Способы комплексной модернизации системы
Комплексная модернизация системы предполагает установку оборудования, направленного на нейтрализацию воздействия избыточного давления.
Способ #1. Применение компенсаторов и амортизаторов
Гасители и гидроаккумуляторы одновременно выполняют три функции: собирают жидкость, устраняя при этом ее лишний объем из системы, а также способствуют предотвращению нежелательного явления.
Компенсирующее устройство, роль которого выполняет гидроаккумулятор, устанавливают по направлению движения воды на тех промежутках отопительного контура, где велика вероятность колебания давления в системе.
Гидроаккумулятор или гаситель представляет собой стальную колбу объемом до 30 литров, включающую две разделенные резиновой или каучуковой мембраной секции.
При возникновении в системе избыточного давления водяной столб первой секции начинает давить на разделительную мембрану, за счет чего она изгибается в направлении воздушной камеры
При повышении давления гидравлические удары «скидываются» в резервуар. За счет изгибания резиновой мембраны в сторону воздушной камеры в момент поднятия водяного столба и достигается эффект искусственного увеличения объема контура.
В качестве амортизирующих устройств используют трубы, выполненные из термостойкого армированного каучука или эластичного пластика.
Эластичный материал амортизирующих приспособлений самопроизвольно гасит энергию гидравлического удара в точке, где давление достигло критического значения
Для достижения желаемого эффекта достаточно использовать изделие длиной в 20-30 см. Если же трубопровод имеет большую протяженность, участок амортизатора увеличивают еще на 10 см.
Способ #2. Установка защитного клапана диафрагменного типа
Защитный клапан диафрагменного типа размещают на отводе трубопровода рядом с насосом с тем, чтобы выпускать заданное количество воды при избытке давления.
Защитный клапан, оснащенный жестким уплотнителем, который выполняет функцию быстрого сброса давления, является надежным предохранителем автономной системы
В зависимости от производителя и типа модели защитный клапан приводится в движение посредством электрической команды контроллера, либо же с помощью пилотного устройства быстрого действия.
Устройство срабатывает, когда давление превышает безопасный уровень, защищая насосную станцию при внезапной остановке оборудования. В момент опасного всплеска давления он полностью открывается, а при падении его до нормального уровня – регулятор медленно закрывается.
Способ #3. Оснащение терморегулирующего клапана шунтом
Шунт представляет собой узкую трубку с просветом в 0,2-0,4 мм, которую устанавливают по направлению циркуляции теплоносителя. Основная задача элемента – при появлении перегрузок постепенно понижать давление.
Рекомендуем: Неисправности котлов Навьен — коды и ошибки 02, 03, 10 и другие, причины и методы устранения
Узкую трубку, диапазон сечения которой не превышает 0,2-0,4 мм, размещают со стороны, откуда жидкость попадает в термостат
Метод шунтирования применяют при обустройстве автономных систем, трубопровод которых выполнен только из новых труб. Это обусловлено тем, что наличие ржавчины и осадка в старых трубах способно свести эффективность шунтирования на «нет». По этой причине при использовании шунта на входе в отопительный контур рекомендуется устанавливать эффективные водяные фильтры.
Способ #4. Использование термостата с суперзащитой
Это своего рода предохранитель, который отслеживает давление в системе и не позволяет ей работать после того, как показатель достигнет критической отметки. Устройство оснащено пружинным механизмом, размещенным между термоголовкой и клапаном. Пружинный механизм срабатывает при избыточном давлении, не позволяя клапану полностью закрыться.
Такие термостаты устанавливают строго по обозначенному на корпусе направлению.
Как избежать проблемы?
Уменьшить интенсивность и нейтрализовать влияние избыточного давления поможет грамотная защита системы водоснабжающих трубопроводов.
Защитные механизмы для автономных систем против гидроудара в большинстве случаев направлены на сглаживание силы потока водяной массы
Для профилактики создания избыточного давления разового и перманентного характера как на отдельном участке контура, так и всей системе в целом, применяют ряд основных мер.
Вариант #1. Плавное перекрытие системы
Это одно из основных требований при запуске и отключении систем трубопроводов, которое четко прописано в нормативных документах.
Дело в том, что энергия гидравлического удара в связи с упругостью стенок трубы действует единовременно не всей своей силой. За счет компенсации упругих деформаций она разделена на несколько временных интервалов.
