Гидравлические удары в отопительной системе: причины, последствия, предотвращение

Многие из нас слышали резкие звуки – например, стук или щелчки – при работе системы отопления. Чаще всего их причиной становятся гидравлические удары. Как они возникают? Какие негативные последствия влекут? Что можно сделать, чтобы предотвратить проблемы, которые способен вызвать гидроудар? В этой статье вы найдете ответы на все перечисленные вопросы.

Причины возникновения гидравлического удара

При эксплуатации отопительной системы по ее контуру с определенной скоростью движется жидкий теплоноситель – вода. Она имеет массу – а значит, и инерцию. Прекратить движение немедленно жидкость не может.
Как правило, в конструкцию системы отопления входят регуляторы, меняющие интенсивность потока в зависимости от температуры. В определенные моменты эти приспособления полностью перекрывают поток воды – и именно в этот момент возникает гидравлический удар. Механизм его образования прост. Жидкость продолжает двигаться по инерции и наталкивается на преграду. В отличие от газа, она не может уменьшиться в объеме – так же, как не может этого сделать, к примеру, автомобиль, врезающийся в неподвижное препятствие. Машина в этой ситуации может сломать стену, а вода, в свою очередь, нередко причиняет ущерб элементам отопительной системы.

При ударе теплоносителя о преграду в зоне его контакта с ней резко и значительно – на несколько десятков атмосфер – повышается давление. Появляется нехарактерный звук (например, стук), который и слышат люди. Заметим, что звук – далеко не самое худшее из последствий гидроудара. Гораздо серьезнее то, что под большой нагрузкой оказываются элементы системы – трубы, клапаны, резьбовые соединения и другие. Их эластичность минимальна, растягиваться они не могут, поэтому быстро изнашиваются и преждевременно выходят из строя.

Степень серьезности последствий гидроудара зависит от того, какую длину имеет перекрываемый трубопровод. Так, в системе водяного теплого пола эта длина очень велика, поэтому и удары, как правило, оказываются весьма серьезными.

Имеет значение то, в каком месте расположен термостат. Так, если он находится на выходе из контура, удары наиболее опасны: возникающие скачки давления могут исчисляться десятками атмосфер. При установке термостата на входе последствия гидроударов удается сгладить, поскольку жидкость получает возможность уходить от клапана после его перекрытия. Скачок давления в этом случае получается сравнительно небольшим – не выше 1 атмосферы. С учетом того, что отопительная система должна без проблем справляться с перепадами, достигающими 4 атмосфер, становится понятно, что гидроудары при такой конфигурации почти не страшны.

Один из способов – использование амортизатора. Применяются отрезки трубы длиной 20-30 см из прочного, но при этом эластичного материала – например, особого пластика или усиленного армированием каучука. Если теплоноситель движется с большой скоростью и/или длина трубопровода велика, стоит использовать 40-сантиметровые вставки. Отрезки включаются в контур перед термостатом (если смотреть по направлению движения воды), а в некоторых случаях – и за ним. При возникновении гидроудара внутренний объем этих фрагментов трубопровода меняется, что позволяет сгладить последствия.

Еще один способ уменьшить разрушительную силу гидроудара – шунтирование клапана, регулирующего температуру. В обход термостата пускается узкая (имеющая диаметр всего 0,2-0,4 мм) трубка. Альтернативный вариант – проделывание отверстия такого же диаметра в самом клапане. При эксплуатации системы отопления в нормальном режиме шунт почти не пропускает жидкость. При возникновении гидроудара картина меняется: часть воды проходит через трубку или отверстие, благодаря чему сбрасывается чрезмерное давление. Обращаем внимание на то, что шунтирование стоит выполнять только на новых отопительных системах. В старых домах, трубы в которых не менялись много лет, эта операция бессмысленна, поскольку приводит лишь к быстрому забиванию шунта шламом.

