09.02.2022

Гидроудар отопления – что это за явление и каковы его последствия

Вероятность гидравлического удара в системе теплоснабжения, причины и последствия

Явление гидравлического удара (ГУ) в трубах водяных систем теплоснабжения хорошо известно как наиболее разрушительная по своим последствиям разновидность неустановившегося движения сетевой воды волнового характера. ГУ – это резкое изменение (увеличение или снижение) давления в трубах тепловой сети (ТС) и подключенным к ней приборам отопления. От силы ГУ (величины скачка давления) напрямую зависят его последствия: от незначительных повреждений до многометровых раскрытий стальных трубопроводов ТС и массового выхода из строя нагревательных приборов, требующих значительных материальных и трудовых затрат на восстановительные работы.

Причинами, вызывающими ГУ, могут быть:

□ включение сетевого насоса при неправильно собранной его тепловой схеме;

□ неверное маневрирование задвижками;

□ отключение или включение крупного потребителя, повлекшее скачкообразное изменение давления;

□ снижение давления в системе ниже уровня расчетного статического давления, вызвавшее вскипание (фазовый переход) теплоносителя в верхних точках системы;

□ перерыв в электропитании насосной установки с последующим ее самозапуском или срабатывание АВР насосов с большим запаздыванием по времени;

□ ошибочные действия обслуживающего персонала или несанкционированное вмешательство в работу системы посторонних лиц;

□ дефекты системы и другие причины, приведшие к резкому изменению давления сетевой воды в системе теплоснабжения.

При анализе потока отказов ТС должны выявляться факты ГУ, их причины, приниматься меры по исключению их повторения. Предотвращение причин возникновения ГУ в трубопроводах ТС – это основная задача повышения надежности систем теплоснабжения.

С точки зрения физики ГУ представляет необратимый вынужденный колебательный процесс, имеющий одну степень свободы ввиду значительного превышения длины трубопровода над его диаметром. С точки зрения термодинамики водяная ТС является гомогенной термодинамической системой со своими параметрами состояния. Скорость распространения ГУ в трубопроводе ТС приблизительно равна скорости звука в сетевой воде. Скорость распространения ГУ определяется по формуле Н.Е. Жуковского

Скорость распространения ГУ обратно пропорциональна диаметру трубопровода, зависит от толщины его стенок и параметров теплоносителя. Например, для стального трубопровода диаметром 57×4 мм скорость распространения ГУ в сетевой воде составляет 1355 м/с, а для трубопровода диаметром 1020×12 мм – 1060 м/с при тех же параметрах.

В теории ГУ за единицу времени принимают время «фазы удара», т.е. удвоенный промежуток времени пробега по трубопроводу ударной волной:

Течение жидкости при ГУ можно описать системой из 2-х волновых уравнений, описанных в[1].

Примеры возникновения ГУ

1. Рассмотрим пример ошибочного включения сетевого насоса типа СЭ-1250-140 при открытой напорной задвижке на магистраль D_у 500 мм, протяженностью 8 км. Магистраль заполнена водой и находится под расчетным статическим давлением 20 м вод. ст. Насос оснащен системой плавного пуска (ЧРП). Время разворота насоса до номинальной производительности 1200 м 3 /ч составляет 30 с. Оценим последствие воздействия на ТС при таком включении насоса.

Время распространения ГУ в трубопроводе ТС составит: T=L/a = 8000/1125=7,1 (c). Фаза удара составит:

Время разворота насоса до номинальных оборотов, составляющее около 30 с, больше времени «фазы удара». В этом случае имеет место «непрямой» ГУ в трубопроводе теплосети. Ударное воздействие напора в конце трубопровода в этом случае рассчитывается по формуле:

Подставив значения параметров в формулу (3), получим ; Н=32,7 м, это свидетельствует, что ГУ не вызовет разрушений трубопровода и арматуры, рассчитанных на 1,6 МПа, а также не повредит подключенных приборов отопления, рассчитанных на давление 0,5-0,6 МПа.

2. Рассмотрим случай пуска того же насоса типа СЭ-1250-140, не оснащенного системой плавного пуска, на ту же магистраль D_у 500 мм. Время разворота насосной установки до номинальной производительности составляет около 5 с. В этом случае ГУ называется «прямым» ударом, т.к. время разворота насоса меньше времени «фазы удара». Проведя расчет, аналогичный предыдущему, получим результат: Н = 353,8 м или 3,54 МПа, что свидетельствуето ГУ, который вызовет разрушения трубопровода и приведет к массовому повреждению отопительных приборов систем отопления потребителей.

3. Для наглядности и полноты представления возможных последствий ГУ рассмотрим еще один пример – это случай несанкционированного закрытия секционирующей запорной арматуры на магистрали D_у 500 мм как и в выше приведенном примере ТС. Для случая внезапного (время закрытия арматуры менее «фазы удара») прекращения движения сетевой воды по трубопроводу, движущейся со скоростью 1,7 м/с при расходе 1200 м 3 /ч, ударное воздействие потока (изменение напора) на стенки трубопровода рассчитывается по формуле Н.Е. Жуковского для прямого удара, м: ленных сетевых насосов; 0,633 – длительность отопительного периода для Вологодской обл.

Учитывая, что для стальных трубопроводов скорость распространения волны a приблизительно равно 1000 м/с, можно принять:

Внезапная принудительная остановка циркуляции в тепловой сети, вызванная закрытием секционной арматуры, приведет в данном примере к скачку давления на 1,7 МПа, что повлечет за собой самые серьезные последствия для трубопровода и отопительных приборов ТС.