А потому при одинаковой суммарной силе удара мощность воздействия на определенный момент будет существенно понижаться. Посредством плавного включения можно продлить во времени процесс нарастания давления, сведя к минимуму существенные повреждения системы.
При выборе запорной арматуры предпочтение стоит отдавать изделиям, которые имеют относительно большой промежуток перекрытия воды
Краны, конструкция которых предусматривает большой промежуток до момента перекрытия воды, устанавливают еще на этапе монтажа оборудования.
Вариант #2. Применение автоматических устройств
Автоматика должна быть настроена на плавную коррекцию статического давления в системе. Достичь желаемого эффекта помогает установка насосов с автоматическим изменением числа оборотов либо же агрегатов с электронным управлением, которые оснащены встроенными частотными преобразователями.
Задействование автоматических систем позволит контролировать поток жидкости, а также считывать показания ее давления в трубопроводе
Насосы, оснащенные автоматической регулировкой оборотов электродвигателя, способны плавно увеличивать/понижать давление в системе. При этом программное обеспечение одновременно выполняет две задачи: отслеживает изменение давления в водопроводе и автоматически регулирует напор.
Галерея изображений
Фото из
Гидроаккумулятор против гидроударов
Действие мембранного бака
Мембранный бак для закрытого отопления
Дополнительная насосная станция
Постепенное перекрытие системы
Это одно из самых главных требований при старте и последующем отключении обогревательной установки. Все оптимальные параметры подробно описаны в базовых сопроводительных документах. Вся причина в том, что накопленная энергия гидроудара в связи с повышенной прочностью стенок труб может воздействовать не всей своей мощностью.
Эта особенность достигается за счет молниеносного изгибания в нужную сторону. При равной итоговой силе удара показатель мощности влияния на определенный участок системы будет существенно снижаться. Благодаря плавному включению специалистам удается существенно продлить по времени скорость нарастания давления, минимизировав вероятность повреждения отопительной системы коттеджа или многоквартирного дома.
Классический прорыв трубы
Какие последствия гидроудара
Последствия удара поршня об прокладку в цилиндре бывают разные, так если машина стояла, и мотор работал исключительно на холостом ходе, он просто может заглохнуть. Если автомобиль во время гидроударя двигался, последствия будут более серьёзными, поскольку давление на поршень со стороны КШМ будет продолжаться, создавая большие усилия. В данном случае может произойти деформация и разрушение вкладышей, шатунов, колец и коленчатого вала.
Когда происходит обратный ход поршня мелкие обломки деталей, попадая в имеющийся зазор между стенкой цилиндра и поршня, могут пробить стенку или заклинить поршень, после чего двигатель уже восстановлению не подлежит. Это самое тяжёлое последствие от гидроудара двигателя, которое наиболее опасно для дизельных агрегатов, поскольку у них объём камеры сгорания значительно меньше, а степень сжатия гораздо выше.
Когда машина едет с невысокой скоростью и силы инерции на детали КШМ не столь велики, то импульс гидравлического удара не будет резким, что поможет сохранить узлы от разрушения.
Кроме этого последствия гидроудара двигателя сказываются и на других деталях мотора. Существуют случаи, когда сильное давление влияло на деформацию головки цилиндра. Внезапная остановка коленвала при работе силового агрегата приводит к высокому механическому напряжению, которое действует на приводные ремни и цепи, а также на регуляторы их натяжения. По этой причине они могут растянуться или порваться, что потребует их замены.
В таких случаях в последнюю очередь страдает коленчатый вал. Он может деформироваться или сломаться уже вследствие разрушения поршня или шатунной передачи. Разрушение головки шатуна после гидроудара, как правило, не носит следов побежалости и перегрева. Её вид остаётся обычным.
Монтаж клапана терморегулятора
Важным является тот факт, что шунтирование можно использовать только в новых трубах. Помимо этого чтобы снизить риск возникновения гидравлического удара, нужно использовать специальный предохранительный клапан.
