Vodný ráz vo vodovodnom a vykurovacom systéme: príčiny + preventívne opatrenia

Jedným z hlavných problémov pri prevádzke autonómnych systémov vykurovania a zásobovania vodou je pokles tlaku.Vodný ráz v systéme prívodu vody a ohrevu vody spôsobený touto náhlou zmenou môže spôsobiť vážne poškodenie. Treba ho varovať, súhlasíte?

Povieme vám, ako zabrániť javu a neutralizovať jeho negatívne dôsledky, čím sa zabezpečí neprerušovaná prevádzka obvodov. Tu sa dozviete, aké metódy sa používajú na odstránenie vodného rázu v systémoch, ktoré dopravujú vodu do vodovodných kohútikov a vykurovacích zariadení.

Článok predložený na preskúmanie podrobne skúma povahu vodného kladiva. Na predchádzanie vzniku nebezpečnej situácie sú uvedené preventívne opatrenia. Pre vizuálne pochopenie tejto náročnej témy sú pripojené schémy, fotografie a videá.

Čo je vodné kladivo?

Vodný ráz je krátkodobý, ale významný nárast tlaku v systéme naplnenom kvapalinou. Tento jav nastáva, keď sa prúd tekutiny zrazí s prekážkou, ktorá sa mu objaví v ceste. Medzi typické príklady výskytu takýchto prekážok patrí náhle zatvorenie uzatváracích ventilov, náhle zastavenie čerpadla, vzduchový uzáver atď.

Po stretnutí s prekážkou prúd vody zotrvačnosťou pokračuje v prúdení rýchlosťou, ktorou sa pohyboval predtým, ako sa prekážka objavila.Prvé vrstvy v kontakte s prekážkou sa zhutňujú rovnakou rýchlosťou v dôsledku príchodu ďalších vrstiev.

V dôsledku neustáleho vstrekovania nových vrstiev prúdenia sa tlak rýchlo zvyšuje a kvapalina „hľadá“ spôsob, ako vypustiť svoju časť, aby ju vypustila.

Podobná situácia nastáva takmer vždy pri prerušení toku guľový ventil alebo ventil. Na prvý pohľad sa jav môže zdať neškodný. Preto mu veľa majiteľov nevenuje veľkú pozornosť.

Ale v skutočnosti, ak sa zistia predpoklady pre hroziacu chybu v potrubiach a armatúrach, stojí za to ju čo najrýchlejšie odstrániť. Koniec koncov, v dôsledku vodného rázu sa vo vykurovacom systéme objavujú trhliny a praskliny, ako aj poškodenie zariadenia.

Tomuto vážnemu problému môžu predchádzať kliknutia a klepania, ako aj vonkajší hluk vo vodovodných potrubiach sprevádzaný charakteristickým „vrčaním“.

Zacvaknutie sa vyskytuje prevažne v miestach, kde sú väčšie rúry spojené s menšími rúrkami. Voda prechádzajúca po ich vnútorných stenách naráža na prekážku, síce neúplnú, ale predsa len prekážku.

Pravidelný výskyt vodného rázu negatívne ovplyvňuje prevádzku systému a výrazne znižuje jeho životnosť

V prípade núdze môžu účinkom vodného rázu trpieť:

• zariadení (tesnosť potrubí je porušená a vykurovacie zariadenia sú zničené);
• nehnuteľnosť (voda tečúca z poškodenej siete zaplaví dom a povedie k poškodeniu nábytku);
• domácnosti (ak dôjde k porušeniu vo vykurovacom systéme, hrozí nebezpečenstvo vážneho tepelného popálenia).

Podľa štatistík „leví podiel“ na poruchách potrubí, dosahujúci asi 60 %, vzniká v dôsledku vodného rázu. Častejšie negatívne dôsledky tohto účinku možno pozorovať v opotrebovaných rúrach pokrytých koróziou.

Následky pravidelných hydrodynamických otrasov môžu byť nepredvídateľné a najbežnejším z nich je prelom

Najväčšie problémy spôsobuje dlhým potrubiam, napríklad pri inštalácii "teplá podlaha", pozdĺž ktorých obrysov cirkuluje kvapalina zahriata na určitú teplotu.

Stupeň poškodenia do značnej miery závisí od umiestnenia prekážky: ak je na začiatku dlhého potrubia, množstvo zvýšeného tlaku bude zanedbateľné, ale ak na konci bude oveľa vyššie.