Оценка вероятности возникновения ГУ

Как оценить вероятность возникновения ГУ в трубопроводах системы теплоснабжения? Эта вероятность равна произведению вероятностей событий возникновения причин, которые могут вызвать ГУ. Таких причин достаточно много и они перечислялись выше. Может происходить совпадение во времени 2-х или нескольких причин, способных привести к возникновению ГУ, но математическое ожидание случайных совпадений этих событий слишком мало. Большая вероятность возникновения одного из числа возможных событий, способного явиться причиной возникновения ГУ. В этом случае возникает необходимость ранжирования вероятных причин (событий) и выделения наиболее значимых. Рассмотрим вероятность включения центробежного сетевого насоса на открытую напорную задвижку, которая достаточно велика ввиду необходимости частого перехода по насосам (например, не менее 1 раза в месяц по графику) или по другим причинам. Воспользуемся методикой расчета вероятностей аварийных ситуаций на насосных подстанциях [2]. Эта вероятность может быть рассчитана по формуле:

где n = 1 – случай ошибочного включения сетевого насоса на открытую напорную задвижку; t=2 – число лет наблюдения; N = 3 – число установ-

Полученный результат вероятности ошибочных действий обслуживающего персонала в 2 раза превышает параметр потока отказов и поражает величиной значения вероятности возможной аварийной ситуации, т.е. почти в каждый отопительный сезон имеет место случай вероятного включения сетевого насоса на открытую напорную задвижку со всеми вытекающими последствиями. Зачастую случаи гидроударов выявить достаточно сложно по целому ряду причин, о которых в данной статье не идет речь, но они могут быть оценены специалистами для конкретной ТС и специфики ее эксплуатации.

1. Многие случаи появления неплотностей в ТС могут быть следствием ударного воздействия среды (увеличения или снижения) на ее элементы, причем место повреждения и причина, его вызвавшая, могут находиться на значительном расстоянии друг от друга.

2. При анализе потока отказов необходимо выявлять случаи ГУ, вероятность появления которых достаточна высока и реально существует.

3. В эксплуатационных инструкциях для обслуживающего персонала должно указываться время постепенного повышения (понижения) давления в трубопроводах ТС, которое должно превышать время «фазы удара», во избежание «прямого» ГУ.

4. Возможность проведения защитных мероприятий на трубопроводах ТС [3] и установка ЧРП на двигателях насосов (сетевых, подпиточ-ных), несомненно, положительно решает проблему возникновения ГУ и защиты трубопроводов и приборов ТС при условии их правильного проектирования, монтажа и обслуживания.

Литература

1. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент: Справочник. Е.В. Аметистов, В.А. Григорьев, Б.Т. Емцев и др. /Под общ. ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. -М.: Энергоиздат, 1982. -512 с.

2. Ионин А.А. Надежность систем тепловых сетей. – М.: Стройиздат, 1989. – 261 с.

3. Шмырев Е.М. О защите оборудования источников тепла, тепловых сетей, систем теплопотребления от недопустимых изменений давления сетевой воды и гидравлических ударов // Электрические станции, 1998. №5. С. 57-64.

Гидроудар в трубопроводе – причины и последствия

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. При повышении давления – положительный, при падении – отрицательный. Проявляется при заполнении пустого водопровода или резком закрытии крана. 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.

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.

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.

Основные причины возникновения гидроудара в системе отопления недвижимости

Владельцы частных квартир и домов часто слышат в обустроенном отопительном трубопроводе резкие, отчетливые удары. Этому явлению многие не уделяют должного внимания, но исход ситуации может быть самым разным. Специалистам часто приходится устранять результаты разрушения важных деталей.

В некоторых случаях не исключено травмирование жильцов. Гидроудары в обустроенной системе отопления являются главной причиной большинства поломок и разрушения теплотехнического оснащения. Качественное и своевременное решение этого вопроса имеет огромное значение для стабильной и безотказной работы системы.

Краткое описание

Весьма распространенный гидравлический удар в обустроенной системе качественного отопления представляет собой своеобразное явление, которое базируется на нормах динамики разных веществ. Само проявление отличается тем, что при периодическом изменении скорости движении потока рабочей жидкости наблюдается повышение показателей давления. В качестве главного теплоносителя выступает вода, основным показателем которой является несжимаемость. В период циркуляции заправленного теплоносителя по трубопроводам и нагревательным элементам на его пути могут возникать различные гидравлические препятствия. В большинстве случаев это повороты, резкие перепады диаметра трубопроводов, а также арматура запорно-регулирующего типа.

Внимание! Гидроудар может спровоцировать только внезапное возникновение больших препятствий. В такой ситуации скорость потока быстро снижается, а уровень давления в зоне препятствия существенно возрастает.

В созданных неблагоприятных условиях теплоноситель может повредить те элементы, которые представляют потоку сильное гидравлическое сопротивление. Это могут быть конвекторы, повороты труб, различные приборы, радиаторы и даже теплообменники котлов.

Авария вполне может возникнуть в результате постепенного износа эксплуатируемой конструкции и ее элементов либо в результате внезапного воздействия сильного скачка показателей. Во всех ситуациях последствия гидроудара влекут за собой материальные растраты на ликвидацию протечки. Чтобы самому не оказаться в такой ситуации следует понимать базовые причины образования гидроудара. Последствия аварии всегда непредсказуемые, начиная от самой обычной поломки циркуляционного насоса и заканчивая масштабным затоплением всего дома. Все зависит от качества и мощности системы.