Заслуживает внимания такой способ борьбы с гидроударами, как установка защищенных термостатов. В конструкцию последних входит небольшая пружина, расположенная между клапаном и термоголовкой. При чрезмерно высоком давлении жидкости эта деталь предотвращает резкое и полное закрытие клапана, благодаря чему перепады давления сводятся к минимуму. Устанавливать защищенный термостат нужно с обязательным учетом направления движения воды. Для упрощения этой задачи производители наносят на корпуса приборов стрелку.

Что такое гидроудар в системе отопления: причины возникновения и последствия

В современном доме присутствуют жизненно необходимые коммуникации: электроснабжение, водопровод и система отопления. О последней и пойдет речь в этой статье. Рассмотрим. что такое гидроудар в системе отопления, причины его возникновения, способы предотвращения и снижения последствий после возникновения этого явления.

Что такое гидроудар?
Последствия гидроудара
Гидроудар может повлечь за собой следующие неприятности:
Гидроудар в системе отопления: причины возникновения
Что должно присутствовать в системе отопления частного дома, чтобы избежать гидроудар
Как нейтрализовать гидроудар в функционирующей системе отопления
Как избежать затопления дома от гидроудара?

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.

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.

Авария может возникнуть при постепенном износе тепломагистрали и ее органов или же неожиданно от воздействия очень сильного скачка давления. В том и другом случае последствия гидравлического удара вызывают материальные расходы на устранение наводнения в доме и ремонт системы отопления. Чтобы не стать свидетелем такого происшествия нужно знать причины возникновения этого явления и принять меры по их устранению. Как правило, последствия после гидроудара могут быть разной тяжести начиная от поломки насоса заканчивая затоплением дома и затратами на ремонт после наводнения.

Гидроудар может повлечь за собой следующие неприятности:

расходы на покупку новой мебели, которая пришла в негодность после затопления;
затраты на ремонт пола или компенсация расходов на восстановление должного вида квартиры после потопа соседям нижнего этажа – если наводнение произошло в городской квартире;
оплата услуг специалистов, восстанавливающих работоспособность отопительной системы после аварии;
при прорыве трубопровода человек может получить ожоги в попытках устранить аварию;
возможные траты на ремонт отопительной системы после восстановления ее работоспособности после аварии, ведь уплотнители и другие элементы были подвержены негативному воздействию давления и скорее всего частично утратили свой рабочий ресурс.

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.

Читать еще: Как подключить газовый баллон к котлу отопления?

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.

Стыки разных по диаметру трубопроводов сами по себе являются препятствием на пути теплоносителя и слабым звеном во всей системе отопления. Эти места подвергаются воздействию потока теплоносителя и испытывают большие нагрузки. Именно в них чаше всего возникает течь.

Засорение фильтра препятствует нормальному функционированию насоса, что приводит к перепаду давления.

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.

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.

Гидроудар в системе отопления частного и многоквартирного дома

Неправильно составленный проект отопительной системы зачастую приводит к неверной работе всего оборудования. Признаки неполадок – это перепады давления теплового носителя либо гидроудар .

p, blockquote 1,0,0,0,0 —>

Определение
Причины
Последствия гидроудара
Защита

Когда вода в трубах распределяется неравномерно, возникает дополнительная нагрузка на все узлы системы. В свою очередь происходит разгерметизация радиаторов, труб и последующая поломка котельного оборудования. Потому важно знать причины гидроудара в системе отопления для предотвращения данной неприятности на этапе установки.

p, blockquote 2,0,0,0,0 —>

Стоит сказать, что решить вопрос с гидроударами в системе отопления многоквартирного дома будет сложнее вследствие централизованного отопления. В то же время при появлении этой проблемы в загородном доме, удары можно предотвратить проще.

p, blockquote 3,0,0,0,0 —>

Последствия гидроудара в системе отопления

Определение

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

p, blockquote 4,0,0,0,0 —>

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.

p, blockquote 5,0,0,0,0 —>

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.

p, blockquote 6,0,1,0,0 —>

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.

p, blockquote 7,0,0,0,0 —>

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.

p, blockquote 8,0,0,0,0 —>

Причины

Из-за чего может возникнуть эта неприятность? Рассмотрим причины гидроударов в системе отопления:

p, blockquote 9,0,0,0,0 —>

Резкое открытие либо закрытие запорных клапанов.
Завоздушивание системы.
Быстрая перемена в режиме работы насоса – пуск либо остановка.
Сужение или изгиб трубы.

