Гидроудар как исправить

Что такое гидравлический удар в системе водоснабжения и отопления: последствия и способы защиты

Гидроудар в результате внезапного перекрытия запорного клапана, для иллюстрации использована тяжелая стальная пружина

Гидроудар – это повышение или снижение давления при резком скачке ненаправленного действия.

Когда гидростатический напор начинает влиять на систему, возникает энергия, действующая в трубах водоснабжения и отопления.

При внезапном повышении давления в трубах в трубопроводе происходит:

1. разрыв трубы;
2. разрушение крепежа трубы и элементов системы;
3. повреждения насосов, фундаментов, фитингов и трубопроводной арматуры.

При понижении давления:

1. смятие тонкостенных труб из сшитого полиэтилена и пластика;
2. выкрашивание цементной облицовки внутри труб;
3. подсос загрязненной воды или воздуха в трубопровод через фланцы или соединительные муфты, сальниковые уплотнения начинают засасывать воздух в местах утечек;
4. нарушение сплошности движения потока, который вызывает скачки давления;
5. макрокавитация.

Явление макрокавитации в результате внезапной остановки насоса

Причины возникновения гидроудара

Гидроудар возникает при преобразовании кинетической энергии потока воды в энергию деформации, действующую на стенки труб, на устройства в трубопроводе.

Появление гидроудара вызвано внезапным и быстрым усилением движения потока жидкости.

Например, гидроудар можно вызвать неожиданным перекрытием запорного клапана.

Он может быть, если произошел сбой работы насоса. В этот момент происходит действие силы инерции жидкостного столба на затворный клапанный механизм.

Инерционные свойства жидкости не дают скорости потока её столба подстраиваться под состояние движения. Происходит деформация воды. А деформация возникает одновременно со скачками давления.

Причина опасности гидроудара в том, что он, практически не уменьшая давления, движется стремительно со скоростью звука. А это 1000 м/с. Многие современные материалы, из которых делают трубы систем водоснабжения дома, не выдерживают и разрушаются в частях трубопровода, которых он достигает.

Таким образом, гидроудар может быть вызван основными причинами неустановившегося изменения режима течения жидкости водоснабжения:

1. Аварийная остановка насосного оборудования при отключении электрического питания или перебоя в электроэнергии.
2. Неожиданный пуск или остановка одного или нескольких работающих насосов.
3. Внезапное закрытие или открытие запорной арматуры в трубопроводной системе.
4. Возбуждение резонансных колебаний из-за насосов с нестабильной характеристикой.
5. Изменение уровня жидкости на всасывании.

Как избежать проблемы?

 От проблемы можно избавиться, используя следующие принципы:

• применять компенсирующие устройства для подсасывания жидкости и впуска воздуха;

• использовать устройства для аккумулирования энергии;

• использовать запорный клапан;

• применять алгоритм управления трубопроводной системой

Вариант #1. Плавное закрытие системы трубопровода

Одна из защит от гидроудара – плавное перекрытие отопления. Мощность воздействия энергии воды будет понижаться и минимизирует повреждения.

Вариант #2. Применение автоматических устройств

Можно использовать компенсаторы гидроудара или настроить работу насоса, воздушного бака и трубного стояка. Всё использовать в комплексе, но с применением устройств с электронным управлением и частотным преобразователем.

Аккумулирование воды в доме происходит при использовании мембранных воздушных баков и трубных стояков. Энергия аккумулируется в качестве энергии давления.

При использовании маховика насоса энергия сохраняется в виде инерционной массы. Таким образом, аккумулируемая энергия в воздушном баке в достаточном количестве поддерживает стационарный поток в течение большого отрезка времени. И служит гарантом обеспечения медленного плавного уменьшения скорости потока жидкости.

Резкое падение давления не допускается. Если воздушный бак, трубный стояк встроены в трубопровод задолго до насоса, то защита от гидроудара обеспечена.

Способы комплексной модернизации системы

Обратный клапан двойного действия, выпуск/впуск с приводом от рабочей среды

Применение защитных средств в комплексе защиты водоснабжения многоквартирного и частного дома требует полной оптимизации системы за счет модернизации оборудования.

