Гидроудар в системе отопления

Жители частных домов и квартир в многоэтажных домах часто слышат в трубопроводах отопления глухие или резкие, отчетливые удары, стук. Казалось бы – этому явлению можно не уделять особого внимания. На самом деле последствия этого явления могут не только разрушить трубопроводы и радиаторы, но и нанести травмы самим жильцам. Гидроудар в системе отопления служит причиной большинства поломок и разрушения теплотехнического оборудования. Что же делать, как избавиться от гидравлических ударов в системе отопления? Решение этого вопроса имеет огромное значение для сохранности оборудования и коммуникаций комплекса отопления. Если в централизованном отоплении меры по локализации этого явления предпринять сложно, то гидроудары в системе отопления жилого частного дома можно предотвратить.

Что значит гидроудар

Гидравлический удар (гидроудар) – физическое явление, характеризующееся резким повышением гидравлического давления на отдельном участке жидкостной системы, вызванном значительным изменением скорости потока.

В системах отопления основным видом теплоносителя является вода. Вода является несжимаемой по определению, как и подавляющее большинство жидкостей. При движении потока на его пути могут образоваться препятствия. Причем для возникновения гидроудара препятствие должно возникнуть неожиданно. При возникновении преграды жидкость теряет скорость, градиент которой стремится к нулю.

При остановке объема жидкости на него продолжает действовать сила нагнетания устройства, осуществляющего циркуляцию воды. Под воздействием силы нагнетания на участке поднимается гидравлическое давление жидкости. Давление воздействует на стенки трубопроводов, сосудов.

При резком устранении преграды движения жидкость устремляется в зону наименьшего сопротивления и давления. При этом она приобретает огромную скорость за счет разницы давлений в точке высокого давления и в свободной зоне.
Жидкость двигается с большой скоростью, при этом за счет своей несжимаемости может повредить элементы и конструкции системы отопления. Сила нанесенного удара зачастую намного превышает силу удара молотком наотмашь. Поэтому сильные гидроудары могут разрушить металлические изделия и устройства. При этом происходит разгерметизация коммуникаций и возникает опасность получения ожогов горячей водой.

Причины возникновения

Сужение трубопровода
Сужение трубопровода

Различают несколько основных причин возникновения гидроударов в системе отопления, среди них можно выделить следующие:

  1. Резкое открытие (закрытие) запорной арматуры;
  2. Наличие в системе воздушных пробок;
  3. Резкое сужение трубопровода;
  4. Изгиб трубопровода;
  5. Резкое изменение режима работы насоса – пуск или остановка.

Резкие манипуляции с запорной арматурой — открытие или закрытие – приводят к мгновенному изменению давления в зоне устройства. При закрытии повышается давление на арматуру и ее соединительные элементы. При этом часто повреждаются уплотнения резьбовых соединений, межфланцевые прокладки, а при высоком давлении – элементы запорного устройства.

При быстром открытии в зоне за арматурой имеется область низкого давления. Жидкость мгновенно устремляется в нее, приобретая большую скорость. В этом случае разрушению подвержены элементы, расположенные после арматуры. Особенно подвержены гидроударам участки с большим гидравлическим сопротивлением – изгибы трубопроводов, отопительные приборы (радиаторы, конвекторы и так далее).

Наличие воздушных пробок в системе обусловлено ее неверной конфигурацией, ошибками при монтаже. В результате ошибок монтажа не соблюдается нормативный уклон коммуникаций, образуются «мешки» и «мертвые зоны». На этих участках часто образуются воздушные пробки.

Жидкость останавливается перед пробкой, давление начинает расти. Жидкость постепенно сжимает воздушный объем и при достижении определенной величины давления прорывает препятствие. После этого она движется с большой скоростью в зону пониженного давления, нанося повреждения элементам системы.

При резком сужении трубопровода вода также приобретает высокую скорость. Сужение может быть создано при сооружении сети или в результате образования прочных отложений (накипи и так далее). Изменение диаметров трубопроводов отопления должно происходить плавно по длине.

Частая причина гидроударов – смена режима работы циркуляционного насоса. Особенно часто гидроудары происходят при пуске насоса (особенно на высокой скорости). При этом жидкость приобретает скорость и движется по коммуникациям, имевшим до этого гидростатическое давление. При пуске вода приобретает динамическую составляющую давления, это увеличивает ее скорость.

При остановке насос становится естественным препятствием на пути воды. Давление перед ним увеличивается, происходит проброс порций рабочей среды через рабочее колесо.

Гидроудары – постоянное явление в системах парового отопления. Они обусловлены разным фазовым состоянием пара и воды. Поэтому коммуникации паровых комплексов выполняются из металлов с повышенной толщиной стенки.

Основные способы защиты

Для защиты материалов, оборудования и коммуникаций от гидравлических ударов применяются следующие способы:

  1. Установка терморегуляторов со встроенным шунтом;
  2. Вставки из пластичного материала;
  3. Установка мембранных устройств;
  4. Управление режимами работы насоса по данным датчика давления в системе;
  5. Общие профилактические мероприятия.

В качестве запорной арматуры устанавливают терморегуляторы со встроенным шунтом. Шунт – трубка малого диаметра, пропускает излишки теплоносителя при повышении давления.

Стальные элементы чаще всего подвержены разрушению от гидроударов вследствие жесткости конструкции, отсутствии амортизирующего эффекта. Для создания амортизатора часто врезают небольшие участки из полимерных труб, обладающих хорошей гибкостью. При гидроударе они компенсируют ударное усилие изгибом, при этом не повреждаются.

Гидроаккумуляторы и расширительные баки также неплохо справляются с повышением давления, принимая его излишек на себя. Мембрана, выполненная из резины или полимера, изгибается, сжимает воздух воздушной камеры. В освободившееся пространство поступает вода из отопления, снижается общее напряжение в системе по давлению.

Циркуляционные насосы оснащают системой управления работой по давлению. Датчик контролирует давление воды в сети. При повышении значения он подает команду на снижение числа оборотов насоса. Такая система применима для насосов с частотным регулированием скорости вращения рабочего колеса.

Общие профилактические мероприятия по предотвращению гидроударов и их последствий:

  • Производить плавное управление запорной арматурой;
  • Включение насосов производить на низкой скорости;
  • Проверять работоспособность воздухоотводчиков и предохранительных клапанов;
  • Своевременно, регулярно стравливать воздух из оборудования;
  • Регулярно производить визуальный осмотр на предмет целостности конструктивных элементов отопления;
  • Контролировать целостность мембраны экспанзоматов.

Гидравлические удары – частое и опасное явление в сетях отопления. Своевременное их предотвращения спасет отопительные коммуникации и оборудование от повреждений, сохранит их целостность и работоспособность.

ПОДЕЛИТЬСЯ

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here