Резкие действия с запорными элементами (открытие либо закрытие) становятся причиной быстрой перемены давления в месте оборудования. При закрытии давление на арматуру и её элементы соединения растёт. Зачастую портятся уплотнения резьбовых соединений, прокладки между фланцами , а при повышенном давлении и элементы запорного оборудования.

p, blockquote 10,0,0,0,0 —>

Когда происходит резкое открытие, вода быстро, набирая скорость, движется в зону с пониженным давлением, имеющуюся за арматурой. В данной ситуации повреждаются участки, которые находятся после арматуры. В особенности поддаются гидравлическим ударам места с наибольшим сопротивлением жидкости – изгибы труб, приборы отопления (батареи, конвекторы и пр.).

p, blockquote 11,0,0,0,0 —>

Появление воздуха в системе может быть следствием неправильной конфигурации и оплошностей при установке. По итогу неправильной установки отсутствует требуемый уклон коммуникаций, появляются «мешки» и «мёртвые зоны». В подобных зонах зачастую происходит скопление воздуха.

p, blockquote 12,0,0,0,0 —>

Вода останавливается перед пробкой из воздуха, а давление начинает нарастать. Теплоноситель медленно начинает сжимать воздушный объём и по достижению определённого уровня давления пробивает преграду. Затем она циркулирует в зону низкого давления, повреждая системные элементы и узлы.

p, blockquote 13,1,0,0,0 —>

Когда труба имеет резкие сужения, это тоже влияет на то, что теплоноситель набирает скорость. Причиной уменьшения проходного диаметра может стать накипь и прочие отложения. Сужение трубы должно быть плавным, тянуться по всей длине.

p, blockquote 14,0,0,0,0 —>

Режим насоса циркуляции также влияет на возможные появления гидроударов в системе отопления. Зачастую удары возникают при запуске насоса (в особенности на высокой скорости). При всём вода набирает скорость и циркулирует по коммуникациям, которые имели до этого гидростатическое давление. Во время запуска давление жидкости становится динамическим, это делает её скорость выше.

p, blockquote 15,0,0,0,0 —>

При остановке циркуляционный насос является естественной преградой на пути теплоносителя . Давление перед ним растёт, возникает проброс объёма воды через рабочее колесо.

p, blockquote 16,0,0,0,0 —>

Гидравлические удары считаются нередким явлением в отопительных паровых системах. Причины на их появление – различные состояния пара и жидкости. Потому коммуникации паровых систем делаются металлическими, из прочных материалов.

p, blockquote 17,0,0,0,0 —>

Последствия гидроудара

Об этом вкратце уже упоминалось в статье, однако всё же соберём информацию о том, чем опасны перепады давления, в данном пункте.

p, blockquote 18,0,0,0,0 —>

По большому счёту высокое давление не имеет никаких ограничений. Десятки атмосфер могут запросто превратиться в большую величину. Ситуация выглядит ещё более плачевной, если тепломагистраль имеет большую протяжённость.

p, blockquote 19,0,0,1,0 —>

Допустим, в тёплых полах положены несколько десятков метров труб. Устранить неприятность со скачками давления в данной системе может помочь покупка терморегулятора, который не даст полу перегреться. Однако при всём терморегулятор не сможет помочь, если при установке коммуникаций присутствуют оплошности. Например, когда подобран неправильный диаметр трубопровода, нет уклона. Ситуация такова, что при перекрытии клапана терморегулятора жидкость определённое время ещё продолжает циркулировать по инерции и тем самым создаёт нагрузку на трубопровод.

