Доукомплектация терморегулирующего клапана
Эта вспомогательная деталь представляет собой компактную трубку. Итоговый просвет может варьироваться от 0.2 до 0.6 миллиметров. Шунт монтируют по направлению циркулируемой жидкости. Основная задача детали – постепенно снижать давление при выявлении перегрузок. При проектировании автономных систем обязательно используют метод шунтирования, так как только в этом случае можно оградить новый трубопровод од поломки.
Этот эффект обусловлен тем, что в износившихся трубах присутствует ржа и другой мусор, который является серьезной преградой на пути к достижению желаемого результата. Именно по этой причине во время использования шунта на самом выходе в обустроенный отопительный контур желательно установить высококачественные водяные фильтры.
Настройка системы отопления
Это является одним из обязательных этапов работ по созданию обогрева. Настройка должна выполняться и после монтажа, и когда проведен ремонт отопления в частном доме. В ходе всех этих работ возможны разные ситуации, и отнестись к ним надо очень внимательно. Задача, как настроить систему отопления, во многом связана с устранением недостатков и ошибок, допущенных при проектировании и выполнении монтажа. В конечном итоге благодаря этому система станет более экономичной, долговечной и легко управляемой.
Балансировка системы отопления
На первом этапе необходимо проверить и при необходимости изменить толщину труб в разводке. С этим достаточно просто ошибиться, особенно если применяется естественная циркуляция. Когда система уже работает, то такие изменения выполняются при модернизации или в случаях, предусматривающих серьезный ремонт системы отопления. Кроме того, проверяются остальные элементы системы, а также соответствие и правильное использование оборудования и заполнение системы нужным количеством воды.
В тех случаях, когда происходит плохая циркуляция в системе отопления, порой достаточно просто прочистить фильтр перед отопительным котлом, чаще всего это решает проблему. Такой результат в первом приближении позволяет считать, что система работает, и можно приступать к ее балансировке и регулировке температуры.
Правильный монтаж, использование соответствующего оборудования и выполнение несложных требований эксплуатации системы отопления обеспечат ей долгий срок службы и позволят избежать неприятностей, связанных с сопутствующими явлениями, например таким, как гидроудар.
Природа гидравлического удара ↑
Стук и щелчки, сигнализирующие о произошедшем в замкнутой системе резком, мощном, кратковременном повышении давления, происходят в результате внезапного торможения циркулирующей по контуру жидкости.
Гидравлический удар, разрушающий стенки трубопровода
- аварийное отключение или поломка насосного агрегата;
- не выведенный из контура воздух, который перед включением заполняемой жидкостью инженерной системы обязательно нужно выпускать через специальные краны;
- резкое закрытие вентилей, перекрывающих циркулирующий поток.
Последняя из причин с появлением шаровых кранов наиболее распространена. При отключении и при запуске жидкости в контур с помощью устаревших устройств винтового типа плавная подача и перекрытие были обоснованы постепенным раскручиванием крановых бюкс. С точки зрения эксплуатационной безопасности винтовые краны были более рациональным решением, исключающим вероятность превышения критических значений давления.
Аналогичная физическая картина происходит в контуре с неотведенным перед включением воздухом. Резко открывая шаровое устройство, мы «сталкиваем» поток практически несжимаемой жидкости с воздушной массой, превращающейся в данном случае в пневматический амортизатор. Абсолютно напрасно нас не пугает хлопок, регулярно испытывающий на прочность наши коммуникации. В конечном итоге они могут просто не выдержать давления, значения которого могут возрасти до нескольких десятков атмосфер.
Снижение давления при гидроударе за счет установки демфера
В обеих ситуациях сильный поток воды (либо другой жидкости) с высокой скоростью врезается в преграду. Барьером может быть, как столб воздуха, так и запорная арматура. При столкновении жидкость все же слегка сжимается, немного растягиваются даже металлические трубы. Но следует осознать, что их «терпение» не бесконечно.
Регулярное «пощелкивание» наверняка слышат владельцы коттеджей с неграмотно организованными инженерными коммуникациями. Происходят они зачастую в местах сопряжения труб большого диаметра с трубами, сечение которых существенно меньше. Циркулирующий по контуру с заданной скоростью поток жидкости «упирается» пусть и не в полноценную, но все же преграду. Скорость остается прежней, разгрузка замедляется, объем жидкости увеличивается, опосредованно увеличивая давление. Если в этом месте не происходит разгрузка жидкости по разным реестрам, из-за превышения давления в данной точке может произойти прорыв.
Правила эксплуатации инженерных коммуникаций
Созданный на пути движения потока жидкости барьер формирует давление, теоретически не имеющее конечных критических значений. То есть, пара десятков атмосфер может перерасти в более серьезную величину. Жесткие детали оборудования, резьбовые соединения, трубопровод от постоянного воздействия инерции воды будет быстро или постепенно разрушаться.
1а; 1б — устройства защиты от гидравлических ударов и засорения коммуникаций
От гидравлических ударов больше всего страдают длинные трубопроводы, такие, например, как «теплый пол» с циркулирующей по трубам водой. Для того чтобы обезопасить систему от гидравлического удара «подпольный» отопительный контур оснащают термостатическим клапаном. Но он спасет пол только в случае правильной установки, в противном случае это регулирующее устройство создать дополнительную угрозу.
