Uderzenie wodne w systemie zaopatrzenia w wodę i ogrzewania: przyczyny + środki zapobiegawcze

Jednym z głównych problemów w działaniu autonomicznych systemów grzewczych i zaopatrzenia w wodę jest spadek ciśnienia. Uderzenie wodne w systemie zaopatrzenia w wodę i podgrzewania wody, wynikające z tego gwałtownego spadku, może spowodować poważne uszkodzenia. To musi być ostrzeżone, zgadzasz się?

Powiemy Ci, jak zapobiegać zjawisku i neutralizować jego negatywne konsekwencje, zapewniając nieprzerwaną pracę obwodów. Tutaj dowiesz się, jakie metody są stosowane w celu wyeliminowania uderzeń wodnych w systemach transportujących wodę do kranów i urządzeń grzewczych.

W artykule przedstawionym do zapoznania się szczegółowo opisano młot wodny. Wymieniono środki zapobiegawcze, które wykluczają wystąpienie niebezpiecznej sytuacji. Dla jasnego zrozumienia trudnego tematu dołączone diagramy, ilustracje fotograficzne i filmy.

Co to jest młot wodny?

Uderzenie wodne to krótkotrwały, ale znaczący skok ciśnienia w systemie wypełnionym płynem. Zjawisko to występuje, gdy strumień płynu zderza się z przeszkodą na swojej drodze. Typowe przykłady występowania takich barier obejmują ostre nakładanie się zaworów odcinających, nagłe zatrzymanie pompy, korek powietrza itp.

W obliczu przeszkody przepływ wody przez bezwładność kontynuuje przepływ z prędkością, z jaką poruszał się, aż pojawiła się przeszkoda. Pierwsze warstwy mające kontakt z przeszkodą są zagęszczane z tą samą prędkością ze względu na przybycie kolejnych warstw.

Z powodu ciągłego wtryskiwania nowych warstw przepływu ciśnienie gwałtownie rośnie, a ciecz „szuka” sposobu na zrzucenie swojej części w celu jej rozładowania.

Podobna sytuacja prawie zawsze występuje, gdy przepływ zostaje przerwany. zawór kulowy lub zasuwa. Na pierwszy rzut oka zjawisko to może wydawać się nieszkodliwe. I tak wielu właścicieli nie przywiązuje do niego dużej uwagi.

Ale w rzeczywistości, gdy wykryje warunki do dojrzewania wad rur i kształtek powinien tak szybko jak to możliwe, aby go wyeliminować. Rzeczywiście z powodu uderzenia wodnego w systemie grzewczym pojawiają się pęknięcia i pęknięcia, a także uszkodzenie sprzętu.

To poważny problem, może poprzedzać kliknięć i pukanie, jak również hałasu tła w linii zasilania wodą, wraz z charakterystycznym „growl”.

Wciskanie następuje głównie tam, gdzie większa rurki połączone z rurami o mniejszym przekroju. Woda płynąca wzdłuż ich wewnętrznych ścian napotyka przeszkodę, choć gorszą, ale jednak.

Regularne występowanie uderzeń hydraulicznych niekorzystnie wpływa na działanie systemu, co znacznie zmniejsza jego żywotność

W nagłych przypadkach skutki uderzenia wodnego mogą wpływać na:

• sprzęt (szczelność rurociągów jest zerwana, a urządzenia grzewcze zniszczone);
• nieruchomość (Wynikające z uszkodzonego wody sieciowej zalane domy i prowadzą do pogorszenia mebli);
• gospodarstwo domowe (jeśli naruszenie nastąpiło w systemie grzewczym, istnieje niebezpieczeństwo poważnych oparzeń termicznych).

Według statystyk „lwia część” wypadków rurociągowych, wynosząca około 60%, występuje z powodu uderzenia wodnego. Najczęstszym negatywne konsekwencje tego efektu można zaobserwować w zużytych rur, pokryte korozją.

Konsekwencje regularnych wstrząsów hydrodynamicznych mogą być nieprzewidywalne, a najczęstszym z nich jest przełom.

Większość problemów sprawia mu długie rurociągi, na przykład podczas aranżacji „Ciepła podłoga”, wzdłuż którego konturów ciecz jest podgrzewana do określonej temperatury.

Stopień uszkodzenia zależy w dużej mierze od miejsca wystąpienia bariery: jeśli jest na początku przedłużonego rurociągu, wielkość zwiększonego ciśnienia będzie nieznaczna, ale jeśli na końcu będzie znacznie wyższa.