p, blockquote 20,0,0,0,0 —>

Для защиты коммуникаций от подобных редких либо постоянных гидравлических ударов, стоит нейтрализовать их силу либо воздействие.

p, blockquote 21,0,0,0,0 —>

Инерция теплоносителя и регулярные нагрузки на систему становятся причиной износа резьбовых и жёстких соединений, а также всех трубопроводных коммуникаций.

p, blockquote 22,0,0,0,0 —>

Самые частые последствия:

p, blockquote 23,0,0,0,0 —>

попадание горячей воды в жилые помещения;
поломка главных узлов, а именно котла, циркуляционного насоса , расширительного бака;
травмы и ожоги людей.

p, blockquote 24,0,0,0,0 —>

Защита

А теперь разберёмся, как защититься от подобных неприятностей с гидроударами в системе отопления частного дома. Рассмотрим реконструкцию настоящей системы с учётом главных критериев установки:

p, blockquote 25,0,0,0,0 —>

Когда в помещении есть термостат, нужно перед ним на место жёсткого участка контура поставить эластичный пластик либо армированный каучук, стойкий к температурам. Эта врезка при необходимости будет растягиваться и немного компенсировать давление. Протяжённость самодельного амортизатора 20-40 сантиметров, исходя от магистрали – чем длиннее, тем больше отрезок трубы из пластика.
Можете применять терморегулятор с пружиной, которая не позволит клапану полностью закрыться при появлении большой нагрузки. Установка данного прибора делается, взяв на заметку направление стрелки на корпусе, что указывает направление циркуляции теплоносителя. Стоит сказать, что не многие модели терморегуляторов имеют такую защиту от гидроударов.
Как правило, устанавливается резервный бак либо гидравлический аккумулятор. Данное компенсирующее оборудование даёт возможность противостоять расширению жидкости при повышенном давлении. Его мембрана из резины либо груша растягивается в сторону воздушной камеры и позволяет вытолкнуть во второй рабочий отсек конкретное количество теплоносителя (объём зависит от параметров резервного бака – они устанавливаются в зависимости от вместительности самой системы и котла).
Запорная арматура должна быть с плавной регулировкой – у подобных клапанов довольно маленький промежуток перекрытия жидкости.

Читать еще: Чем красить трубы отопления: совет специалистов

p, blockquote 26,0,0,0,1 —>

Все вышеуказанные техусловия прекрасно действуют вместе. Отопительная система будет защищена от гидравлических ударов на долгое время!

Гидроудар в трубе и защита от него

Под гидроударом следует понимать резкий перепад давления жидкости в трубопроводной системе, который возникает в результате стремительного изменения скорости движения транспортируемого потока.

Что это такое?
Причины гидравлического удара
Последствия гидроудара
Защита от гидроудара

Гидроудар в полипропиленовых трубах
Трубы с повышенной защитой от гидроудара
Вопросы, комментарии, отзывы

Гидроудар — что это такое?

В Политехническом словаре от 1957 года представлено следующее описание: «Гидравлический удар – сложный комплекс явлений, происходящих в жидкостях при резком изменении её скорости. Возникает в движущейся жидкости при быстром перекрытии трубопровода каким-либо запорным устройством, при резкой остановке насоса. Существенной частью гидроудара является волновой характер изменения давления и скорости в трубопроводе».

Давление может, как повышаться, так и понижаться, в зависимости от чего гидравлический удар подразделяется на:

Положительный – при увеличении давления на фоне стремительного перекрытия трубопровода либо включения насосного оборудования;
Отрицательный – при снижении давления, которое наблюдается при открывании заслонки либо отключении насосного оборудования.

В обоих случаях важна защита манометра от гидроудара, которая обеспечивается с помощью специальных трубок СТМ.

Причины гидравлического удара

Возникновение гидроударов обычно происходит из-за нескольких причин.