После перекрытия термостатического клапана, вмонтированного на входе теплоносителя в систему, вода продолжает передвижение по инерции еще какой-то отрезок времени. В участке контура, расположенном после клапана возникает вакуум, но разница в значениях давления довольно не существенна, не больше одой атмосферы. А так как оборудование рассчитано на стандарты в 4 атмосферы, вреда трубопроводу от этих перепадов нет. Установленный на выходе из системы клапан тоже перекроет движение потока теплоносителя. Только врезаясь в «барьер» жидкость, подпираемая следующей порцией, будет растягивать, ломать, крушить стенки трубопровода напором в 10 и более атмосфер.
Термостатический клапан устанавливают на входе теплоносителя
Постоянные гидроудары могут спровоцировать самую опасную аварию – прорыв трубы
Гидроудары наиболее опасны и доставляют большие неприятности в системах теплых полов. По контурам полов двигается горячая жидкость. На объем последствий влияет место, на котором образовалось препятствие. При наличии преграды в начале системы давление увеличится незначительно, если преграда образуется в конце трубопровода, то давление повысится сильнее.
Как правило, гидравлический эффект возникает, если при монтаже системы отопления использованы разнокалиберные изделия. Если посредством переходников контуры не уравнены в диаметре, значит, давление однозначно увеличится.
При нахождении жидкости внутри трубы на препятствие, ее скорость снижается, при этом объем постоянно увеличивается. Не имея выхода для разгрузки, поток создает волну в обратном направлении, которая сталкивается с общим потоком, увеличивает давление порою до максимального показателя 20 атмосфер.
Герметичность трубы не дает выйти жидкости наружу, образующаяся сила удара несет большую опасность в виде разрыва трубопровода.
Для систем отопления и водоснабжения следует применять специальные трубы без швов согласно Гост 3262 – 75, или напорные изделия из металлопластика, выполненные по Гост 18599.
Причинами для возникновения гидроударов считают:
1.неполадки функционирования насоса, обеспечивающего циркуляцию.
2.скопление воздуха внутри системы.
3.перебои в электроснабжении.
4.резкое перекрытие арматуры для затвора.
Внезапное увеличение давления в трубе возникает, если во время включения насоса работа крыльчатки начинается с огромных оборотов.
В автономной системе отопления все чаще устанавливают шаровые краны, которые не имеют плавного хода. Быстрое движение крана имеет отрицательное свойство, потому что становится причиной гидроударов.
Использование винтовых кранов считается более безопасным, потому что устройство обеспечивает плавное раскручивание буксы.
Гидроудар возникает, если запускают систему с невыпущенным воздухом. Вода, попадая в трубу, наталкивается на воздушную пробку, которая придает потоку обратную амортизацию.
Устранение проблемы.
Устранить причины возникновения гидроударов может установка защиты систем трубопроводов.
Для этого применяют различные методы.
1.Поэтапное перекрытие трубопроводной системы.
2.Установка автоматических конструкций.
Автоматическое управление должно иметь настройку на плавное изменение давления в трубопроводе. Для этого устанавливают насосы, имеющие функцию автоматического изменения количества оборотов, или оборудование, работающее с помощью электронного управления, внутри которого стоят частотные преобразователи.
Внимание! Автоматические устройства позволяют осуществлять контроль за потоком жидкости и ее давлением в системе. Автоматические насосы с регулировкой количества оборотов плавно увеличивают, либо понижают водяное давление
Автоматика направлена на выполнении двух задач: контроль за перепадами давления и его регулировка при необходимости
Автоматические насосы с регулировкой количества оборотов плавно увеличивают, либо понижают водяное давление. Автоматика направлена на выполнении двух задач: контроль за перепадами давления и его регулировка при необходимости.
Причины его появления
Появление гидравлического удара возможно в следующих случаях:
- Трубопровод заполняют жидкостью: воздух выпускают через открытый кран, но с меньшим сечением, чем труба, жидкость достигает сечения крана, который не может принять в себя весь поток. В результате внезапной преграды давлению образуется гидравлический удар.
- Подобный эффект можно наблюдать в случае внезапного закрытия запорных устройств на трубопроводе с постоянным давлением за счет чего несжимаемой жидкости внезапно перекрывается путь.
Картинка поясняет причины возникновения гидроудара
Гидроудары в трубопроводе разделяют на отрицательный (когда напор понижается в результате открытия задвижки или выключения насоса) и положительный (напор жидкости возрастает после включения насоса или внезапного перекрытия трубопровода).
Второй вариант гидравлического удара упоминают, как слишком опасный для систем отопления и водоснабжения (подробнее тут). Сильный скачок давления способствует нарушению непроницаемости запорной арматуры, вызывает расколы и трещины, выводит из строя оборудование.
Как рассчитать гидроудар в трубопроводе (качайте все формулы)?
В своих работах теоретик Н. Е. Жуковский детально описал явление гидроудара, где предоставил формулу, позволяющую определить степень повышения давления.
