Гидроудар в системе водоснабжения и отопления — причины и их устранение

Что называют гидроударом и почему он возникает

Понятие гидравлического удара применяется для обозначения значительного изменения давления в трубе с жидкой средой в очень сжатом временном отрезке.

Чаще всего это происходит из-за резкого изменения скорости потока, когда на его пути возникает то или иное препятствие (воздушная пробка, задвижка арматуры и пр.). Встретив преграду, жидкость сохраняет инерцию движения, что приводит к уплотнению находящегося возле препятствия слоя. Если этот процесс не остановить, продолжающееся нагнетание среды спровоцирует стремительный скачок давления.

Подобные ситуации почти всегда сопровождают перекрывание потока с помощью задвижки или крана

Может показаться, что это явление не несет никакой опасности, что побуждает многих хозяев не относиться к нему с должным вниманием. Однако, как рекомендуют специалисты, при появлении малейших предпосылок необходимо принять соответствующие меры для их скорейшего устранения

Чаще всего гидроудар возникает в следующих ситуациях:

• при запуске и остановке насосного оборудования, а также в случае его поломки,
• если в замкнутом контуре появляются воздушные пробки. Перед запуском системы необходимо почистить ее от скопившегося воздуха. Делается это при помощи специальных кранов,
• в случае отключения электроэнергии (это справедливо для систем с принудительной циркуляцией),
• когда резко закрывается запорная арматура (вентили, задвижки, краны и т.п.).

Последняя причина гидроудара в системе водоснабжения является наиболее распространенной. Особенно это касается периода времени, когда старые задвижки начали массово заменяться современными быстродействующими кранами шарового типа.

При наличии в контуре воздушных скоплений каждое открывание шарового крана будет провоцировать прямой контакт воздуха со сжатой до предела жидкостью. Из-за этого давление может подскочить до нескольких десятков атмосфер. Если не применять соответствующие меры, рано или поздно это приведет к весьма печальным последствиям.

Как ни парадоксально это звучит, но применение винтовых кранов старой конструкции гарантирует большую безопасность, так как они способны плавно регулировать потоки жидкости.

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.

Актуальность использования автоматики в отоплении

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.

Способы защиты от гидроудара

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

(Просмотров 1 799 , 1 сегодня)

Рекомендуем прочитать:

Подключение к сетям холодного водоснабжения

Коллекторная разводка труб водоснабжения

Газовый двухконтурный котел для частного дома

Напольное отопление частного дома

Коллекторная (лучевая) система отопления

Газовые конвекторы отопления

Последствия

Разрыв трубы из-за гидроудара

При возникновении преграды на пути перемещения потока, давление жидкости увеличивается в разы, что приводит к увеличению нагрузок и разрушению материала трубопроводов. Максимальное количество аварийных ситуаций возникает в длинных контурах водопроводов, отопительных систем или других инженерных коммуникациях. Определённые неудобства может вызвать разрушение тёплого пола.

Обратите внимание! Для защиты подпольной отопительной системы от перегрузки, к общей системе присоединяют клапан-термостат.

Рассматриваемое приспособление желательно монтировать на входе нагретой жидкости в систему трубопроводов. При автоматическом перекрытии клапана жидкость двигается по инерции. После термостата располагается участок трубы, заполненный вакуумом, где присутствует давление в пределах одной атмосферы, в то время как система может спокойно выдержать 4 атмосферы. Для полного перекрытия движения потока на выходе из системы устанавливают ещё один клапан.

Разрушение радиатора отопления вследствие гидроудара

Последствиями гидравлического удара могут быть:

• Разрушения теплового оборудования и трубопроводов;
• Появление трещин и дальнейшее разрушение материала отопительных приборов;
• Возможность получения сильных ожогов при авариях отопительной системы;
• Прекращение тепло- и водоснабжения загородного дома;
• Возможность подтопления соседей.

Причины возникновения гидроудара

Физическая природа этого явления кроется в полной утрате или существенным снижением пропускной способности водопроводов, вследствие которой и повышается давление жидкости в системе.

В домах, где были неграмотно спроектированы и обустроены инженерные коммуникации, нередко можно услышать в трубопроводе характерное постукивание и щелчки.

Они являются внешним проявлением гидроудара и возникают, когда в замкнутой системе внезапно прекратилась циркуляция жидкости, а затем также внезапно возобновилось ее движение.