Резкое перекрывание/открывание вентилей, задвижек и прочей запорной арматуры меняет скорость потока;
Включение/отключение насосов провоцирует смену давления в системе;
Гидроудар может возникнуть из-за резких перепадов сечения труб в коммуникации;
Наличия преград на пути перемещения рабочей среды – в качестве таких преград могут быть воздушные пробки, противоположно направленный поток и прочее.

Резкие манипуляции с запорной арматурой (открывание, закрывание) приводят к быстрому изменению давления в точках установки оборудования. При перекрытии арматуры, она и её комплектующие подвергаются воздействию быстро возросшего давления. В результате этого, уплотнители резьбовых соединений и фланцевые прокладки приходят в негодность. Эксплуатация системы в условиях повышенного давления приводит к выходу из строя деталей запорных элементов.

При резком открывании жидкость стремительно набирает скорость и начинает двигаться в зону с более низким давлением, которая находится за арматурой. В этом случае опасности подвергаются места, расположенные после запорного оборудования. От гидроударов особенно часто страдают участки с наиболее высоким сопротивлением рабочей среды (изгибы трубопровода, батареи и прочее).

Избыточное давление

Избыточное давление может быть разным, его величина обусловлена следующими факторами:

Способностью жидкости к сжиманию (например, вода практически не сжимается);
Скоростью перемещения рабочей среды;
Временем протекания процесса.

Немаловажное значение также имеет уровень жёсткости материалов, на которые воздействует сила гидравлического удара. Это объясняется тем, что энергия движущегося потока не может быстро преобразовываться в иные виды энергии, например, в потенциальную энергию деформирования стенок трубопровода либо сжатия рабочей среды. Это приводит к тому, что давление в месте возникновения преграды/расширения трубы резко увеличивается/уменьшается и тем самым порождает образование ударной волны. Если давление в системе будет больше допустимого значения для конкретного материала магистрали, то это грозит нарушением её целостности.

Последствия гидроудара

Большую опасность для водопроводных и отопительных сетей представляет положительный гидравлический удар. Чрезмерно сильный перепад давления способен привести к повреждению коммуникации. После гидроудара может нарушиться герметичность запорных элементов, произойти растрескивание трубы и выход из строя насосов и теплообменного оборудования. Поэтому важно предотвратить возникновение гидравлических ударов либо уменьшить их силу воздействия.

Узнать о появлении гидравлических ударов в трубопроводе не сложно. Первыми симптомами данных неприятностей является возникновение посторонних звуков (щелчков, стуков и т.д.), которые обычно слышны при открывании/закрывании крана. Многие не придают значения таким шумам, но тем не менее они сигнализируют о повышенных нагрузках в трубопроводе.

Защита от гидроудара

Чтобы защитить трубопровод от гидравлических ударов, нужно:

Плавно открывать/закрывать запорные элементы

При плавном закрывании крана давление в трубопроводе будет постепенно выравниваться. При этом ударная волна будет иметь незначительную силу, а следовательно, мощность гидравлического удара будет минимальной. Но не во всех случаях возможно обеспечить плавное закрывание крана. Далеко не у всех моделей вентильная конструкция, многие современные краны имеют шаровую систему – достаточно одного неосторожного резкого поворота и кран придёт в положение «закрыто».

Использовать трубы большого диаметра

В трубопроводах большого диаметра рабочая среда движется с меньшей скоростью, чем в системах с более маленьким диаметром. А чем скорость перемещения потока жидкости меньше, тем слабее сила гидроудара. Однако данный способ гораздо затратнее. Расходы увеличиваются за счёт более высокой стоимости труб и теплоизоляции.

Установить амортизирующее устройство

Данное устройство располагается по направлению движения рабочей жидкости. В качестве амортизатора используется отрезок трубы из эластичного пластик либо каучука, которым заменяется часть жёсткой трубы перед термостатом. При возникновении гидравлического удара происходит растяжение эластичного отрезка и частичное гашение силы удара.