Основные причины возникновения

Специфический гидравлический удар в функционирующей обогревательной системе может произойти по разным причинам. Классическая магистраль обогревания частного дома обязательно состоит из самых разных конструктивных деталей: трубопроводы разного размера, а также многие другие элементы, которые оказывают большое воздействие на перепады давления жидкости. Экспертами неоднократно было замечено, что непрофессиональная сборка устройств и некачественный монтаж отопительной системы могут послужить основной причиной больших скачков давления. К основным причинам можно отнести следующие моменты:

Засорение установленных фильтров.
Во время работы ранее исправный насос дал неожиданный сбой.
Мастер соединил разные по диаметру трубы.
Слишком быстро сработал вентиль, что и спровоцировало сильный гидроудар.
В используемой отопительной установке присутствуют пробки.

Циркуляционный агрегат может перестать выполнять основные свои функции из-за плохого качества деталей, а также по другим причинам. Это может быть снижение уровня воды в подземной скважине или неправильное определение основных рабочих параметров агрегата. Для избежания негативных последствий эксперты рекомендуют все же устанавливать источник гарантированного бесперебойного питания.

Отсеки завоздушенности в эксплуатируемой обогревательной системе могут возникнуть не только в классическом загородном доме, но и в высотном сооружении. В первом случае это происходит тогда, когда из труб стравили не весь воздух. А в квартире можно отчетливо слышать характерные звуки гидроударов в тот момент, когда осуществляется подача горячей воды с приходом холодов. Чтобы предотвратить прорыв труб на тепловой электростанции, первичная подача не горячего теплоносителя осуществляется под небольшим напором. Все параметры повышают только во время наступления холодов.

Конструкция шарового вентиля спроектирована так, что этот элемент неизбежно спровоцирует скачек уровня давления задействованного теплоносителя. А все дело в том, что закрытие осуществляется не постепенно, как в случае с винтовыми отпорными кранами, а очень резко. В результате этого вода неизбежно сталкивается с различными преградами.

Места соединения разных по размеру труб сами по себе являются слабым звеном. Эти фрагменты подвергаются воздействию быстрого потока жидкости, из-за чего постоянно испытывают огромные нагрузки. Даже засорение фильтра различными микрочастицами препятствует стабильному функционированию насоса, что чревато большим перепадом давления.

Защита установки от негативного воздействия

Специалисты привыкли использовать проверенные временем способы защиты от гидравлического удара. Еще на первом этапе проектирования эксперты предусматривают наличие всех необходимых рабочих узлов и деталей, которые применяются только в комплексе. Итоговый выбор элементов защиты зависит от особенностей обустроенной отопительной системы: площади жилища, типа насоса, протяжности и диаметра труб. Максимально рационально подобрать весь набор устройств может исключительно профессионал, который предварительно изучил все нюансы объекта недвижимости.

В видеоролике представлена полезная информация о том, как правильно и эффективно бороться с гидроударами:

Постепенное перекрытие системы

Это одно из самых главных требований при старте и последующем отключении обогревательной установки. Все оптимальные параметры подробно описаны в базовых сопроводительных документах. Вся причина в том, что накопленная энергия гидроудара в связи с повышенной прочностью стенок труб может воздействовать не всей своей мощностью.

Эта особенность достигается за счет молниеносного изгибания в нужную сторону. При равной итоговой силе удара показатель мощности влияния на определенный участок системы будет существенно снижаться. Благодаря плавному включению специалистам удается существенно продлить по времени скорость нарастания давления, минимизировав вероятность повреждения отопительной системы коттеджа или многоквартирного дома.

Совет! Те вентили, конструкция которых предусматривает довольно большой промежуток до финального момента перекрытия потока воды, монтируют еще на первом этапе установки заранее подготовленного оборудования.

Актуальность использования автоматических элементов

Такие устройства должны быть готовы к постепенной регулировке статического давления. Добиться желаемого результата можно в том случае, если выполнить установку насосов с понятной даже для новичков автоматической корректировкой числа оборотов. Также может помочь монтаж агрегатов с электронным типом управлением, которые производитель оснастил встроенным преобразователем.

Те наносы, которые укомплектованы автоматической регулировкой оборотов электрического мотора, выгодно отличаются от всех аналогов тем, что могут плавно увеличивать и понижать давление в эксплуатируемом трубопроводе. Высокоточное программное обеспечение выполняет две важные функции: самостоятельно регулирует интенсивность подачи напора, а также отслеживает изменение показателей жидкости в водопроводе.

Комплексная модернизация

Профессиональный подход предполагает монтаж высококачественного оборудования, работоспособность которого всецело направлено на нейтрализацию воздействия повышенного давления. Приобретать устройства нужно только после того, как специалист оценил все параметры системы. Несоответствие эксплуатационных характеристик оборудования и обогревательной установки чревато преждевременным выходом из строя дорогостоящих деталей.

Внедрение амортизаторов

Реализуемые сегодня гидроаккумуляторы и гасители способны одновременно выполнять сразу несколько важных функций. Они не только собирают жидкость, но и устраняют лишний объем воды из системы, а также помогают предотвратить различные нежелательные проявления. Гидроаккумуляторы выполняют все функции компенсирующих агрегатов. Устанавливают их только по направлению основного потока воды на тех отсеках отопительного контура, где особенно велика вероятность внезапного снижения или подъема уровня измеряемого давления.

Своеобразный гаситель, а также гидроаккумулятор на практике представляют собой вместительную колбу из стали, в которую легко может поместиться до 35 литров жидкости. Они включают в себя сразу две разделенные долговечной каучуковой либо резиновой перегородкой секции. В случае повышения давления все гидроудары перенаправляются в резервуар. Благодаря изгибанию задействованной мембраны в момент резкого поднятия показателей специалистам удается достичь эффекта принудительного расширения контура.