Способ #1. Применение компенсирующих устройств и амортизаторов

Компенсатор гидроударов не требует настройки, работает автоматически. Из-за веса его нужно закрепить, чтобы снизить нагрузку на трубопровод. Не стоит забывать, что гаситель гидроудара может помочь только на холодной воде, в системе отопления он не спасет. Почему? В отоплении есть обратка и может «рвануть», например, полотенцесушитель.

Способ #2. Установка защитного клапана диафрагменного типа

Высокая надежность возможна, когда на клапанах с электроприводом контролируется время срабатывания привода и точка прерывания отключения.

То есть, на запорных клапанах с гидроприводом должны быть надежные регулирующие устройства. Это может быть ограничительная диафрагма в виде шайбы или клапаны регулировки подачи.

Следует регулярно контролировать время срабатывания привода защиты и смотреть за его надлежащим закрытием/открытием.

Способ #3. Оснащение терморегулирующего клапана шунтом

Основная задача шунтирующего механизма – регулировать и уменьшать давление при возникновении перегрузок. Шунт используют при модернизации автономных систем с трубопроводами, где применяются только новые трубы.

Способ #4. Использование термостата с суперзащитой

Термостат – это предохранительное устройство с контролирующей давление защитой. К ней относится механизм с пружиной между термоголовкой и клапаном. При достижении критической отметки давления происходит срабатывание механизма, который не допускает полное закрытие клапана.

Проведение профилактических работ

Схема воздушного бака компрессорного типа. Чтобы предотвратить образование высокого давления при возврате воды в бак, соединительный трубопровод должен быть оснащен обратным клапаном и дросселированным обводным байпасом

Профилактика оборудования и дополнительные расчёты в проектах помогают избежать гидроудара.

Чтобы убрать проявление макрокавитации после останова насоса, рассчитывают использование системы с воздушным клапаном, установленным в самой высокой точке трубопровода водоснабжения в доме – на выходе.

Применение дополнительных устройств защиты от гидроудара в квартире не гарантирует его отсутствия. На трубы из полиэтилена высокой плотности прилагается недопустимо высокое давление сразу через несколько секунд после торможения насоса. Чтобы исключить повышения, добавляют байпас с запорным клапаном между входом в систему и баком на всасывании насоса.

При одновременной остановке всех насосов клапан автоматически открывается электрогидравлическим сервоприводом с грузовым рычагом.

Выводы

Гидравлический удар способен нанести системе водоснабжения частного и многоквартирного дома значительный вред. Однако, многие недооценивают силу гидроудара, называя его маркетинговым ходом для приобретения различных защитных устройств и прочих гасителей гидроудара. Но с подобным явлением сталкиваются очень часто. Только профессиональные мастера могут сделать правильный монтаж системы водоснабжения и отопления, чтобы ее защитить.

Причиной больше половины поломок в водоснабжающих магистралях является гидроудар. Из-за него подача воды останавливается, а если есть слабые места в водоподающей магистрали, возможно залитие квартиры и затопление соседей снизу. Такие риски разумно застраховать— если произойдет авария, страховая компания компенсирует ущерб, когда вы представите документальные доказательства. Разумно, если в полис будет включена гражданская ответственность. Тогда страховщики самостоятельно решат проблемы с соседями, выплатив им компенсацию ущерба, возникшего по вашей вине. Но, конечно, до страхового случая лучше не доводить, предусмотрев все причины неполадок в водоподающей магистрали.

Что такое гидроудар

Так называют ударную волну, которая распространяется по поверхности труб и арматурных деталей. Резкий перепад давления приводит к разрушению элементов магистрали. Во время гидравлического удара трубы гудят, внутри них стучит, щелкает. Если проигнорировать эти звуки, есть риск, что трубопровод прорвет, а арматурный узел, например кран, может сорвать.

Возникновение гидравлического удара связано с тем, что:

1. Происходит столкновение водяного потока с возникшей на его пути преградой, к примеру, пробкой воздуха.

2. Из-за повышенной скорости движения потока происходит уплотнение водяного слоя, давление в трубе нарастает.

3. Выхода у жидкости нет, потому что труба герметична. Она сильнее давит на стенки магистрали, повреждая их.