Использовать компенсаторное оборудование

Для сбрасывания лишней жидкости до момента нормализации давления в трубопроводе используется гидравлический аккумулятор. Данное оборудование выполнено в виде герметичного бака, оснащённого мембраной и воздушным клапаном. Мембрана изготавливается из эластичного материала, бак – из стали.

Использовать автоматику насосов

Одной из причин появления гидравлических ударов в трубопроводе является насосное оборудование. Движение рабочей среды зависит от того, насколько быстро вращаются насосные валы. Следовательно, плавное снижение/увеличение скорости вращения позволяет уменьшить силу воздействия и снизить риск появления гидроударов.

На производствах для управления насосным оборудованием используются специальные регуляторы, частотные преобразователи и прочие подобные приборы. Данное оборудование также подходит для использования в бытовых условиях.

Гидравлические удары в коммуникациях появляются при остановке насосного оборудования, например, при исчезновении сети питания. На производствах и в сфере коммунального хозяйства резервные источники используются давно и не раз доказали свою эффективность. Предупреждение аварийных ситуаций и сокращение расходов на ремонтные работы приводят к существенной экономии средств. Включение домашнего насосного оборудования через устройство защиты от гидроударов (стабилизаторы и источники резервного питания) поможет обезопасить внутренние коммуникационные системы.

Использовать байпас

Байпас представляет собой дополнительный участок трубопровода, который используется в качестве обходного канала и служит для регулирования пропускной способности сети отопления. Такие устройства можно монтировать, как в новые системы, так и в уже существующие.

Гаситель гидроударов

Это простое, но эффективное изобретение, работающее по принципу расширительного бака отопительных коммуникаций. При резком перепаде давления жидкость перемещается в мембранный гаситель. После того, как давление в трубопроводе упадёт до рабочей величины, произойдёт выталкивание жидкости обратно в систему. Возвращение воды обеспечивается благодаря избыточному давлению воздуха, находящегося с противоположной стороны мембраны.

Защитный клапан

Клапан защиты от гидроудара располагается в трубопроводной системе рядом с наносом. Он реагирует на скачки давления, принимая обратную волну и предотвращая гидравлические удары. Клапан оснащён специальным регулятором, который при перепаде давления плавно открывает его. Таким образом, когда обратный поток рабочей среды доходит до насосного агрегата, клапан уже находится в открытом состоянии. В результате этого происходит сбрасывание воды, а следовательно, снижение давления до допустимой величины. После нормализации давления регулятор закрывает клапан, чтобы предотвратить опустошение системы.

Гидроудар в полипропиленовых трубах

Разные свойства материалов, которые используются для производства трубопроводной продукции, по-разному способны противостоять гидравлическим ударам. Например, при других одинаковых характеристиках, максимальное давление при закрывании арматуры в системах из ПП труб меньше в несколько раз по сравнению со стальными коммуникациями, на 65% меньше, чем в сетях из стеклопластика и на 50% – нежели в трубах из поливинилхлорида.

Данные свойства обуславливают использование демпферов (эластичных отрезков труб) на участках трубопроводных систем с повышенной вероятностью возникновения гидравлических ударов.

Последствия гидроудара могут привести к выходу из строя водопроводных и отопительных систем. Чтобы избежать данных неприятностей, следует прислушиваться к рекомендациям специалистов и защитить систему от возникновения гидравлических ударов. Это обеспечит бесперебойную работу трубопроводов на протяжении длительного времени.

Трубы с повышенной защитой от гидроудара

Важный момент: среди ряда предложенных выше методов защиты и предотвращения гидравлического удара, так же имеют значительную актуальность технические характеристики самой трубопроводной системы, такие как модуль упругости и толщина стенки.

Низкий модуль упругости труб aquatherm GmbH, а так же увеличенная толщина стенки (по сравнению с металлическими трубами) обеспечивает более высокую устойчивость к импульсному давлению, возникающему в критической ситуации гидроудара.

Полипропиленовые трубы произведенные в Германии, широкого спектра применения.