В роли амортизирующих элементов выступают трубы, которые изготовлены из термоустойчивого армированного каучука либо эластичного пластика. Чтобы добиться желаемого эффекта, вполне достаточно задействовать изделие длиной 35 сантиметров. Если трубопровод отличается большой протяжностью, то и участок амортизатора нужно увеличить минимум на 12 см.

Применение защитных элементов

Диафрагменный тип этого агрегата крепят на отводе трубопровода в максимальной близости к насосу. За счет этого при повышении давления можно беспрепятственно выпускать необходимое количество теплоносителя. Во многом активация защитного клапана зависит от модели и фабрики-изготовителя.

Это может быть функция на основе электричества либо инновационное устройство быстрого принципа действия. Срабатывание устройства происходит в тот момент, когда давление превысило безопасный порог. Такой подход защищает модернизированную насосную установку при случайной остановке агрегата. Большой скачок давления опасен для системы, из-за чего клапан полностью открывается, а после постепенного снижения показателей регулятор постепенно закрывается.

Доукомплектация терморегулирующего клапана

Эта вспомогательная деталь представляет собой компактную трубку. Итоговый просвет может варьироваться от 0.2 до 0.6 миллиметров. Шунт монтируют по направлению циркулируемой жидкости. Основная задача детали – постепенно снижать давление при выявлении перегрузок. При проектировании автономных систем обязательно используют метод шунтирования, так как только в этом случае можно оградить новый трубопровод од поломки.

Этот эффект обусловлен тем, что в износившихся трубах присутствует ржа и другой мусор, который является серьезной преградой на пути к достижению желаемого результата. Именно по этой причине во время использования шунта на самом выходе в обустроенный отопительный контур желательно установить высококачественные водяные фильтры.

Применение профессионального термостата с суперзащитой

Это устройство является своеобразным предохранителем, непрерывно отслеживающим давление в системе. Этот элемент не позволяет установке функционировать после того, как основной показатель достиг критической границы. Термостат укомплектовывают своеобразным пружинным механизмом, который размещен между клапаном и сверхпрочной термической головкой.

Его срабатывание происходит в тот момент, когда параметр давления превысил допустимые пороги. В такой ситуации клапан просто не сможет полностью закрыться. Крепить термостаты нужно исключительно по обозначенному на корпусе направлению.

Основные меры профилактики

Кроме строгого соблюдения всех установленных эксплуатационных правил, предотвратить возникновение аварии можно, если своевременно и регулярно проводить ряд профилактических действий. Вся причина в том, что в главной системе обогрева или водоснабжения абсолютно все процессы тесно связаны между собой. Непредвиденный пользователем гидроудар является всего лишь финальным деструктивным этапом, который вполне может привести к различным негативным последствиям. Все это происходит на фоне относительно плохого технического состояния годами используемых труб.

Перепады величины давления и возникающих вибраций только способствуют образованию различных трещин в толще металла. Со временем возникают более серьезные дефекты, которые после наступления гидроудара мгновенно проявляются на участках слишком высокого внутреннего напряжения. Это могут быть различные места изгибов, механические соединения и даже сварочные швы.

Профилактические манипуляции включают в себя следующие этапы:

Своевременная проверка давления за эластичной мембраной эксплуатируемого расширительного сосуда. Если в ходе этой процедуры мастер обнаружит неудовлетворительные результаты, то без качественной корректировки эксплуатировать систему запрещено.
Проверка работоспособности задействованных групп безопасности. Это касается отводчика воздуха, предохранительного клапана, а также классического манометра.
Контроль положения вентилей задействованной запорно-регулирующей металлической арматуры.
Периодическая проверка состояния всех фильтров. Эти элементы отвечают за задержку мелкого песка, классической накипи, фрагментов ржавчины. В случае необходимости мастеру нужно выполнить прочистку и последующую промывку фильтров.
Тестирование используемой системы на наличие утечек. Также нужно проверить степень износа всех элементов.

Многие эксперты рекомендуют заменить классическую жесткую трубу пластиковым изделием. Оно более эластично в применении и способно быстро расширяться под воздействием давления. Но нужно быть аккуратными, так как не исключена разгерметизация стыков.

Профессиональный подход к профилактике, которая направлена на всеобщее поддержание оптимального состояния отопительной и водонагревательной системы, обязательно включает в себя элементарные виды работ. Оставлять без внимания этот этап не рекомендуется. Это связано с тем, что ремонт отопления в частном доме влечет за собой большие траты финансов и свободного времени. Все описанные меры защиты будут эффективными в том случае, если подходить к работе комплексно. Только в такой ситуации можно нейтрализовать различные нежелательные последствия и продлить срок слаженной работы системы.

Заключение

Формируемый гидроудар считается частым явлением, в результате которого может серьезно пострадать вся установка. Основная задача специалиста – постараться быстрее и качественнее устранить возникшую проблему. Повторный гидроудар чреват тем, что установленные ответственные агрегаты быстро выйдут из строя, из-за чего на ремонт придется потратить гораздо больше личных сбережений.

Только соблюдение мер профилактики, и установка высококачественного современного оборудования позволяет минимизировать вероятность возникновения чрезвычайных ситуаций. Благодаря этому сохраняются в целостности все коммуникации, а также исключается вероятность травмирования жильцов квартир и частных домов.

Гидроудар в системе отопления частного дома

Основная причина разрушения труб и радиаторов – гидроудар в системе отопления. Посторонние звуки, четкие или неясные удары сигнализируют о возникновении гидравлического дисбаланса в коммуникациях. Чтобы избежать поломок, повреждений дорогостоящего оборудования – нужно узнать природу появления гидроударов в системах отопления многоэтажного или частного жилого дома. Материал статьи расскажет о том, как избавиться от явления и последствий гидравлических ударов в отоплении.