Обычно гидравлический удар происходит при высокоскоростном передвижении воды в трубах, в трубах маленького диаметра и при резком закрытии прохода на участке магистрали.

Почему он происходит

Опасность гидроудара повышается, когда резко перекрывают либо открывают кран, блокирующий подачу воды. Также напор в трубах может вырасти из-за того, что:

• в замкнутом сетевом контуре образовалась воздушная пробка;
• неисправен либо сломался циркуляционный насос;
• насосная станция подключается и выключается без контроля из-за перебоев электросети;
• в водопроводную сеть вода поступает с излишком.

Нередко динамический удар появляется из-за установки шаровых кранов. Они конструктивно не могут обеспечить плавного хода, за счет чего водяной поток перекрывается слишком быстро.

В чем последствия гидроудара

При постоянном повышенном давлении даже самые надежные трубопроводы способны разгерметизироваться. Трубу может прорвать и при единичном, но сильном ударе. Такое явление приведет не только к невозможности снабжения водой, но и к другим серьезным последствиям.

При аварии из-за гидравлического удара:

• Нарушается герметичность труб, приходят в негодность запорные устройства.
• Водный поток затопляет помещение, что ведет к порче облицовки и предметов интерьера, при сильной аварии — в квартирах ниже по всему стояку.
• Если прорыв возник в отопительной системе либо ГВС, возникает опасность термоожогов у людей и домашних питомцев.

Величина ущерба во многом зависит от того, где на линии возникла преграда. Если она образовалась в начале сети, риск гидроудара ниже, поскольку давление там меньше. Если же в конце, вероятность аварии значительно выше.

Как предотвратить неприятности

Если не переустраивать водопроводную, отопительную систему, защититься от гидравлического удара возможно путем плавного переключения запирающей арматуры. Если кран движется туго, можно вращать его легкими рывками. Частичная модернизация водоподающей линии возможна за счет подсоединения насоса с автоматическим управлением. Но при частых гидравлических ударах необходимо переустройство всей системы. Например, можно:

• Установить трубы большого сечения. В них риск гидравлического удара меньше, поскольку широкий проход снижает скорость движения водного потока.
• Врезать амортизирующие эластичные вставки перед запорным краном. При возрастании давления воды они расширяются, что снижает напор. Для обычного домашнего водопровода достаточно амортизирующих вставок длиной 20–30 см. Если же водоподающая линия сильно растянута, длина амортизатора достигает 40 см.
• Смонтировать защитный клапан-диафрагму. Деталь ставят на отводе трубы водоснабжения рядом с помповым устройством. Это позволяет сделать сброс лишнего объема воды при нарастании давления.

Защитный элемент во внутренних водопроводах срабатывает при поступлении сигнала от электроконтроллера либо за счет работы пилотного прибора быстрого реагирования. Компенсатор приходит в действие при нарастании давления свыше безопасного значения, защищает трубы и насос при резкой остановке.

В сетях подачи горячей воды и отопления защита от удара будет мощнее, если оснастить термоклапан шунтом — узенькой трубкой с внутренним сечением от 0,2 до 0,4 мм. Ее ставят в направлении продвижения теплоносителя. Но такая установка возможна, если система новая, трубы не заржавели, не покрылись налетом. В ином случае хлопья ржавчины и осадочный налет сделают шунтирование неэффективным. Поэтому, если шунт монтируют в начале трубопровода, нужно установить специальные фильтры.

Также в трубопроводных магистралях с горячим содержимым должны быть установлены защищающие термостаты. Приборы контролируют давление и перекрывают движение теплоносителя, если напор увеличился до опасных показателей. Такие устройства оснащают пружинным механизмом между клапаном и термоголовкой. Он срабатывает, когда давление сильно нарастает.

Чтобы гидравлические удары не испортили водоподающие системы, необходимо регулярно проверять работоспособность всех деталей сети, очищать и промывать фильтры. Но самостоятельно делать это возможно лишь в домашних условиях. За состоянием труб на участке, что относится к общедомовому имуществу, следит управляющая компания. И она же несет ответственность с компенсацией ущерба, если там происходит неполадка.