Система отлично подходит для систем горячего и холодного водоснабжения и отопления, как в частных, так и промышленных масштабах. Так же используется для транспортировки химических сред.

Полипропиленовые трубы произведенные в Германии, широкого спектра применения.

Трубопроводная система из инновационного материала fusiolen, специально разработанная для систем холодоснабжения, обогрева поверхностей, транспортировки агрессивных сред и сжатого воздуха, а также для систем геотермальной энергетики.

Канализационная система из материала НПВХ, подходит для транспортировки агрессивных сред, в том числе хлорированной воды

Вопросы, комментарии, отзывы

Ваш комментарий отправлен!

Чтобы задать любой интересующий Вас вопрос, отправить запрос на расчет продукции или запросить необходимую документацию Вы можете воспользоваться специальной формой на сайте, отправить письмо по электронной почте или позвонить по телефону

Читать еще: Управление циркуляционным насосом

Причины и последствия возникновения гидроудара отопления в доме

Гидравлический удар (сокращенно — гидроудар) – нежелательное физическое явление, которое характеризуется резким повышением величины гидравлического давления, произошедшего на отдельно взятом участке. Причем это явление вызывается выраженным изменением скорости движения потока. Гидроудар может возникнуть в системе отопления как частного, так и многоквартирного дома.

Гидроудар — что это за явление

В любых схемах отопления главным теплоносителем всегда является вода – в силу своих физических и химических качеств. Вода является средой, несжимаемой по определению – собственно, как и все жидкости, в большинстве своем. При движении потока воды в трубах отопления на его пути в принципе могут возникать разного рода препятствия. Причем необходимым условием для возникновения гидроудара является неожиданность возникновения препятствия. Подобный аспект объясняется тем, что при внезапном появлении преграды жидкость теряет свою скорость, градиент которой бесконечно стремится к нулю.

В свою очередь, при остановке перемещаемого объема жидкости влияние на него продолжает оказывать сила нагнетания устройства, реализующего непрерывную циркуляцию водных масс. Под влиянием силы нагнетания на определенном участке возрастает гидравлическое давление циркулирующей жидкости. И уже повышенное давление оказывает действие на стенки трубопроводов – своего рода сосудов.

В случае резкого устранения преграды движения, вода тут же устремляется в область минимального сопротивления и давления. Параллельно с этим она приобретает колоссальную скорость по причине разницы величин давлений в точке высокого давления и в свободной зоне.

Жидкость двигается со значительной скоростью, при этом по причине своей несжимаемости может запросто повредить элементы конструкции всей инженерной сети. Сила причиненного удара зачастую в несколько раз превышает силу осуществленного удара молотком, причем наотмашь. Именно по этой причине сильные гидроудары запросто могут стать причиной разрушения металлических изделий и устройств. При этом осуществляется разгерметизация коммуникаций и появляется реальная опасность получения человеком ожогов горячей водой, вырвавшейся из отопительной сети.

Первопричины возникновения гидроудара и последствия этого явления

Внешним проявлением того факта, что случился гидроудар в водопроводе отопительной системе станут доносящиеся стуки и щелчки. Возникают они по причине появления препятствий на пути свободного движения воды. Она, как и любая другая жидкость, является почти что несжимаемой и характеризуется некоторыми величинами, а именно — массой и инерцией. В том случае, если на ее пути появляется препятствие, то по причине отсутствия возможности свободно продвигаться дальше (а мгновенная остановка воды невозможна априори), может резко возрасти величина давления.

Когда это случается с довольно частой периодичность, и система не может, в силу тех или иных причин, обеспечить должный запас прочности, то велика вероятность того, что вскоре возникнет необходимость ремонта отопления в доме.

Конкретной первопричиной появления гидроудара может стать:

Выход из строя или отключение насоса (циркуляционного);
Появление в коммуникационной системе воздушных пузырей;
Скорое закрытие вентилей, в результате которого происходит резкая остановка потока жидкости.