Последствия гидроударов в системах отопления
С приходом отопительного сезона, можно услышать, как в трубах системы отопления периодически что-то стучит и щелкает
Если подобные явления привлекают к себе внимание довольно часто, вероятно, в скором времени придется заняться ремонтом, так как появление гидроударов в системе отопления, может привести к нежелательным последствиям: вплоть до прорыва теплоносителя, выхода из строя расширительного бака или поломки отопительного прибора
В списке возможных проблем, являющихся причиной гидравлического воздействия, первое место обычно занимает совершенно разное сечение труб, используемых в системе отопления.
Постоянное сопротивление трубы с меньшим диаметром не позволяет свободно двигаться жидкости по системе. В результате повышается давление на трубы, слышится гудение или щелчки.
В данном случае потребуется капитальный ремонт системы отопления. Иначе через время трубопровод даст о себе знать.
Как избежать возникновения описанных проблем?
Этот вопрос необходимо решать сразу после монтажа или планового ремонта отопительной системы, путем ее грамотной настройки. Только таким способом можно устранить все существующие ошибки, допущенные в процессе проектирования и устройства.
В случае модернизации отопительной системы рекомендуется приобретать комплектующие детали, выполненные из износостойких и прочных материалов. Все подобранные детали должны соответствовать правилам эксплуатации системы.
Избежать нагнетания давления в трубопроводе позволяет дополнение системы специальными компенсаторами (гидроаккумуляторами), которые вбирают в себя излишнюю жидкость, тем самым предотвращают гидроудар.
Также осуществлять контроль давления потока жидкости по системе, можно используя электронасос. Оборудование плавно подает воду в систему, при малейшем изменении давления, регулирует ее подачу.
Еще подробнее об этом явлении и методике расчета смотрите в видео ниже.
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.
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
Внедрение амортизаторов
Реализуемые сегодня гидроаккумуляторы и гасители способны одновременно выполнять сразу несколько важных функций. Они не только собирают жидкость, но и устраняют лишний объем воды из системы, а также помогают предотвратить различные нежелательные проявления. Гидроаккумуляторы выполняют все функции компенсирующих агрегатов. Устанавливают их только по направлению основного потока воды на тех отсеках отопительного контура, где особенно велика вероятность внезапного снижения или подъема уровня измеряемого давления.
Своеобразный гаситель, а также гидроаккумулятор на практике представляют собой вместительную колбу из стали, в которую легко может поместиться до 35 литров жидкости. Они включают в себя сразу две разделенные долговечной каучуковой либо резиновой перегородкой секции. В случае повышения давления все гидроудары перенаправляются в резервуар. Благодаря изгибанию задействованной мембраны в момент резкого поднятия показателей специалистам удается достичь эффекта принудительного расширения контура.
В роли амортизирующих элементов выступают трубы, которые изготовлены из термоустойчивого армированного каучука либо эластичного пластика. Чтобы добиться желаемого эффекта, вполне достаточно задействовать изделие длиной 35 сантиметров. Если трубопровод отличается большой протяжностью, то и участок амортизатора нужно увеличить минимум на 12 см.
Качественный гаситель гидроударов
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.
Теория гидроудара
Возникновение явления возможно только по причине отсутствия компенсации перепадов давления. Скачок в одном месте вызывает распространение силы по всей протяженности трубопровода. Если в системе есть слабая точка, материал может деформироваться или разрушается полностью, образуется дыра в системе.
Впервые эффект был обнаружен в конце XIX века российским ученым Н.Е. Жуковским. Он же вывел формулу, по которой следует рассчитывать период времени, необходимый для закрывания крана, чтобы избежать неприятных последствий. Формула выглядит так: Dp = p(u0-u1), где:
- Dp – увеличение давления в Н/м2;
- p – плотность жидкости в кг/м3;
- u0, u1 – средние показатели скорости воды в трубопроводе до и после закрывания кранов.
Чтобы знать, как доказать гидроудар в системе водоснабжения, необходимо знать диаметр и материал трубы, а также степень сжимаемости воды. Все расчеты проводятся после установления параметра плотности воды. Она различается по количеству растворенных солей. Определение скорости распространения гидравлического удара производится по формуле c = 2L/T, где:
- c – обозначение скорости ударной волны;
- L – длина трубопровода;
- T – время.
Простота формулы позволяет быстро выявить скорость распространения удара, который, по сути, является волной с колебаниями заданной частоты. А теперь о том, как выяснить колебания за единицу времени.
Для этого пригодится формула M = 2L/a, где:
- M – продолжительность цикла колебаний;
- L – длина трубопровода;
- a – скорость волны в м/с.
Упростить все расчеты позволит знание показателей скорости ударной волны при ударе для труб из самых популярных материалов:
- сталь = 900-1300 м/с;
- чугун = 1000-1200 м/с;
- пластик = 300-500 м/с.
Теперь нужно подставить значения в формулу и просчитать частоту колебаний гидроудара на участке водопровода заданной длины. Теория гидроудара поможет быстро доказать возникновение явления и предупредить возможные риски, планируя строительство дома или замену водопроводной, отопительной системы.