Najčastejšie sa účinok prejavuje, keď sa pri pokládke vykurovacieho systému použili rúry rôznych priemerov. Ak sa „rôzne veľké“ potrubia neprivedú do spoločného „menovateľa“ pomocou adaptérov, je nevyhnutné zvýšenie tlaku vo vykurovacom systéme. V tejto situácii je na ochranu systému okruh vybavený špeciálnym ventilom - termostatom.

Príčiny vodného rázu

Fyzikálna podstata tohto javu spočíva v úplnej strate alebo výraznom znížení priechodnosti vodovodných potrubí, v dôsledku čoho sa zvyšuje tlak tekutiny v systéme.

V domoch, kde boli inžinierske komunikácie zle navrhnuté a vybavené, môžete často počuť charakteristické klepanie a klikanie v potrubí.

Sú vonkajším prejavom vodného rázu a vznikajú, keď sa cirkulácia tekutiny v uzavretom systéme náhle zastaví a potom sa jej pohyb náhle obnoví.

Prirodzenými prekážkami potrubia sú často vzduchové kapsy, adaptéry z väčšieho na menší priemer alebo inštalované uzatváracie ventily

Ak sa v dráhe prúdu vody pohybujúceho sa určitou rýchlosťou objaví prekážka, rýchlosť jej pohybu sa spomalí a objem sa stále zvyšuje. Keďže nenájde východisko, vytvorí spätnú vlnu, ktorá po zrážke s hlavnou vodnou plochou zvyšuje tlak v systéme. Niekedy môže dosiahnuť prahovú hodnotu 20 Atm.

Kvôli tesnosti diaľnice nemá naakumulovaný objem kam ísť, no výkonná energia sa stále snaží nájsť odbyt do vonkajšieho prostredia. Nárazová sila vyplývajúca z takejto kolízie vytvára nebezpečenstvo pretrhnutia potrubia, ktoré nemá dostatočnú bezpečnostnú rezervu.

Z tohto dôvodu je na vybavenie systému potrebné použiť bezšvíkové vodovodné a plynové potrubia prispôsobené pre vodovodné siete, ktoré zodpovedajú GOST 3262-75, alebo tlakové kovoplastové analógy vyrobené v súlade s GOST 18599.

Z trvalého vplyvu vodnej energie sa začne postupne alebo rýchlo rúcať ako samotné potrubie, tak aj pevné prvky systému

Hlavné faktory, ktoré vyvolávajú výskyt vodného rázu v potrubiach, sú:

• prerušenie prevádzky alebo porucha obehového čerpadla;
• prítomnosť vzduchu v uzavretom okruhu systému;
• výpadky prúdu;
• v prípade náhleho uzavretia uzatváracích ventilov.

Krátkodobé zvýšenie tlaku v uzavretom okruhu v dôsledku vstrekovania kvapaliny nad predpísanú normu môže nastať, ak sa obežné koleso pri zapnutí čerpadla začne pohybovať vysokou rýchlosťou.

Nedávno počas aranžovania autonómny vykurovací systém Namiesto starých ventilov a posúvačov sa čoraz častejšie používajú guľové ventily, ktorých konštrukcia nezabezpečuje plynulú prevádzku.

Ich schopnosť rýchlo pôsobiť má nevýhodu, pretože je jednou z najčastejších príčin vodného rázu.

Ak sa pri spustení systému neuvoľní vzduch zo systému, pri otvorení guľového ventilu dôjde ku kolízii vzduchu s prakticky nestlačiteľnou kvapalinou

Z hľadiska bezpečnosti sú výhodnejšie skrutkové ventily, pretože vďaka postupnému odvíjaniu nápravových skríň zabezpečujú plynulé otváranie/zatváranie uzatváracích ventilov.

Podobná situácia nastáva, keď sa pred spustením systému neuvoľní vzduch z okruhu. Pri otvorení kohútika voda narazí na vzduchovú zátku, ktorá v uzavretom systéme funguje ako druh pneumatického tlmiča.

Ako sa vyhnúť problémom?

Správna ochrana vodovodného potrubného systému pomôže znížiť intenzitu a neutralizovať vplyv nadmerného tlaku.

Ochranné mechanizmy pre autonómne systémy proti vodnému rázu sú vo väčšine prípadov zamerané na vyhladenie sily prúdenia vodnej hmoty.

Aby sa zabránilo vytváraniu pretlaku jednorazového a trvalého charakteru, ako v samostatnej časti okruhu, tak v celom systéme ako celku, sa používa množstvo základných opatrení.