Гидроудар – что это такое

Гидроудар (гидравлический удар) – физико-динамическое явление, основанное на правилах динамики жидкостей. Явление характеризуется быстрым повышением давления в сети при скачкообразном изменении скорости движения потока теплоносителя.

Вода служит главным видом теплоносителя, ведущим показателем ее фазового состояния является несжимаемость. В процессе циркуляции теплоносителя по трубопроводам, нагревательным приборам и другим устройствам комплекса отопления на его пути появляются гидравлические препятствия – повороты, запорно-регулирующая арматура, резкие изменения (сужения) диаметров трубопроводов.

Возникновение гидроудара вызвано мгновенным возникновением препятствия. В этом случае скорость потока быстро изменяется до минимального значения, давление в зоне препятствия сильно увеличивается. Поднятие давления обусловлено тем, что жидкость не сжимается, компенсируя усилие устройства, придающего движение воде (насоса).

При снятии ограничения для движения вода с огромной скоростью начинает движение в область с пониженным давлением. В результате теплоноситель может разрушить элементы, представляющие сильное гидравлическое сопротивление потоку – повороты, конвекторы, приборы, трубопроводы, теплообменники котлов, радиаторы и прочее.

Причины возникновения гидравлического удара

Выделяют несколько главных причин возникновения гидроударов в структуре комплекса отопления:

Образование воздушных пробок;
Радикальное изменение диаметра (сужение) с последующим изменением направления потока;
Мгновенные (неплавные) манипуляции с запорно-регулирующей арматурой;
Изменение режима функционирования насосного оборудования;
Изгиб трубопровода отопления.

Появление воздушных пробок в сетях (трубопроводах) и приборах отопления – частое явление. Оно вызвано освобождением системы от воды в межсезонье, несоблюдением уклонов при строительстве комплекса и так далее. При пуске отопления сеть изобилует воздушной массой. Жидкость при циркуляции сбивает отдельные небольшие объемы в «мешки», образуя естественные препятствия на направлении циркуляции.

Движение теплоносителя прекращается, давление перед пробкой воздуха начинает расти. Воздух постепенно сдавливается водой и прорывается при достижении определенного значения давления. Теплоноситель начинает резкое движение, скорость вырастает, возникают многочисленные гидроудары.

При некачественной разработке проекта отопления на некоторых участках закладываются резкие сужения диаметров труб. Эти точки также являются местом вероятного возникновения гидравлических отклонений. При уменьшении диаметра скорость воды сильно повышается. Особенно опасным является сочетание сужения и последующего изгиба трубопровода – изгиб постоянно будет подвергаться излишнему давлению.

Частая причина возникновения гидроударов – резкое открытие или закрытие (манипуляции) запорной арматуры. Особенно это касается шаровых кранов, которые закрываются одним поворотом в отличие от вентилей. В обоих случаях – при открытии и закрытии – режим движения изменяется мгновенно. При закрытии повышенное давление повреждает арматуру и материалы уплотнений, при открытии – находящиеся за краном элементы в результате скачкообразного увеличения скорости.

Изменение (резкое) режима работы насосного агрегата – причина гидроударов в централизованной системе отопления. Насосы автономных систем обладают небольшой мощностью, включать их следует на первой скорости – вероятность гидроудара в таких условиях минимальна. Насосы центральной системы отопления обладают высокой мощностью, создают большое давление нагнетания. При нарушении гидравлического режима, резком включении насоса возникают сильные гидроудары.

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:

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

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:

Своевременное, постоянное освобождение оборудование от воздуха;
Плавное (ступенчатое) управление работой насоса, медленная регулировка запорной арматуры;
Контроль за величиной давления воздуха после мембраны расширительного бака;
Внешний осмотр на предмет герметичности труб, резьбовых уплотнений, оборудования;
Качественный монтаж отопления – соблюдение уклонов, отсутствие резких сужений и изгибов;
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.

Гидравлический удар в системе водоснабжения

Многие из нас слышали периодические щелчки в коммуникациях водоснабжения. Но немногие видят в этом серьезную угрозу, поскольку не знают, насколько разрушительными могут быть последствия. А ситуация такова, что гидравлический удар способен привести не только к поломкам оборудования, но и к образованию трещин и расколов на трубах. Дабы предотвратить это, необходимо четко следовать всем правилам эксплуатации инженерных коммуникаций. Итак, тема сегодняшней статьи – гидроудар в системе водоснабжения.

Гидроудар в системе водоснабжения

Гидравлический расчет системы отопления и его суть

Ранее мы рассказывали о том как и с помощью каких программ можно самостоятельно сделать расчет отопительной системы. Советуем вам ознакомится с этим руководством

Гидроудар – что это? И его последствия

Гидроудар может возникать в любой коммуникации (не только в водопроводе) по причине практической несжимаемости воды. Для перекрытия водяного потока, который изливается из смесителя на кухне, достаточно просто повернуть кран. При этом вода наткнется на неожиданную преграду и образует обратную волну. Ввиду герметичности магистрали деваться воде больше некуда, следовательно, ее энергия будет сталкиваться со встречными потоками, ведомыми пресловутой инерции. Сама сила удара, возникающая в результате подобного столкновения, обуславливается тем, что сжатие неспособно поглотить энергию, возникающую при взаимодействии потоков. Хотя если говорить о водопроводах незначительного диаметра, то в них такие явления проявляются по минимуму.