Najczęściej efekt przejawia się, gdy w instalację systemu grzewczego zaangażowane są rury o różnych średnicach.Jeżeli „mieszane” rury za pomocą adapterów nie zostaną doprowadzone do wspólnego „mianownika”, wzrost ciśnienia w systemie grzewczym jest nieunikniony. W tej sytuacji, aby chronić system, obwód jest wyposażony w specjalny zawór - termostat.

Przyczyny uderzenia wodnego

Fizyczny charakter tego zjawiska polega na całkowitej utracie lub znacznym spadku przepustowości rur wodociągowych, w wyniku czego wzrasta ciśnienie cieczy w układzie.

W domach, w których komunikacja inżynierska była niepiśmienna, zostały zaprojektowane i wyposażone, często słychać charakterystyczne stukanie i klikanie w rurociągu.

Są zewnętrzną manifestacją uderzenia wodnego i powstają, gdy krążenie cieczy nagle zatrzymało się w zamkniętym układzie, a następnie nagle jego ruch wznowił.

Naturalne korki rurociągu to często korki powietrzne, adaptery od większej średnicy do mniejszej lub zainstalowane zawory odcinające

Jeśli na drodze wody poruszającej się z określoną prędkością pojawi się przeszkoda, jej prędkość zwolni, a głośność będzie nadal rosła. Nie znajdując wyjścia, tworzy falę wsteczną, która zderzając się z głównym zbiornikiem wody, zwiększa ciśnienie w systemie. Czasami może osiągnąć próg 20 atm.

Ze względu na szczelność linii skumulowana objętość nie ma dokąd pójść, ale potężna energia wciąż szuka drogi wyjścia do środowiska zewnętrznego. Siła uderzenia wynikająca z takiego zderzenia stwarza niebezpieczeństwo pęknięcia rury, która nie ma odpowiedniego marginesu bezpieczeństwa.

Z tego powodu do rozmieszczenia systemu konieczne jest użycie bezszwowych rur wodno-gazowych dostosowanych do sieci wodnych zgodnych z GOST 3262-75 lub szczelnych analogów metal-plastik wyprodukowanych zgodnie z GOST 18599.

Z powodu trwałego oddziaływania energii wody zarówno rurociąg, jak i sztywne elementy systemu ulegną stopniowemu lub szybkiemu zniszczeniu

Głównymi czynnikami wywołującymi występowanie młota wodnego w rurach są:

• nieprawidłowe działanie lub awaria pompy obiegowej;
• obecność powietrza w zamkniętej pętli systemu;
• przerwy w dostawie prądu;
• przy nagłym odcięciu zaworów odcinających.

Krótkotrwały wzrost ciśnienia w obwodzie zamkniętym z powodu wstrzyknięcia płynu powyżej normy może wystąpić, jeśli po włączeniu pompy wirnik zacznie się poruszać przy wysokich obrotach.

Ostatnio w uzgodnieniu autonomiczny system grzewczy zamiast starych zaworów i zasuw coraz częściej stosuje się zawory kulowe, których urządzenie nie zapewnia płynnego przebiegu.

Ich zdolność do szybkiego działania ma drugą stronę, będąc jedną z najczęstszych przyczyn uderzeń wodnych.

Jeśli powietrze nie zostało uwolnione z układu podczas jego uruchomienia, w momencie otwarcia zaworu kulowego powietrze zderza się z praktycznie nieściśliwym płynem

Ze względów bezpieczeństwa preferowane są kurki gwintowane, ponieważ dzięki stopniowemu odwijaniu skrzyń osi zapewniają płynne otwieranie / zamykanie zaworów odcinających.

Podobna sytuacja ma miejsce, gdy powietrze nie jest uwalniane z obwodu przed uruchomieniem systemu. W momencie otwarcia kranu woda zderza się z korkiem powietrznym, który w układzie zamkniętym działa jak rodzaj pneumatycznego amortyzatora.

Jak uniknąć problemu?

Właściwa ochrona instalacji rurowej doprowadzającej wodę pomoże zmniejszyć intensywność i zneutralizować efekt nadciśnienia.

Mechanizmy ochronne systemów autonomicznych przed uderzeniem wodnym w większości przypadków mają na celu wyrównanie przepływu masy wody

Aby zapobiec powstaniu nadciśnienia o pojedynczym i stałym charakterze, zarówno w oddzielnej sekcji obwodu, jak i w całym systemie jako całości, stosuje się szereg podstawowych środków.

Opcja nr 1. System miękkich zakładek

Jest to jedno z podstawowych wymagań dotyczących uruchamiania i wyłączania systemów rurowych, które jest wyraźnie określone w dokumentach regulacyjnych.