Možnosť 1. Hladké vypnutie systému

Toto je jedna z hlavných požiadaviek pri spúšťaní a odstavovaní potrubných systémov, čo je jasne uvedené v regulačných dokumentoch.

Faktom je, že energia hydraulického rázu v dôsledku pružnosti stien potrubia nepôsobí súčasne celou svojou silou. Kvôli kompenzácii elastických deformácií je rozdelená do niekoľkých časových intervalov.

Preto sa pri rovnakej celkovej sile nárazu výrazne zníži sila nárazu v určitom okamihu. Plynulým zapínaním sa môže proces zvyšovania tlaku časom predĺžiť, čím sa minimalizuje značné poškodenie systému.

Pri výbere uzatváracích ventilov by sa mali uprednostňovať výrobky, ktoré majú relatívne dlhú dobu uzatvárania vody

Kohútiky, ktorých konštrukcia poskytuje veľkú medzeru, kým sa voda nevypne, sa inštalujú vo fáze inštalácie zariadenia.

Možnosť #2. Aplikácia automatických zariadení

Automatizácia musí byť nakonfigurovaná tak, aby plynulo upravovala statický tlak v systéme. K dosiahnutiu požadovaného efektu napomáha inštalácia čerpadiel s automatickou reguláciou otáčok alebo elektronicky riadených jednotiek, ktoré sú vybavené zabudovanými frekvenčnými meničmi.

Použitie automatických systémov vám umožní kontrolovať prietok kvapaliny, ako aj čítať hodnoty jej tlaku v potrubí

Čerpadlá vybavené automatickou reguláciou otáčok motora sú schopné plynulo zvyšovať/znižovať tlak v systéme. V tomto prípade softvér súčasne vykonáva dve úlohy: monitoruje zmeny tlaku v prívode vody a automaticky upravuje tlak.

Metódy komplexnej modernizácie systému

Komplexná modernizácia systému zahŕňa inštaláciu zariadení zameraných na neutralizáciu účinkov nadmerného tlaku.

Metóda #1. Aplikácia kompenzátorov a tlmičov

Tlmiče a hydraulické akumulátory súčasne vykonávať tri funkcie: zbierať kvapalinu, eliminovať jej prebytočný objem zo systému a tiež pomáhať predchádzať nežiaducim javom.

Kompenzačné zariadenie, ktorého úlohou je hydraulický akumulátor, je inštalované v smere pohybu vody v tých intervaloch vykurovacieho okruhu, kde je vysoká pravdepodobnosť kolísania tlaku v systéme.

Hydraulický akumulátor alebo klapka je oceľová banka s objemom do 30 litrov vrátane dvoch sekcií oddelených gumovou alebo gumovou membránou.

Keď sa v systéme vyskytne nadmerný tlak, vodný stĺpec prvej sekcie začne vyvíjať tlak na oddeľovaciu membránu, vďaka čomu sa ohýba v smere vzduchovej komory

Keď sa tlak zvýši, hydraulické rázy „spadnú“ do nádrže. Ohnutím gumovej membrány smerom k vzduchovej komore v momente stúpania vodného stĺpca sa dosiahne efekt umelého zväčšenia objemu okruhu.

Ako zariadenia na tlmenie nárazov sa používajú rúry vyrobené zo žiaruvzdornej vystuženej gumy alebo elastického plastu.

Elastický materiál zariadení na tlmenie nárazov spontánne absorbuje energiu hydraulického šoku v bode, kde tlak dosiahol kritickú hodnotu

Na dosiahnutie požadovaného efektu stačí použiť výrobok s dĺžkou 20-30 cm.Ak je potrubie dlhé, časť tlmiča sa zväčší o ďalších 10 cm.

Metóda #2.Inštalácia poistného ventilu membránového typu

Poistný ventil membránového typu je umiestnený na výstupe potrubia v blízkosti čerpadla na uvoľnenie vopred stanoveného množstva vody, keď je nadmerný tlak.

Poistný ventil vybavený pevným tesnením, ktoré vykonáva funkciu rýchleho uvoľnenia tlaku, je spoľahlivou poistkou pre autonómny systém

V závislosti od výrobcu a typu modelu je poistný ventil ovládaný buď elektrickým príkazom z ovládača alebo rýchločinným pilotným zariadením.

