

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.

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.

Плавное закрытие запорной арматуры. Такая остановка жидкости связана с плавным увеличением давления. При этом не образуется обратная волна, которая противотоком увеличивает плотность воды. Чем больше диаметр труб, тем меньше риск образования гидравлического удара. Потому что скорость движения в большом сечение всегда меньше, чем в малом. Можно использовать эластичные вставки перед запорной арматурой, которые при увеличении давления будут расширяться, частично гася его. Установка компенсаторов. К примеру, эту роль может выполнять гидроаккумулятор, его емкость (объем) достаточна для того, чтобы принять излишки воды, выброшенные из трубопровода высоким давлением. Можно в водопровод установить так называемое реле давления. Оно от гидравлического удара не спасает, но отключает насос, если давление в сети начинает превышать определенный уровень

Обратите внимание, что реле сразу насосную установку не отключает. Один из самых эффективных способов избавиться от гидроудара – это установка специального клапана

Внутри него установлена диафрагма жесткого типа, которая при увеличении давления в водопроводной сети начинает расширяться, то есть, увеличивает объем пространства для расширяющейся жидкости

Этот защитный элемент обычно устанавливают рядом с насосом после обратного клапана.

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.

Читайте далее:

Хорошие смесители для ванной

Схема подключения счетчика воды

Смеситель термостатический как работает

Системы фильтрации воды для дачи

Фильтр механической очистки холодной воды

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.

Рекомендуем: Пайка полипропиленовых труб: инструкция по сварке ППР своими руками, схемы, нюансы и ошибки

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.

Способы защиты от гидроудара

Чтобы свести к минимуму вероятность возникновения гидроудара необходимо соблюдать правила монтажа водопроводных и отопительных коммуникаций. Но, только этого недостаточно. Для более полной уверенности необходим комплексный подход, соблюдение правил безопасности и технических инструкций.

Проще говоря, чтобы защитить трубопроводные системы от гидроудара необходимо:

Плавно закрывать и открывать запорную арматуру.

При плавном закрывании крана давление в трубопроводе будет постепенно выравниваться. Ударная волна, возникающая при этом процессе будет иметь незначительную силу, и следовательно, мощность гидравлического удара будет минимальной. Плавное открывание и закрывание запорной арматуры необходимо выполнять не только на промышленных объектах, но когда запускается водоснабжение и отопление в частном доме.

Использовать в системе амортизирующее устройство.

Такое устройство представляет из себя отрезок трубы из эластичного пластика либо каучука, которым заменяется часть жёсткой трубы. Монтируется оно перед термостатом по направлению движения рабочей жидкости. В случае возникновения гидравлического удара происходит растяжение стенок эластичного отрезка трубы, и сила гидроудара значительно гасится.

Использовать гидроаккумуляторы и демпферные устройства.

Гидравлический аккумулятор применяется для поддержания стабильного давления жидкости в трубопроводной системе. Такие устройства выполнены в виде металлического герметичного бака с расположенными внутри эластичной мембраной и воздушным клапаном. В момент возникновения гидроудара, эластичная мембрана перемещается – это позволяет вместить излишек жидкости. Когда давление нормализуется, уменьшается, то мембрана возвращается в исходное положение под воздействием воздуха, расположенного с обратной стороны.

Специальные регуляторы, частотные преобразователи и прочие подобные приборы позволяют плавно регулировать снижение или увеличение скорости вращения насосных валов, которые влияют на скорость движения рабочей среды.  Это позволяет уменьшить силу воздействия и снизить риск появления гидроударов. Чтобы обеспечить плавный пуск и остановку насосов в современных системах применяются специальные клапаны, работающие под управлением электричества.

Также запорная арматура может закрываться автоматически, поэтому применяются автоматические устройства плавного открытия и закрытия арматуры. Конечно вся эта электроника позволяет исключить человеческий фактор, но ставит всю систему в зависимость от электричества. Такие системы необходимо оборудовать резервным источником электроэнергии.

Использовать байпас.

Байпас – это дополнительный участок трубопровода, который монтируется в качестве обходного канала и служит для регулирования пропускной способности трубопроводной системы.

Защитный клапан реагирует на скачки давления и предохраняет систему от гидроударов. Принцип работы таких устройств достаточно прост. Как только давление рабочей среды в местах установки клапанов превышает допустимое, то клапан сразу открывается и происходит сброс давления. Как только давление уменьшается и приходит в норму – клапан закрывается.

Также эти клапаны надо устанавливать рядом с насосом. Предохранительный клапан защищает насосное оборудование в случае непредвиденной остановки в момент отключения электричества.

Применять воздушные клапаны (воздухоотводчики).

Данные устройства необходимы для успешной борьбы с воздушными пробками, которые являются одной из причин возникновения гидравлических ударов. Воздушные клапаны отводят газы из трубопроводной системы, образовавшиеся в процессе работы.