Предохранительный клапан
В частных домах довольно часто используют разные гидроаккумуляторы, идущие в комплекты с насосными станциями. Они имеют вид емкостей на 30 л, которые внутри разделены на два отдела для воды и для воздуха. Разделяет отделы каучуковая мембрана. При росте давления, в первый отдел заходит вода, а во второй – воздух. При стабилизации напора гибкая перемычка назад выталкивает воду в систему. Как показывает практика, данный способ является наиболее эффективным.
Правила по избежанию гидроударов
- шаровые краны следует закрывать плавно и очень медленно, что прописано в рекомендациях по их эксплуатации;
- модернизация системы путем установки гидроакуммуляторов или демпферов, которые накапливают воду при росте давления в контуре, тем самым предотвращая риск возникновения гидравлического удара;
- в случае возникновения ударов по причине работы прекращения работы насоса, то следует поставить защитный клапан, что снизит риск возникновения гидроудара в разы. Данный клапан отличается высокой надежностью и монтируется рядом с насосом;
- использование автоматики также станет одним из очень эффективных способ решения данной проблемы. Специальные блоки управления помогают сделать запуск и остановку системы предельно плавным и безопасным;
- полная переделка системы, в случае, когда она была изначально неправильно спланированной.
Важно вовремя принять меры, дабы избежать полного выхода из строя системы и дорогостоящего ремонта. Если же этого не предпринять, элементы системы скоро придут в негодность
Предохранители на шаровые краны
Используются для избежания резкой смены положения (on/off) шарового крана.
Как не допустить возникновения ударов
Для того чтобы в будущем не возникли в системе гидроудары следует заранее правильно спроектировать и изготовить систему водоснабжения. Для проверки правильности работы следует использовать специальный прибор, имитирующий гидроудар. Этот прибор позволяет выявить максимальное количество слабых мест системы до того времени пока она не была запущена в эксплуатацию и тем самым предотвратить серьезные неприятности.
Схема гидроудара в системе водяного отопления
Подводя итог, следует заметить, что гидроудар для систем водопровода является очень большой проблемой, последствия которой могут быть не предсказуемы. Поэтому, проектирование и эксплуатация этих систем должно выполняться только согласно инструкциям и установленных правил. Также про возникновении в работе водопровода определенных шумов следует не затягивая решить проблему, до возникновения серьезных неприятностей, поскольку в противном случае, это вам может вылиться в дорогостоящий ремонт.
Видео эмитирующее гидравлически удар в системе отопления
Фото: topserw.com.pl, wikipedia.org
Основные причины возникновения
Специфический гидравлический удар в функционирующей обогревательной системе может произойти по разным причинам. Классическая магистраль обогревания частного дома обязательно состоит из самых разных конструктивных деталей: трубопроводы разного размера, а также многие другие элементы, которые оказывают большое воздействие на перепады давления жидкости. Экспертами неоднократно было замечено, что непрофессиональная сборка устройств и некачественный монтаж отопительной системы могут послужить основной причиной больших скачков давления. К основным причинам можно отнести следующие моменты:
- Засорение установленных фильтров.
- Во время работы ранее исправный насос дал неожиданный сбой.
- Мастер соединил разные по диаметру трубы.
- Слишком быстро сработал вентиль, что и спровоцировало сильный гидроудар.
- В используемой отопительной установке присутствуют пробки.
Циркуляционный агрегат может перестать выполнять основные свои функции из-за плохого качества деталей, а также по другим причинам. Это может быть снижение уровня воды в подземной скважине или неправильное определение основных рабочих параметров агрегата. Для избежания негативных последствий эксперты рекомендуют все же устанавливать источник гарантированного бесперебойного питания.
Отсеки завоздушенности в эксплуатируемой обогревательной системе могут возникнуть не только в классическом загородном доме, но и в высотном сооружении. В первом случае это происходит тогда, когда из труб стравили не весь воздух. А в квартире можно отчетливо слышать характерные звуки гидроударов в тот момент, когда осуществляется подача горячей воды с приходом холодов. Чтобы предотвратить прорыв труб на тепловой электростанции, первичная подача не горячего теплоносителя осуществляется под небольшим напором. Все параметры повышают только во время наступления холодов.
Конструкция шарового вентиля спроектирована так, что этот элемент неизбежно спровоцирует скачек уровня давления задействованного теплоносителя. А все дело в том, что закрытие осуществляется не постепенно, как в случае с винтовыми отпорными кранами, а очень резко. В результате этого вода неизбежно сталкивается с различными преградами.