Zariadenie sa spustí, keď tlak prekročí bezpečnú úroveň, chráni čerpacia stanica keď sa zariadenie náhle zastaví. V momente nebezpečného nárastu tlaku sa úplne otvorí a keď klesne na normálnu úroveň, regulátor sa pomaly zatvára.

Metóda č. 3. Vybavenie termostatického ventilu bočníkom

Bočník je úzka trubica s vôľou 0,2-0,4 mm, ktorá sa inštaluje v smere cirkulácie chladiacej kvapaliny. Hlavnou úlohou prvku je postupne nižší tlak.

Na strane, kde kvapalina vstupuje do termostatu, je umiestnená úzka trubica, ktorej rozsah prierezu nepresahuje 0,2 - 0,4 mm.

Metóda bypass sa používa, keď usporiadanie autonómnych systémov, ktorej potrubie je vyrobené len z nových rúr. Je to spôsobené tým, že prítomnosť hrdze a sedimentov v starých potrubiach môže znížiť účinnosť posunu na „nie“. Z tohto dôvodu sa pri použití bočníka na vstupe do vykurovacieho okruhu odporúča inštalovať účinné vodné filtre.

Metóda #4. Použitie super bezpečnostného termostatu

Ide o druh poistky, ktorá monitoruje tlak v systéme a neumožňuje mu fungovať, keď indikátor dosiahne kritickú úroveň. Zariadenie je vybavené pružinovým mechanizmom umiestneným medzi tepelnou hlavou a ventilom. Pružinový mechanizmus sa spúšťa nadmerným tlakom, čím zabraňuje úplnému uzavretiu ventilu.

Takéto termostaty sú inštalované striktne v smere uvedenom na kryte.

Vykonávanie preventívnych prác

Okrem prísneho dodržiavania pravidiel prevádzky potrubí pomáha včasné vykonávanie preventívnych opatrení predchádzať nehodám. Koniec koncov, všetky procesy vo vodovodnom systéme alebo vykurovacom okruhu sú navzájom prepojené. A vodné kladivo je len posledná deštruktívna „kvapka“, ktorá môže viesť k negatívnym dôsledkom na pozadí nevyhovujúceho technického stavu vodovodného systému.

Vibrácie potrubia a zmeny tlaku prispievajú k tvorbe mikrotrhlín v kovovej štruktúre. Poruchy vzniknuté v priebehu času pri nástupe vodného rázu sa okamžite objavia v oblastiach zvýšeného vnútorného namáhania: mechanické spoje, ohyby a zvary.

Prevencia spočíva vo vyvážení vykurovacieho systému, ktorý sa vykonáva po dokončení inštalácie alebo opravy vykurovania v súkromnom dome.

Hlavný súbor prác vykonávaných počas prevencie:

• kontrola stavu bezpečnostnej skupiny: poistný ventil, odvzdušňovač a manometer;
• pravidelne kontrolovať tlak za membránou expanznej nádrže, a ak sa zistia neuspokojivé výsledky, jeho úprava;
• testovanie tesnosti systému a kontrola stupňa opotrebovania potrubia;
• sledovanie polohy ventiluuzatváracie a regulačné ventily pre úniky;
• pravidelne kontrolovať stav filtrovktoré zadržiavajú vodný kameň, piesok a častice hrdze; v prípade potreby prvky vyčistite a opláchnite;

Prevencia zameraná na udržanie dobrého stavu vodovodu a vykurovací systém, zahŕňa jednoduché typy práce. Ale nemali by ste ich ignorovať. Koniec koncov, to môže viesť k značnému plytvaniu peniazmi a časom na plnohodnotné opravy.

Uvedené ochranné opatrenia sú najúčinnejšie, ak sa uplatňujú komplexne. Ale vďaka integrovanému prístupu k riešeniu problému budete schopní neutralizovať negatívne dôsledky a tým predĺžiť životnosť systému.

Závery a užitočné video na túto tému

Video #1. Vodné kladivo, ako sa to deje:

Video č. 2. Test účinnosti tlmiča:

Vodné kladivo vo vodovodnom systéme je bežný jav, ktorý môže spôsobiť vážne poškodenie. A vašou úlohou je vyriešiť problém čo najrýchlejšie. Ak sa totiž situácia zopakuje, prvky systému čoskoro zlyhajú. A následné opravy budú stáť oveľa viac.

Pýtajte sa a píšte komentáre do bloku nižšie. Čakáme na vaše príbehy o tom, ako ste zaznamenali vodné kladivo v systéme alebo si všimli jeho následky. Zaujíma ma váš názor na prezentované informácie.