Скорость движения рабочей среды в трубопроводе большего диаметра меньше, чем в трубах с маленьким диаметром. Следовательно, уменьшается возможность возникновения гидроудара. Однако, этот способ гораздо затратнее, так как стоимость труб большего диаметра гораздо выше.

Чтобы избежать последствий, возникающих после гидроударов, необходимо выполнять все рекомендации специалистов. Тем самым защитить всю трубопроводную систему от возникновения гидравлических ударов. Это позволит обеспечить бесперебойную и эффективную работу системы на протяжении длительного времени.

Определение

Гидроудар является физическим явлением, которое характеризуется быстрым повышением давления жидкости на отдалённом участке системы и изменением скорости потока.

В отопительных системах, как правило, тепловым носителем выступает вода, а она, как известно, несжимаема, как и многие жидкости. При циркуляции могут возникать преграды. Причём, для появления гидравлического удара преграда должна появиться резко. Из-за препятствия вода теряет скорость, а градиент сводится к нулю.

Во время остановки объёма воды на него продолжает воздействовать сила нагнетания устройства, которое производит движение жидкости. Из-за силы нагнетания на месте увеличивается давление воды, которое отражается на стенках труб и сосудов.

При быстром удалении препятствия теплоноситель устремится в сторону самого меньшего сопротивления и давления. При всём он приобретёт большую скорость за счёт разницы давлений в месте высокого давления и в свободной точке.

Вода движется очень быстро и из-за собственных свойств не сжимаемости может нанести вред элементам и конструкциям обогревательной системы. Нанесённый удар часто можно сравнить с силой удара молотком со всей силы. Потому мощные гидроудары в системе отопления могут разгерметизировать конструкции, нарушить отдельные элементы. Человек рискует получить травмы и ожоги.

Перепады и их причины

Скачки давления свидетельствуют о неправильной работе системы. Расчет потерь давления в системе отопления определяется суммированием потерь на отдельных промежутках, из которых состоит весь цикл. Своевременное выявление причины и ее устранение может предотвратить более серьезные проблемы, которые приводят к дорогостоящему ремонту.

Если падает давление в системе отопления, это может быть вызвано такими причинами:

• появление течи;
• сбой настроек расширительного бака;
• выход из строя насосов;
• появление микротрещин в теплообменнике котла;
• отключение электричества.

Как повысить давление в системе отопления?

Расширительный бачок регулирует перепады давления

В случае появления течи надо проверить все места соединений. Если причина визуально не выявлена, надо обследовать каждый участок по отдельности. Для этого поочередно перекрываются клапаны кранов. По манометрам будет видно изменение давления после отсекания того или иного участка. Обнаружив проблемное соединение, его нужно поджать, предварительно дополнительно уплотнив. В случае необходимости узел или часть трубы заменяется.

Расширительный бачок регулирует перепады вследствие нагревания и охлаждения жидкости. Признаком неисправности бачка или недостаточного его объёма является повышение давления и дальнейший спад.

К полученному результату следует добавить зазор в 1,25%. Нагретая жидкость, расширившись, вытеснит воздух из бака через клапан в воздушном отсеке. После того как вода остынет, она уменьшится в объёме и давление в системе будет меньше необходимого. Если расширительный бачек меньше необходимого, его следует заменить.

Повышение давления может быть вызвано повреждением мембраны или неправильной настройкой регулятора давления системы отопления. При повреждении мембраны надо заменить ниппель. Это быстро и легко. Чтобы настроить бачек, его нужно отсоединить от системы. Затем насосом накачать необходимое количество атмосфер в воздушную камеру и установить его обратно.

Определить неисправность насоса можно, отключив его. Если после отключения ничего не произошло, значит, насос не работает. Причиной может быть неисправность его механизмов или отсутствие питания. Нужно убедиться в том, что он подключен к сети.

Если возникли проблемы с теплообменником, то его нужно заменить. В процессе эксплуатации могут появляться микротрещины в структуре металла. Это устранить нельзя, только замена.

Почему повышается давление в системе отопления?

Причинами такого явления может быть неправильная циркуляция жидкости или полная ее остановка вследствие:

• образования воздушной пробки;
• засорения трубопровода или фильтров;
• работы регулятора давления отопления;
• непрекращающейся подпитки;
• перекрытия запорной арматуры.

Как устранить перепады?

Воздушная пробка в системе не пропускает жидкость. Воздух можно только стравить. Для этого во время монтажа следует предусмотреть установку регулятора давления системы отопления – пружинного воздухоотводчика. Он работает в автоматическом режиме. Радиаторы нового образца укомплектованы похожими элементами. Они находятся вверху батареи и работают в ручном режиме.