Места соединения разных по размеру труб сами по себе являются слабым звеном. Эти фрагменты подвергаются воздействию быстрого потока жидкости, из-за чего постоянно испытывают огромные нагрузки. Даже засорение фильтра различными микрочастицами препятствует стабильному функционированию насоса, что чревато большим перепадом давления.
Воздействие распространенных негативных факторов
В чем опасность гидроудара
Любое повышение давления в трубопроводе сверх расчетного опасно как для самих труб, так и для их соединений. Также может пострадать и запорная арматура.
Это произойдет не сразу, ведь изначально все инженерные системы без исключения выполняются с запасом прочности. Но каждый гидроудар методично и безжалостно ищет слабое место в трубопроводе, постепенно готовя его к разрушению. И в какой-то момент терпению труб настает предел, и они лопаются.
Пример последствия гидроудара
Последствия прорывов широко известны. Это испорченная мебель, обои, ковры. Залитые водой соседи, нервно требующие все исправить в кратчайший срок с последующей выплатой компенсации за причиненный ущерб.
А произошел гидроудар в системе отопления, то возможны и нематериальные жертвы. Горячий теплоноситель способен причинить серьезные ожоги людям, которым не повезло попасть под его струю. Да и материальные потери от воздействия горячей воды серьезнее, чем от холодной.
Если же авария случилась в лютый мороз (а поломки никогда к месту не бывают), то остановка теплоснабжения повлечет за собой и остановку котла с полной заморозкой системы.
Убытки проще предотвратить, чем компенсировать. Для этого нужно понять, как избежать их. Итак, гидроудар в системе водоснабжения, причины его появления.
Способы защиты от гидроудара
Чтобы свести к минимуму вероятность возникновения гидроудара необходимо соблюдать правила монтажа водопроводных и отопительных коммуникаций. Но, только этого недостаточно. Для более полной уверенности необходим комплексный подход, соблюдение правил безопасности и технических инструкций.
Проще говоря, чтобы защитить трубопроводные системы от гидроудара необходимо:
Плавно закрывать и открывать запорную арматуру.
При плавном закрывании крана давление в трубопроводе будет постепенно выравниваться. Ударная волна, возникающая при этом процессе будет иметь незначительную силу, и следовательно, мощность гидравлического удара будет минимальной. Плавное открывание и закрывание запорной арматуры необходимо выполнять не только на промышленных объектах, но когда запускается водоснабжение и отопление в частном доме.
Использовать в системе амортизирующее устройство.
Такое устройство представляет из себя отрезок трубы из эластичного пластика либо каучука, которым заменяется часть жёсткой трубы. Монтируется оно перед термостатом по направлению движения рабочей жидкости. В случае возникновения гидравлического удара происходит растяжение стенок эластичного отрезка трубы, и сила гидроудара значительно гасится.
Использовать гидроаккумуляторы и демпферные устройства.
Гидравлический аккумулятор применяется для поддержания стабильного давления жидкости в трубопроводной системе. Такие устройства выполнены в виде металлического герметичного бака с расположенными внутри эластичной мембраной и воздушным клапаном. В момент возникновения гидроудара, эластичная мембрана перемещается – это позволяет вместить излишек жидкости. Когда давление нормализуется, уменьшается, то мембрана возвращается в исходное положение под воздействием воздуха, расположенного с обратной стороны.
Специальные регуляторы, частотные преобразователи и прочие подобные приборы позволяют плавно регулировать снижение или увеличение скорости вращения насосных валов, которые влияют на скорость движения рабочей среды. Это позволяет уменьшить силу воздействия и снизить риск появления гидроударов. Чтобы обеспечить плавный пуск и остановку насосов в современных системах применяются специальные клапаны, работающие под управлением электричества.
Также запорная арматура может закрываться автоматически, поэтому применяются автоматические устройства плавного открытия и закрытия арматуры. Конечно вся эта электроника позволяет исключить человеческий фактор, но ставит всю систему в зависимость от электричества. Такие системы необходимо оборудовать резервным источником электроэнергии.
Использовать байпас.
Байпас – это дополнительный участок трубопровода, который монтируется в качестве обходного канала и служит для регулирования пропускной способности трубопроводной системы.