Фото — последствия гидроудара в системе водоснабжения и отопления

Другое дело – большие (как по диаметру, так и по длине) жесткие трубы, большая скорость потока или же внезапное перекрытие просвета на определенном отрезке магистрали. В принципе, такие удары могут сглаживаться специальными компенсаторами либо эластичностью того материала, из которого выполнен трубопровод. Более того, даже воздушные пробки, находящиеся в контуре, способны амортизировать подобные скачки. Хотя энергия удара во всех случаях останется прежней, она будет только меньше воздействовать, чего более чем достаточно, дабы избежать повреждений.

Обратите внимание! В основе большей части защитных механизмов и оборудования лежит как раз сглаживание силы точка водяной массы.

Причины возникновения гидравлического удара

Таковых существует несколько:

неисправность насоса либо непредвиденное его выключение;
внезапное закрытие кранов;
воздух, который до активации магистрали, наполняемой жидкостью, в обязательном порядке следует удалять, остается в контуре.

Что же касается внезапного закрытия, то с созданием шаровых устройств она стала самой распространенной. Ведь когда жидкость подается или перекрывается посредством морально устаревших винтовых кранов, то плавность движения обеспечивается тем, что бюкс раскручивается поэтапно. И с технологической точки зрения устройства винтового типа более рациональны, так как исключают возможность критического роста давления.

Аналогичная ситуация и тогда, когда перед запуском из контура не был удален воздух. При резком открытии шарового крана вода сталкивается с воздухом, становящимся здесь своего рода пневматическим амортизатором. И хлопки, которые мы периодически слышим и которые проверяют трубопровод на прочность, игнорируются совершенно напрасно. Рано или поздно гидроудар в системе водоснабжения, способный достигать десятков атмосфер, станет причиной разрушения оборудования.

График стадий гидроудара

И в том, и в другом случае водный поток сталкивается с препятствием – запорной арматурой или банальным воздушным потоком. Вода во время столкновения немного сдавливается, да и трубопровод (в том числе железный) чуть-чуть растягивается. Но не забывайте, что всему есть предел.

Длина участка прямого удара для водозапорной арматуры

№	Тип квартирной арматуры	Время срабатывания, с	Длина участка прямого удара, м
№	Тип квартирной арматуры	Время срабатывания, с	Для неметаллического трубопровода	Для металлического трубопровода
1	Рычажный кран или смеситель	0,05	8,5	30
2	Душевой переключатель (дивертер)	0,03	5,2	18
3	Электромагнитный клапан стиральной машины	0,01	1,7	6
4	Электромагнитный клапан посудомоечной машины	0,01	1,7	6
5	Электромагнитный клапан системы защиты от протечек (1/2″)	0,05	8,5	30
6	Заливной клапан унитаза	0,06	10,5	36

О щелчках в водопроводе

Периодическое «пощелкивание» в трубах слышат владельцы домов, где коммуникации организованы неправильно. И щелкает оно преимущественно в тех местах, где трубы большего диаметра соединены с трубами, имеющими меньшее сечение. При этом вода, движущаяся по магистрали с конкретной скоростью, наталкивается на препятствие (пусть и неполноценное). Скорость впоследствии не меняется, интенсивность разгрузки падает, количество жидкости растет, а вместе с ним растет и давление. И если в таких местах соединений вода не распределяется по нескольким реестрам, то из-за избытка давления может случиться разрыв труб.

Угрозы гидравлического удара в водопроводе

Как мы уже выяснили, преграда, создаваемая на пути движения воды, образует давление, которое с теоретической точки зрения предельных критических показателей не имеет. Проще говоря, несколько десятков атмосфер могут преобразоваться в более существенную цифру. Жесткие элементы системы, резьбы, да и сам трубопровод со временем будут разрушаться (медленно или быстро) от перманентного воздействия водной инерции.

Обратите внимание! Больше других от гидроударов страдают именно длинные контуры – например, водный «теплый пол», по трубам которого циркулирует разогретая жидкость. И для защиты системы от ударов контур, находящийся под напольным покрытием, оборудуется специальным клапаном-термостатом. Что характерно, данное устройство способно спасти системы только при условии грамотной установки, в остальных же случаях оно способно создавать даже дополнительную угрозу.

Как только клапан-термостат, находящийся на подаче жидкости в контур, будет перекрыт, вода под действием инерции будет двигаться еще некоторое время. В результате на данном участке образуется вакуум, хотя разница в показателях очень малая – не более одной атмосферы. А ввиду того что контур рассчитывается на все четыре атмосферы, никаких проблем быть не должно. Клапан же на выходе также перекрывает движение жидкости. Но столкнувшись с таким барьером, жидкость будет подперта очередной порцией и начнет растягивать, рушить стенки трубопровода, имея напор свыше десяти атмосфер. Но мы немного отвлеклись, вернемся к водоснабжению.

Как сделать водяное отопление своими руками

Советуем ознакомится с нашим руководством самостоятельному монажу и установке водяного отопления в доме. Все подробности смотрите тут

Последствия постоянных гидроударов в системе могут быть самыми непредсказуемыми. Наиболее распространенное из них – это прорыв. И еще ничего, если такой прорыв образуется на доступном участке магистрали, то есть в том месте, где с его устранением не будет никаких трудностей. Но иногда трубы прокладываются и в стенах, а это, конечно же, прибавляет головной боли.

Как бы то ни было, даже если вследствие гидроудара в системе водоснабжения появились лишь мелкие повреждения, причину столь неприятного инцидента нужно найти. Ведь рано или поздно это приведет к более серьезным последствиям.