Почему растет давление в системе отопления при скоплении грязи и накипи в фильтрах и на стенках труб? Потому что затрудняется проток жидкости. Фильтр воды можно почистить, вынув фильтрующий элемент. Избавиться от накипи и засорения в трубах сложнее. В некоторых случаях помогает промывка специальными средствами. Иногда устранить неполадку можно только путем замены участка трубы.

Регулятор давления отопления в случае повышения температуры перекрывает клапаны, по которым жидкость поступает в систему. Если это необоснованно с технической точки зрения, то устранить неполадку можно путем регулировки. В случае невозможности данной процедуры следует заменить узел. В случае выхода из строя системы электронного управления подпитки, ее следует отрегулировать или поменять.

Пресловутый человеческий фактор еще никто не отменял. Поэтому на практике случается перекрытие запорной арматуры, которое приводит к появлению повышенного давления в системе отопления. Чтобы нормализовать этот показатель, нужно просто открыть вентили.

Как правильно бороться с гидроударами?

Чтобы защитить трубы водоснабжения от гидравлических ударов (как разового, так и перманентного характера), необходимо нейтрализовать их негативное воздействие или хотя бы минимизировать его. Ознакомимся с несколькими эффективными способами.

Плавно перекрывать воду – поможет ли?

Согласно требованиям центрального водоканала отключать/включать следует только плавно. И правила, созданные для поставщиков промышленных масштабов, применимы и для обычных пользователей. В принципе, такое вот плавное включение или выключение продлевает длительность ударов.

Сила ударов остается прежней, но воздействует она не кратковременно, а как бы поэтапно, распределяясь на определенное количество отрезков времени. Как результат – суммарная сила гидроудара не меняется, в то время как его мощность заметно снижается. И если мы будем понижать/повышать показатель давления, объем или скорость движения воды плавно, то защитим тем самым контур от возможных повреждений.

Другой способ – модернизируем систему

Приведенные ниже действия, направленные на реконструкцию системы, помогут избавиться от постоянных гидравлических ударов.

• По направлению движения воды устанавливаются специальные амортизирующие приборы. Другими словами, участок трубы, находящийся перед термостатом, меняется на аналогичный пластиковый участок (пластик, как известно, эластичен) или же их армированного каучука, стойкого к высоким температурам. Длина участка под замену обычно не превышает 30-ти сантиметров – этого вполне достаточно. Если длина трубопровода достаточно большая, то можете увеличить амортизатор примерно на 10 сантиметров.
• В клапан-терморегулятор вводится шунт, просвет которого не превышает 0,4 миллиметра. Со стороны циркуляции воды в термостат ставится узкая труба с диаметром в 0,2-0,4 миллиметра. И если система будет работать нормально, то шунт никаким образом влиять на работу не будет, а вот если давление повысится, то он плавно снизит показатель. Разумеется, сделать все это сможет только специалист, отлично разбирающийся в термостатах. Людям неопытным браться за это не нужно.

Обратите внимание! Шунтирование применимо исключительно для систем с новыми трубами, выполненными из качественного материала. А вот различные примеси и ржавчина очень быстро засорят небольшое отверстие

Также для устранения угрозы гидравлического удара можно использовать предохранительный клапан, который будет выпускать определенное количество воды в случае избытка давления

В результате нагрузка на оборудование, да и на сам материал, снизится. Необходимо лишь настроить функцию, при которой будет функционировать клапан. Ведь если параметр открытия будет чересчур высоким, то предотвращения гидроудара не выйдет

Также для устранения угрозы гидравлического удара можно использовать предохранительный клапан, который будет выпускать определенное количество воды в случае избытка давления. В результате нагрузка на оборудование, да и на сам материал, снизится. Необходимо лишь настроить функцию, при которой будет функционировать клапан. Ведь если параметр открытия будет чересчур высоким, то предотвращения гидроудара не выйдет.

Последний вариант. В локальных водопроводах (речь идет о частных домах) гидроудар в системе водоснабжения нередко предотвращается с помощью разного рода гидроаккумуляторов. Обычно эти приспособления идут в комплекте с насосными станциями и выполняются в виде емкостей объемом от 30-ти литров, разделенных внутри на 2 части (для жидкости и воздуха) посредством специальной мембраны из каучука. Если давление растет, то в первое отделение поступает вода, а во второе, соответственно, воздух. Гидравлические удары, к слову, также «скидываются» в этот резервуар. А когда напор нормализуется, гибкая перемычка выталкивает воду, растянувшую ее, обратно в систему. По статистике, это самый эффективный способ защиты от гидроударов.

Видео – Гидроудары

Как мы выяснили, гидравлические удары возникают, если система спроектирована неправильно или же не соблюдаются эксплуатационные нормы. И пусть шум вас не настораживает, но негативные последствия, описанные в приведенном ниже видео, насторожить просто обязаны. Поэтому причины лучше устранять заранее – так вы немало сэкономите на ремонте.