Защитный клапан реагирует на скачки давления и предохраняет систему от гидроударов. Принцип работы таких устройств достаточно прост. Как только давление рабочей среды в местах установки клапанов превышает допустимое, то клапан сразу открывается и происходит сброс давления. Как только давление уменьшается и приходит в норму – клапан закрывается.
Также эти клапаны надо устанавливать рядом с насосом. Предохранительный клапан защищает насосное оборудование в случае непредвиденной остановки в момент отключения электричества.
Применять воздушные клапаны (воздухоотводчики).
Данные устройства необходимы для успешной борьбы с воздушными пробками, которые являются одной из причин возникновения гидравлических ударов. Воздушные клапаны отводят газы из трубопроводной системы, образовавшиеся в процессе работы.
Скорость движения рабочей среды в трубопроводе большего диаметра меньше, чем в трубах с маленьким диаметром. Следовательно, уменьшается возможность возникновения гидроудара. Однако, этот способ гораздо затратнее, так как стоимость труб большего диаметра гораздо выше.
Чтобы избежать последствий, возникающих после гидроударов, необходимо выполнять все рекомендации специалистов. Тем самым защитить всю трубопроводную систему от возникновения гидравлических ударов. Это позволит обеспечить бесперебойную и эффективную работу системы на протяжении длительного времени.
Как правильно бороться с гидроударами?
Чтобы защитить трубы водоснабжения от гидравлических ударов (как разового, так и перманентного характера), необходимо нейтрализовать их негативное воздействие или хотя бы минимизировать его. Ознакомимся с несколькими эффективными способами.
Плавно перекрывать воду – поможет ли?
Согласно требованиям центрального водоканала отключать/включать следует только плавно. И правила, созданные для поставщиков промышленных масштабов, применимы и для обычных пользователей. В принципе, такое вот плавное включение или выключение продлевает длительность ударов.
Сила ударов остается прежней, но воздействует она не кратковременно, а как бы поэтапно, распределяясь на определенное количество отрезков времени. Как результат – суммарная сила гидроудара не меняется, в то время как его мощность заметно снижается. И если мы будем понижать/повышать показатель давления, объем или скорость движения воды плавно, то защитим тем самым контур от возможных повреждений.
Другой способ – модернизируем систему
Приведенные ниже действия, направленные на реконструкцию системы, помогут избавиться от постоянных гидравлических ударов.
- По направлению движения воды устанавливаются специальные амортизирующие приборы. Другими словами, участок трубы, находящийся перед термостатом, меняется на аналогичный пластиковый участок (пластик, как известно, эластичен) или же их армированного каучука, стойкого к высоким температурам. Длина участка под замену обычно не превышает 30-ти сантиметров – этого вполне достаточно. Если длина трубопровода достаточно большая, то можете увеличить амортизатор примерно на 10 сантиметров.
- В клапан-терморегулятор вводится шунт, просвет которого не превышает 0,4 миллиметра. Со стороны циркуляции воды в термостат ставится узкая труба с диаметром в 0,2-0,4 миллиметра. И если система будет работать нормально, то шунт никаким образом влиять на работу не будет, а вот если давление повысится, то он плавно снизит показатель. Разумеется, сделать все это сможет только специалист, отлично разбирающийся в термостатах. Людям неопытным браться за это не нужно.
Обратите внимание! Шунтирование применимо исключительно для систем с новыми трубами, выполненными из качественного материала. А вот различные примеси и ржавчина очень быстро засорят небольшое отверстие
Также для устранения угрозы гидравлического удара можно использовать предохранительный клапан, который будет выпускать определенное количество воды в случае избытка давления
В результате нагрузка на оборудование, да и на сам материал, снизится. Необходимо лишь настроить функцию, при которой будет функционировать клапан. Ведь если параметр открытия будет чересчур высоким, то предотвращения гидроудара не выйдет
Также для устранения угрозы гидравлического удара можно использовать предохранительный клапан, который будет выпускать определенное количество воды в случае избытка давления. В результате нагрузка на оборудование, да и на сам материал, снизится. Необходимо лишь настроить функцию, при которой будет функционировать клапан. Ведь если параметр открытия будет чересчур высоким, то предотвращения гидроудара не выйдет.