В роли естественных препятствий трубопровода часто выступают воздушные пробки, переходники с большего диаметра на меньший, либо установленная запорная арматура

Если на пути движущегося с определенной скоростью потока воды возникает препятствие, его скорость перемещения замедляется, а объем продолжает увеличиваться. Не находя выхода, он формирует обратную волну, которая, сталкиваясь с основной водной массой, повышает давление в системе. Иногда оно может достигать порога в 20 Атм.

Ввиду герметичности магистрали скопившемуся объему деваться некуда, но мощная энергия все равно стремится найти выход во внешнюю среду. Возникающая в результате такого столкновения сила удара и создает опасность разрыва трубы, которая не обладает достаточным запасом прочности.

По этой причине для обустройства системы необходимо использовать адаптированные под водные сети бесшовные водо-газопроводные трубы, соответствующие ГОСТу 3262-75, либо напорные металлопластиковые аналоги, произведенные согласно ГОСТу 18599.

От перманентного воздействия водной энергии и сам трубопровод, и жесткие элементы системы постепенно или быстро станут разрушаться

Основными факторами, провоцирующими возникновение гидроудара в трубах, являются:

• перебои в работе или выход из строя циркуляционного насоса;
• присутствие воздуха в замкнутом контуре системы;
• перебои с подачей электроэнергии;
• при внезапном перекрытии запорной арматуры.

Кратковременное повышение давления в замкнутом контуре вследствие нагнетания жидкости свыше положенной нормы может возникнуть, если при включении насоса крыльчатка начинает свое движение с больших оборотов.

В последнее время при обустройстве автономной системы отопления вместо старых вентилей и задвижек все чаще применяют шаровые краны, устройство которых не предусматривает плавный ход.

Их способность оказывать быстродействующий эффект имеет обратную сторону, являясь одной из самых распространенных причин гидроудара.

Если при запуске системы из нее не выпустили воздух, в момент открытия шарового крана возникает столкновение воздуха с практически несжимаемой жидкостью

В плане безопасности винтовые краны являются более предпочтительными, поскольку за счет поэтапного раскручивания буксы обеспечивают плавное открывание/перекрывание запорной арматуры.

Аналогичная ситуация возникает и когда перед запуском системы из контура не выпущен воздух. В момент открытия крана вода сталкивается с воздушной пробкой, которая в условиях замкнутой системы выступает своего рода пневматическим амортизатором.

Причины возникновения гидроудара

Физическая природа этого явления кроется в полной утрате или существенным снижением пропускной способности водопроводов, вследствие которой и повышается давление жидкости в системе.

В домах, где были неграмотно спроектированы и обустроены инженерные коммуникации, нередко можно услышать в трубопроводе характерное постукивание и щелчки.

Они являются внешним проявлением гидроудара и возникают, когда в замкнутой системе внезапно прекратилась циркуляция жидкости, а затем также внезапно возобновилось ее движение.

В роли естественных препятствий трубопровода часто выступают воздушные пробки, переходники с большего диаметра на меньший, либо установленная запорная арматура

Если на пути движущегося с определенной скоростью потока воды возникает препятствие, его скорость перемещения замедляется, а объем продолжает увеличиваться. Не находя выхода, он формирует обратную волну, которая, сталкиваясь с основной водной массой, повышает давление в системе. Иногда оно может достигать порога в 20 Атм.

Ввиду герметичности магистрали скопившемуся объему деваться некуда, но мощная энергия все равно стремится найти выход во внешнюю среду. Возникающая в результате такого столкновения сила удара и создает опасность разрыва трубы, которая не обладает достаточным запасом прочности.

По этой причине для обустройства системы необходимо использовать адаптированные под водные сети бесшовные водо-газопроводные трубы, соответствующие ГОСТу 3262-75, либо напорные металлопластиковые аналоги, произведенные согласно ГОСТу 18599.

От перманентного воздействия водной энергии и сам трубопровод, и жесткие элементы системы постепенно или быстро станут разрушаться

Основными факторами, провоцирующими возникновение гидроудара в трубах, являются:

• перебои в работе или выход из строя циркуляционного насоса;
• присутствие воздуха в замкнутом контуре системы;
• перебои с подачей электроэнергии;
• при внезапном перекрытии запорной арматуры.

Кратковременное повышение давления в замкнутом контуре вследствие нагнетания жидкости свыше положенной нормы может возникнуть, если при включении насоса крыльчатка начинает свое движение с больших оборотов.

В последнее время при обустройстве автономной системы отопления вместо старых вентилей и задвижек все чаще применяют шаровые краны, устройство которых не предусматривает плавный ход.

Их способность оказывать быстродействующий эффект имеет обратную сторону, являясь одной из самых распространенных причин гидроудара.