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.

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.

Избегаем гидроударов – основные правила

Люди, столкнувшиеся с гидроударами и не понаслышке знающие об их губительном воздействии, интересуются: а можно ли всего этого избежать? Вариантов существует сразу несколько, ознакомимся с каждым из них.

В первую очередь, действуйте аккуратно и мягко. Не закрывайте резко шаровой кран, иначе возникнет удар. Во избежание его появления арматуру закрывайте плавно, спешить при этом не стоит. Удосужьтесь потратить несколько лишних секунд – это не так много по сравнению с предстоящим ремонтом водопровода.
Для уменьшения данного эффекта можно несколько усовершенствовать систему. Как уже отмечалось, для этого устанавливаются гидроаккумуляторы (их еще называют демпферами), накапливающие воду в случае повышения давления в контуре.

Обратите внимание! Если не устранить проблемы сразу же после появления ударов, то систему в любом случае рано или поздно переделывать все же придется. Ведь если ситуация все время повторяется, то все элементы – в том числе трубы – вскоре выйдут из строя. После этого ремонт будет стоить намного больше.

Можно ли предотвратить удары?

Дабы в будущем не ломать голову над тем, как исправить ситуацию и избавиться от гидравлических ударов, систему водоснабжения следует тщательно спланировать и выполнить заранее. Для проверки ее работоспособности используйте специальное приспособление – прибор, способный сымитировать гидроудар в системе водоснабжения. Благодаря такому прибору можно выявить слабые места контура и исправить ситуация до того, как система будет введена в эксплуатацию.

В качестве заключения

Для водопровода гидравлический удар может стать весьма серьезной проблемой. Поэтому будьте предельно внимательными, занимаясь планировкой системы и монтажом ее элементов. Более того, если из водопровода слышны посторонние шумы, то это является явным «симптомом» наличия проблемы, которую желательно решать немедленно, не затягивая.

Видео – Гидроудар в трубах

Надеемся, сегодняшний материал был полезным для вас. Заранее спасибо за его распространение в соц. сетях, удачи в работе и теплых зим!

Что такое гидроудар в системе отопления: причины возникновения и последствия

Самая частая причина прорыва труб – гидроудар

Если вы часто слышите какие-то щелчки и удары в водопроводных трубах, это, скорее всего, возникающие при закрытии кранов гидроудары в системе водоснабжения. Явление очень распространенное, и часто приводящее к частичному или полному выходу системы из строя.

Остаться на какое-то время без воды – это ещё не самая большая проблема. Хуже, если прорыв случается в отсутствие хозяев, вызывая потоп в вашей, и нижерасположенных квартирах. Поэтому знать, почему возникает гидроудар, что это такое и как его предотвратить, должен каждый собственник жилья.

Что такое гидроудар?

При переходе теплоносителя из трубопровода одного диаметра в другой, при резком закрытии крана или столкновении жидкости с воздушной пробкой происходит процесс возникновения избыточного давления – это и есть гидроудар в системе отопления. Это явление длится доли секунды, но его сила может быть непредсказуема – в трубопроводе и так находится под постоянным давлением, а при гидроударе оно может подскочить во множество раз, и, если не выведет из строя магистраль, то будет постоянно снижать рабочий ресурс органов и приборов отопительной системы. В системах водоснабжения и отопления причины возникновения этого явления могут быть самыми разными и уровень последствий тоже непредсказуем.

Если попытаться дать однозначное определение гидроудару, то формулировка может звучать следующим образом – движущаяся в трубопроводе жидкость имеет кинетическую энергию и после столкновения с препятствием направляет свою энергию в обратную стороны, создавая высокое давление. Это давление действует на трубопровод и встречая какое-либо препятствие воздействует и на него. Это и есть гидроудар. Препятствием может быть переход из трубопровода одного диаметра в другой, клапана и шаркраны.

Гидроудары постоянно происходят в водопроводных системах, когда мы открываем и закрываем кран подачи воды. В системах отопления происходит тоже самое, но не так часто. Стоит отметить, что жидкость способна сохранять свое давление и накапливать энергию. Из-за этого в частных домах и квартирах случаются аварии. Особенно там, где в системах используют резиновые шланги в металлической обмотке. Наверное, многие из нас замечали, что такие шланги служат какое-то время, а потом рвутся. Это происходит из-за давления, которое копилось в системе и не уходило в общий водопровод из-за обратного клапана. Со временем давление превышало прочность шланга, и он давал течь.

Что такое гидроудар в системе отопления

Гидроудар в системе отопления многоквартирного дома случается не часто. Для жителей квартир проблема гидроудара стоит не так остро, как для владельцев частных домов, потому что ремонтом и обслуживанием этих объектов занимаются компетентные службы. Но все-таки стоит обратить внимание на гибкие шланги при установке водонагревателя, ведь ответственность и материальные затраты возлагаются на плечи жильцов городских квартир.

Гидроудары в системе отопления частного дома случаются гораздо чаще, поэтому жителям частного сектора стоит уделить особое внимание при проектировании и установке системы отопления в своем доме. А также использовать средства защиты от этого явления, которые будут описаны далее. Надеюсь доступно объяснил: что такое гидроудар в системе отопления.

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.

Последствия гидроудара

Гидроудар воздействует на соединения труб, вентиля, клапана и прочие элементы системы. Очень часто возникает ситуация – отопление работает, греет дом, но жилец постоянно слышит щелчки или удары – это перепады давления в системе, которые разрушают элементы и рабочие органы. Иногда давление, которое резко повышается может превысить предел прочности трубопровода или их соединения. В этом случае возникает авария. Такое часто случается в система, совсем недавно запущенных в эксплуатацию.

Гидроудар в системе отопления: причины возникновения

Магистраль отопления частного дома включает в себя множество элементов: трубопроводы разного диаметра, вентиля и прочие элементы, которые влияют на перепады давления теплоносителя. А также неправильный монтаж или комплектация приборов и устройств системы отопления может спровоцировать появления скачков давления.

Ни какое действие не происходит само по себе, а в случае с гидроударом не остается без последствий. Если произошел скачек давления, значит на это были причины. Самые распространенные из них:

насос дал сбой в работе;
в системе отопления присутствует воздушные пробки;
запорная арматура (вентиль) слишком резко сработала и спровоцировала гидроудар в системе отопления;
соединение разных по диаметру трубопроводов;
засорение фильтров.

Насос может выйти из строя, не только из-за своего низкого качества, но и по многим другим причинам, например, при падении уровня воды в скважине или если он изначально был подобран неправильно. Существуют способы предотвратить гидравлический удар в системе отопления при отключении насоса, например, источник бесперебойного питания.

Воздушные пробки в системе отопления могут возникнуть не только в жилом частном доме, но и в многоквартирном. В первом случае это происходит, когда не полностью стравили воздух при запуске отопления. А в городской квартире можно слышать грохот от гидроударов при запуске горячей воды при наступлении отопительного сезона. Наверняка вы слышали звуки при запуске отопления – это и есть то самое явление. Для предотвращения прорыва труб в городских квартирах на ТЭЦ вашего города делают первый запуск теплоносителя под небольшим давлением и не очень высокой температурой. А с наступлением холодов повышают эти параметры.

Шаровый вентиль имеет такую конструкцию, что неизменно провоцирует возникновение скачка давления теплоносителя. Ведь закрытие происходит не плавно, как при использовании винтовых кранов, а резко. В результате вода сталкивается препятствием на своем пути из-за чего и происходит гидроудар.

Основные меры профилактики

Профилактические манипуляции включают в себя следующие этапы:

Читайте также: Насосная станция для дачи: как выбрать оптимальную модель для организации автономного водоснабжения

Своевременная проверка давления за эластичной мембраной эксплуатируемого расширительного сосуда. Если в ходе этой процедуры мастер обнаружит неудовлетворительные результаты, то без качественной корректировки эксплуатировать систему запрещено.
Проверка работоспособности задействованных групп безопасности. Это касается отводчика воздуха, предохранительного клапана, а также классического манометра.
Контроль положения вентилей задействованной запорно-регулирующей металлической арматуры.
Периодическая проверка состояния всех фильтров. Эти элементы отвечают за задержку мелкого песка, классической накипи, фрагментов ржавчины. В случае необходимости мастеру нужно выполнить прочистку и последующую промывку фильтров.
Тестирование используемой системы на наличие утечек. Также нужно проверить степень износа всех элементов.

Установка высококачественного промывного фильтра

Что должно присутствовать в системе отопления частного дома, чтобы избежать гидроудар

Система отопления должна быть защищена от гидравлического удара, поэтому еще на этапе проектирования предусматривают наличие необходимых элементов. Все они применяются в комплексе. Стоит отметить, что ниже будет приведен список приспособлений, которые выбираются исходя из особенностей отопительной системы: тип насоса, квартира или частный дом, диаметры и протяженность трубопроводов. Полностью подобрать весь комплект устройств и приспособлений может только профессионал, изучивший особенности вашего дома.

специальная запорная арматура с плавным закрытием – при закупке элементов отопительной системы стоит отдать предпочтение кранам с плавным закрытием. Это убережет систему от резкого скачка давления и теплоноситель будет более мягко воздействовать на трубопровод и арматуру при перекрытии кранов, что убережет от сильного гидравлического удара;
автоматическая система регулирующая поток теплоносителя – насос с такой модернизации плавно пускает жидкость, тем самым боле бережно воздействует на систему отопления в целом. Работая в автоматическом режиме, такое приспособление самостоятельно регулирует подачу жидкости без участия человека;
гидроаккумулятор (расширительный бачек) – это устройство должно обязательно присутствовать в системе отопления частного дома. Ведь оно компенсирует перепады давления, снижая нагрузку. Принцип его действия следующий: при гидроударе внутри бачка резиновая мембрана выдавливается водяным столбом. Этим компенсируется давление внутри отопительной системы;
термостат с пружинным механизмом – принцип его действия идентичен гидроаккумулятору с той лишь разницей, что в роли компенсатора давления выступает не резиновая мембрана, а пружинный механизм;
мембранный гаситель гидроударов – этот прибор устанавливается на горячую и холодную воды, для того чтобы гасить перепады давления при открытии и закрытии кранов. Принцип действия идентичен двум предыдущим приспособлениям.

Используя эти приспособления можно исключить возникновения гидроударов отопления частного дома, если применить их во время монтажа новой системы. Также существуют способы предотвратить возникновение этого явления в уже функционирующей системе.

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.

Классические последствия аварийной ситуации

Как нейтрализовать гидроудар в функционирующей системе отопления

Если отопительная система вашего дома включает в себя терморегулятор, то нужно участок трубопровода, который находится перед ним заменить на пластиковую или каучуковую трубку. Эта врезка будет растягиваться при воздействии на нее давления тем самым снижать нагрузку. Длина этого элемента должна быть от 20 см для небольших магистралей и доходить до полуметра при отопительных системах большого объема.

Если в вашей системе отсутствует гидроаккамулятор, то необходимо установить его. Ведь это устройство стоит на первом месте в рейтингу приборов защиты от гидроудара.