Последний вариант. В локальных водопроводах (речь идет о частных домах) гидроудар в системе водоснабжения нередко предотвращается с помощью разного рода гидроаккумуляторов. Обычно эти приспособления идут в комплекте с насосными станциями и выполняются в виде емкостей объемом от 30-ти литров, разделенных внутри на 2 части (для жидкости и воздуха) посредством специальной мембраны из каучука. Если давление растет, то в первое отделение поступает вода, а во второе, соответственно, воздух. Гидравлические удары, к слову, также «скидываются» в этот резервуар. А когда напор нормализуется, гибкая перемычка выталкивает воду, растянувшую ее, обратно в систему. По статистике, это самый эффективный способ защиты от гидроударов.
Видео – Гидроудары
Как мы выяснили, гидравлические удары возникают, если система спроектирована неправильно или же не соблюдаются эксплуатационные нормы. И пусть шум вас не настораживает, но негативные последствия, описанные в приведенном ниже видео, насторожить просто обязаны. Поэтому причины лучше устранять заранее – так вы немало сэкономите на ремонте.
https://youtube.com/watch?v=eMGA5TNxfW4
Мембранный расширительный бак Reflex
Производитель Reflex предлагает целую линейку мембранных баков DE, модели которой могут использоваться в профессиональных целях. Уже в начальном сегменте серии, к примеру, можно найти компенсатор с пиковым давлением 10 бар, располагающий объемом 100 л. Максимальная температура при этом может составлять 70 °С. Как видно, главное достоинство этой версии заключается в способности принимать большие объемы теплоносителя. Использовать мембранный расширительный бак Reflex можно и в составе водоснабжающих линий, и в качестве гидроаккумуляторного блока конкретно для страховки насосной станции. В основе конструкции используется углеродистая сталь, поэтому допускается и комбинированная работа с промышленными перекачивающими установками.
Основные меры профилактики
Кроме строгого соблюдения всех установленных эксплуатационных правил, предотвратить возникновение аварии можно, если своевременно и регулярно проводить ряд профилактических действий. Вся причина в том, что в главной системе обогрева или водоснабжения абсолютно все процессы тесно связаны между собой. Непредвиденный пользователем гидроудар является всего лишь финальным деструктивным этапом, который вполне может привести к различным негативным последствиям. Все это происходит на фоне относительно плохого технического состояния годами используемых труб.
Перепады величины давления и возникающих вибраций только способствуют образованию различных трещин в толще металла. Со временем возникают более серьезные дефекты, которые после наступления гидроудара мгновенно проявляются на участках слишком высокого внутреннего напряжения. Это могут быть различные места изгибов, механические соединения и даже сварочные швы.
Профилактические манипуляции включают в себя следующие этапы:
- Своевременная проверка давления за эластичной мембраной эксплуатируемого расширительного сосуда. Если в ходе этой процедуры мастер обнаружит неудовлетворительные результаты, то без качественной корректировки эксплуатировать систему запрещено.
- Проверка работоспособности задействованных групп безопасности. Это касается отводчика воздуха, предохранительного клапана, а также классического манометра.
- Контроль положения вентилей задействованной запорно-регулирующей металлической арматуры.
- Периодическая проверка состояния всех фильтров. Эти элементы отвечают за задержку мелкого песка, классической накипи, фрагментов ржавчины. В случае необходимости мастеру нужно выполнить прочистку и последующую промывку фильтров.
- Тестирование используемой системы на наличие утечек. Также нужно проверить степень износа всех элементов.
Многие эксперты рекомендуют заменить классическую жесткую трубу пластиковым изделием. Оно более эластично в применении и способно быстро расширяться под воздействием давления. Но нужно быть аккуратными, так как не исключена разгерметизация стыков.
Профессиональный подход к профилактике, которая направлена на всеобщее поддержание оптимального состояния отопительной и водонагревательной системы, обязательно включает в себя элементарные виды работ. Оставлять без внимания этот этап не рекомендуется. Это связано с тем, что ремонт отопления в частном доме влечет за собой большие траты финансов и свободного времени. Все описанные меры защиты будут эффективными в том случае, если подходить к работе комплексно. Только в такой ситуации можно нейтрализовать различные нежелательные последствия и продлить срок слаженной работы системы.
Установка высококачественного промывного фильтра