Если при запуске системы из нее не выпустили воздух, в момент открытия шарового крана возникает столкновение воздуха с практически несжимаемой жидкостью

В плане безопасности винтовые краны являются более предпочтительными, поскольку за счет поэтапного раскручивания буксы обеспечивают плавное открывание/перекрывание запорной арматуры.

Аналогичная ситуация возникает и когда перед запуском системы из контура не выпущен воздух. В момент открытия крана вода сталкивается с воздушной пробкой, которая в условиях замкнутой системы выступает своего рода пневматическим амортизатором.

Гидроудар в системе водоснабжения

Причиной возникновения гидравлических ударов в системе водоснабжения становится свойство воды –ее несжимаемость. Напор воды из кухонного крана можно закрыть быстрым поворотом рукоятки. Сопротивляясь о возникшее препятствие, вода создает упругую обратную силу. При этом воде некуда деваться, так как труба герметична. Ее энергия сталкивается с инерционным потоком воды. При таком столкновении гидроудар в системе водоснабжения определяется тем, что энергию потока воды невозможно поглотить ее сжатием. В небольших трубопроводах такие процессы являются незначительными.

Заметно такое явление проявляется при значительных скоростях воды в трубах, прочном трубопроводе большого диаметра и резком закрытии прохода на некотором участке трубы. Гидроудары в системах могут уменьшаться при использовании эластичных материалов для труб или установкой специальных компенсаторов. Такие удары могут сглаживать воздушные пробки, оказавшиеся в системе. Но в любом случае сила толчка останется неизменной, кроме того, что ее действие снизится.

Этого достаточно для предохранения повреждений в системе трубопроводов. Только принцип сглаживания сильного удара воды заключен в основе многих защитных сооружений, а также оборудования.

Классификация и причины

Гидроудары подразделяются на 2 категории: положительные и отрицательные. Отрицательные образуются в результате поступления воды с высоким давлением в участок трубопровода с пониженным давлением. Положительные гидроудары появляются из-за быстрого увеличения скорости движения или резкого ее останова. Они представляют большую угрозу для трубопроводов по сравнению с отрицательными.

Причины возникновения положительных гидроударов:

• резкое открытие или закрытие трубопроводной арматуры;
• воздушные пробки;
• включение или отключение насосов (в том числе, из-за перепадов напряжения в сети);
• наличие в системе труб разного диаметра.

Вероятность возникновения гидроударов прямо пропорциональна длине участка трубопровода от одной задвижки (или вентиля) до другой. Это объясняется тем, что, чем больший объем жидкости может собраться перед запорной арматурой, тем более вероятно возникновение гидроудара.

Наличие в системе шар-кранов (или пробковых кранов) также способствует возникновению гидравлических ударов. Такой вид арматуры можно открыть в течение короткого промежутка времени. В результате в участок трубопровода, находящийся за шар-краном, быстро поступает большое количество жидкости. Причиной появления гидроударов также может быть соприкосновение жидкостей с разной температурой.

Что такое гидроудар

Гидравлический удар(гидроудар) представляет собой кратковременное, но резкое и сильное повышение(понижение) давления в трубопроводе(в системе водоснабжения) при внезапном торможении(ускорение) двигавшегося по нему потока жидкости.

Гидроудар в системе водоснабжения

Простыми словами гидроудар-это резкий скачок давления в трубах

Гидравлический удар бывает:

• Положительный – когда давления в трубопроводе очень резко повышается. Это может произойти, при быстром закрытие крана(вентиля, задвижки) или включения насоса.
• Отрицательный – когда наоборот, происходит понижение давления в водопроводе, из-за того, что открыли кран или выключили циркуляционный насос.

Наибольшую опасность для водопровода представляет положительный гидроудар. Допустим вы открыли кран и помыли посуду. Закончили мыть, вода вам не нужна, закрыли кран.

При этом в водопроводе происходит следующее. Водный поток некоторое время, по инерции, течёт с прежней скоростью. Потом сталкивается с преградой (кран ведь закрыли). И «ударяясь» об эту преграду, образуется обратная волна. А так как вся система водоснабжения герметична. У этой обратной волны происходит столкновение с водным потоком идущим на встречу. В результате получается гидроудар.

Самые первые признаки гидроудара – глухие стуки и щелчки, слышимые при открытие или закрытие крана. Появления подтеков в местах соединения водопроводных труб или подтекающие краны.