Ознакомившись с приведенным ниже рисунком можно понять вероятные причины возникновения гидроудара, причем последняя причины из приведенного списка случается наиболее часто. Важно отметить, что применение шаровых кранов для перекрывания труб категорически запрещается.

Величина, на которую повысится уровень давления в системе определяет степень вероятного повреждения. Соответственно, стоимость и объем предстоящего ремонта отопления в квартире или доме определяется местом возникновения порыва и длиной трубопровода. Если это случится в начале участка большой продолжительностью, то интенсивность повышения давления будет несколько меньше, если же это произойдет в его конце – то больше.

Несколько слов о ремонте

При систематическом возникновении в отопительной сети перенапряжений, высока вероятность ее повреждения. Значительную нагрузку испытывают жесткие детали, а также резьбовые соединения и собственно, сам трубопровод. Результатом этого может стать как утечка воды через резьбовые соединения, так и деструкция трубопровода с элементами отопления.

Причем течи могут возникать в результате гидроудара самые разные. Например, если устранение одной течи может осуществляться достаточно просто, то в другом случае может понадобиться полная замена радиатора. Есть определенные правила эксплуатации, которые позволяют отстрочить ремонт, а то и вовсе избежать этого явления. Наиболее простым приемом является плавное перекрывание кранов. Благодаря этому общая энергия гидроудара, растягиваясь по времени, а следовательно, теряет возможность нанесения значительных повреждений оборудованию.

Наиболее эффективные способы защиты водопровода от гидроудара

Отвечая на вопрос о том, как избежать гидроудара в водопроводе нужно рассматривать совокупность нескольких способов. Так как и сам гидроудар может возникать по разным причинам.

Зачем нужен подмес в системе отопления?

Группа: New
Сообщений: 1
Регистрация: 26.2.2014
Пользователь №: 224987

сам себе Sapiens

Группа: Участники форума
Сообщений: 9428
Регистрация: 21.5.2005
Из: г. Владимир
Пользователь №: 797

Что значит «отдать в подачу»?

Расход подмеса — «x»:

To my Beautiful, Unknown Future

Группа: Участники форума
Сообщений: 40748
Регистрация: 24.4.2009
Пользователь №: 32666

сам себе Sapiens

Группа: Участники форума
Сообщений: 9428
Регистрация: 21.5.2005
Из: г. Владимир
Пользователь №: 797

Да, для образованного человека — всё просто.

. Он и вопросы такие не задаёт.

Группа: New
Сообщений: 10
Регистрация: 14.12.2011
Пользователь №: 133211

Добрый день!
Ситуация следующая. Прямая 0,5 МПа, 90 градусов, 2,8 м3/час. Обратка 0,45 МПа, 70 градусов. На перемычке стоит насос Grundfos UPS 32-25, на таком расходе, вроде как, максимум выдаёт 1.48 метра.
Нужно подобрать смесительный 3-ходовой клапан, желательно Danfoss с аналоговым управлением 4-20 для подмеса обратки в зависимости от температуры на улице.
Глаз лёг на VF 3 с приводом AME 435(VF3). Но никак не могу понять, видимо, в силу недостаточной компетентности, с каким Kv выбрать клапан.

Учитывая что прямая 500 кПа, обратная 450 кПа, а насос даёт примерно 15 кПа. Соответственно, 500-(450+15)= 35кПа. Т.е. чтобы обеспечить подмес, надо на клапане потерять 35 кПа. Если брать Kv=4, то перепад получается где-то 45-50, и получается что из-за лишнего сопротивления в помещение пойдёт меньше тепла, а если взять Kv=6.3, то получим перепад на клапане =18-20, т.е. насос ни малом заданном % подмеса не сможет преодолеть сопротивления, т.е. надо в контроллере ограничивать минимальный подмес, например 25-30% (максимум предполагается 70%).

Правильно ли я рассуждаю?
И какое Kv выбрать?

голоса

Рейтинг статьи

Гидравлические удары в отопительной системе: причины, последствия, предотвращение