Faktem jest, że energia szoku hydraulicznego spowodowana elastycznością ścian rury nie działa jednocześnie z całą swoją wytrzymałością. Ze względu na kompensację odkształceń sprężystych dzieli się go na kilka przedziałów czasowych.

A zatem, przy tej samej całkowitej sile uderzenia, siła uderzenia w pewnym momencie znacznie spadnie. Za pomocą łagodnego rozruchu proces narastania ciśnienia można wydłużyć w czasie, minimalizując znaczne uszkodzenia systemu.

Wybierając zawory odcinające, należy preferować produkty, które mają stosunkowo duży odstęp nakładającej się wody

Dźwigi, których konstrukcja zapewnia dużą szczelinę, dopóki woda nie zostanie odcięta, są instalowane na etapie instalacji sprzętu.

Opcja nr 2. Zastosowanie urządzeń automatycznych

Należy ustawić automatyzację, aby płynnie korygować ciśnienie statyczne w systemie. Aby osiągnąć pożądany efekt, pomaga zainstalować pompy z automatyczną zmianą liczby obrotów lub jednostki z elektronicznym sterowaniem, które są wyposażone w zintegrowane przetwornice częstotliwości.

Zastosowanie automatycznych systemów pozwoli kontrolować przepływ płynu, a także odczytywać jego ciśnienie w rurociągu

Pompy wyposażone w automatyczną kontrolę prędkości silnika elektrycznego są w stanie płynnie zwiększać / zmniejszać ciśnienie w układzie. Jednocześnie oprogramowanie wykonuje jednocześnie dwa zadania: monitoruje zmianę ciśnienia w systemie zaopatrzenia w wodę i automatycznie dostosowuje ciśnienie.

Sposoby kompleksowej aktualizacji systemu

Kompleksowa modernizacja systemu obejmuje instalację urządzeń mających na celu zneutralizowanie skutków nadmiernego ciśnienia.

Metoda nr 1. Zastosowanie kompensatorów i amortyzatorów

Tłumiki i akumulatory jednocześnie wykonują trzy funkcje: zbierają ciecz, jednocześnie eliminując jej nadmiar objętości z systemu, a także pomagają zapobiegać niepożądanemu zjawisku.

Urządzenie kompensujące, którego rolą jest akumulator, jest instalowane w kierunku ruchu wody w tych przedziałach obwodu grzewczego, w których istnieje duże prawdopodobieństwo wahań ciśnienia w układzie.

Akumulator hydrauliczny lub wygaszacz to stalowa kolba o pojemności do 30 litrów, w tym dwie sekcje oddzielone gumową lub gumową membraną.

Jeśli w układzie wystąpi nadmierne ciśnienie, kolumna wodna pierwszej sekcji zaczyna naciskać na membranę separacyjną, dzięki czemu wygina się w kierunku komory powietrznej

Wraz ze wzrostem ciśnienia wstrząsy hydrauliczne „zaczynają” w zbiorniku.Z powodu wygięcia gumowej membrany w kierunku komory powietrznej w momencie podnoszenia słupa wody osiąga się efekt sztucznego zwiększenia objętości obwodu.

Jako urządzenia pochłaniające wstrząsy używaj rur wykonanych z żaroodpornego wzmocnionego kauczuku lub elastycznego tworzywa sztucznego.

Elastyczny materiał amortyzatorów spontanicznie gasi energię uderzenia wodnego w punkcie, w którym ciśnienie osiągnęło wartość krytyczną

Aby osiągnąć pożądany efekt, wystarczy użyć produktu o długości 20-30 cm. Jeśli rurociąg ma dużą długość, sekcję amortyzatora zwiększa się o kolejne 10 cm.

Metoda nr 2. Instalowanie membranowego zaworu bezpieczeństwa

Zawór bezpieczeństwa typu membranowego jest umieszczony na wylocie rury obok pompy w celu odprowadzenia określonej ilości wody za pomocą nadciśnienia.

Zawór bezpieczeństwa, wyposażony w sztywną uszczelkę, która pełni funkcję szybkiego obniżenia ciśnienia, jest niezawodnym bezpiecznikiem systemu autonomicznego

W zależności od producenta i typu modelu zawór bezpieczeństwa jest napędzany elektrycznym sterowaniem kontrolera lub pilotowym urządzeniem szybkiego działania.

Urządzenie jest uruchamiane, gdy ciśnienie przekroczy bezpieczny poziom, chroniąc przepompownia kiedy sprzęt nagle się zatrzymuje. W momencie niebezpiecznego wzrostu ciśnienia otwiera się całkowicie, a gdy spada do normalnego poziomu, regulator powoli się zamyka.

Metoda nr 3. Wyposażenie zaworu termostatycznego w bocznik

Bocznik jest wąską rurką o prześwicie 0,2-0,4 mm, która jest instalowana w kierunku obiegu chłodziwa. Głównym zadaniem elementu jest to, że gdy przeciążenia pojawiają się stopniowo rozprężyć.

Wąską rurkę, której zakres przekroju nie przekracza 0,2-0,4 mm, umieszcza się po stronie, z której ciecz wchodzi do termostatu

Metoda obejściowa jest używana, gdy rozmieszczenie systemów autonomicznychktórego rurociąg składa się tylko z nowych rur. Wynika to z faktu, że obecność rdzy i osadów w starych rurach może zmniejszyć wydajność manewrowania do „nie”. Z tego powodu przy zastosowaniu bocznika na wlocie do obwodu grzewczego zaleca się zainstalowanie wydajnych filtrów wody.

Metoda nr 4. Korzystanie z termostatu z super ochroną

Jest to rodzaj bezpiecznika, który monitoruje ciśnienie w systemie i nie pozwala mu działać po osiągnięciu przez wskaźnik punktu krytycznego. Urządzenie jest wyposażone w mechanizm sprężynowy umieszczony między głowicą termiczną a zaworem. Mechanizm sprężynowy działa przy nadciśnieniu, uniemożliwiając całkowite zamknięcie zaworu.

Takie termostaty są instalowane ściśle w kierunku wskazanym na obudowie.

Prace konserwacyjne

Oprócz ścisłego przestrzegania zasad eksploatacji rurociągów, w odpowiednim czasie środki zapobiegawcze zapobiegają wypadkom. W końcu wszystkie procesy w systemie zaopatrzenia w wodę lub obiegu grzewczym są ze sobą połączone. A młot wodny jest tylko ostatnim niszczycielskim „spadkiem”, który może prowadzić do negatywnych konsekwencji na tle niezadowalającego stanu technicznego zaopatrzenia w wodę.

Drgania rurociągu i zmiany ciśnienia przyczyniają się do powstawania mikropęknięć w strukturze metalowej. Defekty, które powstają w czasie podczas uderzenia młotem wodnym, natychmiast pojawiają się w obszarach zwiększonego naprężenia wewnętrznego: połączeń mechanicznych, zgięć i spawów.

Zapobieganie polega na równoważeniu systemu grzewczego, które jest wykonywane po zakończeniu instalacji lub naprawie ogrzewania w prywatnym domu

Główny kompleks prac wykonywanych podczas prewencji:

• kontrola stanu grupy bezpieczeństwa: zawór bezpieczeństwa, odpowietrznik i manometr;
• okresowa kontrola ciśnienia za membraną zbiornika wyrównawczego, a po wykryciu niezadowalających wyników i ich korekcie;
• testowanie szczelności systemu i sprawdzanie stopnia zużycia rur;
• śledzenie położenia zaworuzawory blokujące i regulujące wycieki;
• regularna kontrola stanu filtra, opóźnianie kamienia, cząstek piasku i rdzy, w razie potrzeby - czyszczenie i mycie elementów;

Zapobieganie mające na celu utrzymanie warunków pracy kanalizacji i system grzewczy, obejmuje proste rodzaje pracy. Ale ignorowanie ich nie jest tego warte. W końcu może to prowadzić do znacznej straty pieniędzy i czasu na przeprowadzenie pełnoprawnych prac naprawczych.

Wymienione środki ochronne są najskuteczniejsze, jeśli są stosowane kompleksowo. Ale dzięki zintegrowanemu podejściu do rozwiązania problemu możesz zneutralizować negatywne konsekwencje, a tym samym przedłużyć żywotność systemu.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Wideo nr 1. Uderzenie wodne, jak to się dzieje:

Wideo nr 2. Test wydajności wygaszacza:

Uderzenie wodne w systemie zaopatrzenia w wodę jest częstym zjawiskiem, które może spowodować poważne szkody. Twoim zadaniem jest jak najszybsze rozwiązanie problemu. Rzeczywiście, gdy sytuacja się powtarza, elementy systemu wkrótce zawiodą. A naprawa po tym będzie kosztować znacznie więcej.

Zadawaj pytania i napisz komentarze w bloku poniżej. Czekamy na Wasze historie o tym, jak zarejestrowaliście młot wodny w systemie lub zauważyliście jego konsekwencje. Twoja opinia na temat dostarczonych informacji jest interesująca.