Причины возникновения гидравлического удара

Основными причина , возникновения гидроудара системе водоснабжения:

• Резкое перекрытии запорной арматуры(кранов, вентилей, задвижек.
• Поломка или отключение циркуляционного насоса, насосной станции.
• Воздушные пробки в системе водопровода.
• Перепады сечения водопроводных труб.

В основном, гидроудар происходит при резком закрытии запорной арматуры. Вода проходит по трубам с постоянным давлением, но когда происходит резкое перекрытие водного потока. Давление воды на стенки труб увеличивается в несколько раз.

И в результате, могут лопнуть трубы или придут в негодность уплотнители резьбовых соединений и запорные элементы.

Трещина в трубе-после гидроудара

Конечно, резко закрытый кран не единственная причина возникновения гидроудара. Похожая ситуация бывает когда в системе остаётся воздух. В тот момент когда открывается кран, вода сталкивается с пробкой из воздуха.

И эта воздушная пробка в условиях замкнутого пространства выступает амортизатором. Вследствие чего с огромной силой выталкивает воду и происходит удар.

Также появление гидроударов могут спровоцировать трубы разного диаметра. Перепады давления, если трубы не приведены к общему знаменателю, гарантированы

Последствия гидроудара

Давление выше допустимой нормы критично для труб и их соединений. Запорная арматура тоже может выйти из строя.

От первого гидравлического удара, повреждение водопровода, обычно не происходит. Ведь изделия для водоснабжения изготавливаются с запасом, в случае повышения давления. Но последующие гидроудары будет бить в то же самое, слабое место. И в какой — то момент труба или запорная арматура выйдут из строя.

Если прорыв водопровода произошёл в квартире многоквартирного дома, то произойдет затопление, будет повреждено имущество, вашей квартиры и соседей снизу.

Последствия гидроудара- затопило квартиру

В случае повреждения центрального водопровода Может произойти отключения нескольких домов или района. То это уже чрезвычайное положение. Так как жильцы многоквартирных домов останутся не только без питьевой воды, но и без канализации.

Ну а если в результате гидроудара повреждается труба горячего водоснабжения. То это может привести к серьёзным ожогам.

Профилактика системы отопления

Профилактика системы отопления

Производится после окончания монтажа отопительной системы и заключается в ее балансировке. В ходе такой балансировки проверяется стабильность рабочего давления в системе отопления с использованием манометров.

Производится балансировка в следующей последовательности:

По самому холодному помещению выставляется максимально открытое положение кранов – входного и выходного – на отопительном приборе, а затем очень медленно краны закрываются.

В определенный момент будет ощущаться ток теплоносителя через отопительный прибор, сопровождающийся появлением легких вибраций. В этот момент терморегулятор фиксируют и чуть закрывают. Опасность гидроудара минимизирована.

А зачем давление в системе отопления? Ведь если нет давления, то нет и гидроудара. Увы, естественная циркуляция теплоносителя применима далеко не во всех случаях. Поэтому легче предотвратить гидроудар, чем бороться с его последствиями.

Грамотная прокладка системы отопления, применение специализированного оборудования и инструментов, а также неукоснительное следование эксплуатационным требованиям при запуске и обслуживании отопительной системы значительно продлят ей срок надежной эксплуатации, сохранив систему от разрушения во время гидроудара.

Карта сайта / Вентиляция / Водоснобжение / Отопление /

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.

Возможные причины возникновения

Существует несколько основных причин гидроудара в трубопроводе:

1. В процессе заполнения системы водой, находящийся в ней воздух обычно спускают через открытый вентиль. Если сечение вентиля меньше, чем у основной трубы, его пропускная способность не позволяет справиться сразу со всем потоком воды. В таком случае создается повышенное давление в месте задержки, и возникает гидроудар.
2. В системах, где вода циркулирует с постоянным давлением, при некоторых обстоятельствах могут перекрывать запорные устройства. Тогда несжимаемая до этого жидкость начинает оказывать повышенное давление на стенки трубы, вследствие чего происходит гидроудар.

Различают два типа гидроудара в трубопроводе: отрицательный – происходит снижение напора из-за выключения насоса или открытия задвижки; положительный – давление в системе резко поднимается в результате перекрытия задвижек или включения подкачки.

Для того чтобы рассчитать мощность гидроудара в трубах, теоретиком Н. Е. Жуковским был разработан целый ряд формул. Он не только подробно расписал, что такое гидроудар в трубопроводе, но и определил, как можно вычислить степень роста давления в системе в той или иной ситуации.

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

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.

Больше интересной информации можно узнать из видеоролика: