Jednym z głównych problemów w działaniu autonomicznych systemów grzewczych i zaopatrzenia w wodę jest spadek ciśnienia. Uderzenie wodne w systemie zaopatrzenia w wodę i podgrzewania wody, wynikające z tego gwałtownego spadku, może spowodować poważne uszkodzenia. Należy ostrzec, zgadzasz się?
Powiemy Ci, jak zapobiegać zjawisku i neutralizować jego negatywne konsekwencje, zapewniając nieprzerwaną pracę obwodów. Tutaj dowiesz się, jakie metody są stosowane, aby wykluczyć uderzenie wodne w systemach transportujących wodę do kranów i urządzeń grzewczych.
W artykule przedstawionym do zapoznania się szczegółowo opisano młot wodny. Wymieniono środki zapobiegawcze, które wykluczają wystąpienie niebezpiecznej sytuacji. Dla jasnego zrozumienia trudnego tematu dołączone diagramy, ilustracje fotograficzne i filmy.
Co to jest młot wodny?
Uderzenie wodne to krótkotrwały, ale znaczny skok ciśnienia w systemie wypełnionym płynem. Zjawisko to występuje, gdy strumień płynu zderza się z przeszkodą na swojej drodze. Typowe przykłady występowania takich barier obejmują gwałtowne zachodzenie na siebie zaworów, nagłe zatrzymanie pompy, korek powietrzny itp.
W obliczu przeszkody przepływ wody przez bezwładność kontynuuje przepływ z prędkością, z jaką poruszał się, aż pojawiła się przeszkoda. Pierwsze warstwy mające kontakt z przeszkodą są zagęszczane z tą samą prędkością ze względu na przybycie kolejnych warstw.
Z powodu ciągłego wtryskiwania nowych warstw przepływu ciśnienie gwałtownie rośnie, a ciecz „szuka” sposobu na zrzucenie swojej części w celu jej rozładowania.
Galeria obrazów
Zdjęcie z
Niebezpieczeństwo późnego uderzenia młota wodnego
Zerwanie spawanych rur metalowych
Zerwanie rury gwintowanej
Uszkodzenie uzwojenia i uszczelek
Zawory odcinające w systemie zaopatrzenia w wodę
Ustawienie fabryczne manometru
Problemy z wodomierzami
Podobna sytuacja prawie zawsze występuje, gdy przepływ zostaje przerwany przez zawór kulowy lub zawór. Na pierwszy rzut oka zjawisko to może wydawać się nieszkodliwe. I tak wielu właścicieli nie przywiązuje do niego dużej uwagi.
Ale w rzeczywistości, jeśli znajdziesz przesłanki do wadliwego zaparzania rur i kształtek, warto je jak najszybciej wyeliminować. Rzeczywiście, z powodu uderzenia wodnego w systemie grzewczym pojawiają się pęknięcia i pęknięcia, a także uszkodzenie sprzętu.
Ten poważny problem może być poprzedzony kliknięciami i uderzeniami, a także zewnętrznym hałasem w rurach doprowadzających wodę, któremu towarzyszy charakterystyczny „warczenie”.
Klikanie występuje głównie w miejscach, w których większe rury są połączone z mniejszymi sekcjami. Woda płynąca wzdłuż ich wewnętrznych ścian napotyka przeszkodę, choć gorszą, ale jednak.
Regularne występowanie uderzeń wodnych negatywnie wpływa na działanie systemu, znacznie skracając jego żywotność
W nagłych przypadkach skutki uderzenia wodnego mogą wpływać na:
- ekwipunek (szczelność rurociągów jest zerwana, a urządzenia grzewcze zniszczone);
- własność (woda wypływająca z uszkodzonej sieci spowoduje zalanie obudowy i doprowadzi do uszkodzenia mebli);
- gospodarstwo domowe (jeśli naruszenie nastąpiło w systemie grzewczym, istnieje niebezpieczeństwo poważnych oparzeń termicznych).
Według statystyk „lwia część” wypadków na rurociągach, wynosząca około 60%, występuje z powodu uderzenia wodnego. Częściej negatywne konsekwencje tego efektu można zaobserwować w zużytych rurach pokrytych korozją.
Konsekwencje regularnych wstrząsów hydrodynamicznych mogą być nieprzewidywalne, a najczęstszym z nich jest przełom.
Powoduje to najwięcej problemów w przypadku przedłużonych rurociągów, na przykład podczas układania „ciepłej podłogi”, wzdłuż której konturów krąży ciecz podgrzana do określonej temperatury.
Stopień uszkodzenia zależy w dużej mierze od umiejscowienia bariery: jeśli jest na początku przedłużonego rurociągu, wielkość podwyższonego ciśnienia będzie nieznaczna, ale jeśli na końcu będzie znacznie wyższa.
Najczęściej efekt przejawia się, gdy w instalację systemu grzewczego zaangażowane są rury o różnych średnicach. Jeśli rury „wielu rozmiarów” za pomocą adapterów nie zostaną doprowadzone do wspólnego „mianownika”, wzrost ciśnienia w systemie grzewczym jest nieunikniony. W tej sytuacji, aby chronić system, obwód jest wyposażony w specjalny zawór - termostat.
Przyczyny uderzenia wodnego
Fizyczny charakter tego zjawiska polega na całkowitej utracie lub znacznym spadku przepustowości rur wodociągowych, w wyniku czego wzrasta ciśnienie cieczy w układzie.
W domach, w których komunikacja inżynierska była niepiśmienna, projektowano i wyposażano, często słychać charakterystyczne stukanie i klikanie w rurociągu.
Są zewnętrznym przejawem uderzenia wodnego i powstają, gdy krążenie cieczy nagle zatrzymało się w zamkniętym układzie, a następnie jego ruch nagle wznowił.
Naturalne korki rurociągu to często korki w ruchu lotniczym, adaptery o większej średnicy do mniejszej lub zainstalowane zawory odcinające
Jeśli przeszkoda pojawi się na drodze wody poruszającej się z określoną prędkością, jej prędkość zwolni, a głośność będzie nadal rosła. Nie znajdując wyjścia, tworzy falę wsteczną, która zderzając się z głównym zbiornikiem wody zwiększa ciśnienie w układzie. Czasami może osiągnąć próg 20 atm.
Ze względu na szczelność linii skumulowana objętość nie ma dokąd pójść, ale potężna energia wciąż szuka drogi wyjścia do środowiska zewnętrznego. Siła uderzenia wynikająca z takiego zderzenia stwarza niebezpieczeństwo pęknięcia rury, która nie ma odpowiedniego marginesu bezpieczeństwa.
Z tego powodu do rozmieszczenia systemu konieczne jest użycie bezszwowych rur wodno-gazowych dostosowanych do sieci wodnych zgodnych z GOST 3262-75 lub szczelnych analogów metalowo-plastikowych wykonanych zgodnie z GOST 18599.
W wyniku trwałego oddziaływania energii wody zarówno rurociąg, jak i sztywne elementy systemu zostaną stopniowo lub szybko zniszczone
Głównymi czynnikami wywołującymi występowanie młota wodnego w rurach są:
- nieprawidłowe działanie lub awaria pompy obiegowej;
- obecność powietrza w zamkniętej pętli systemu;
- przerwy w dostawie prądu;
- przy nagłym odcięciu zaworów odcinających.
Krótkotrwały wzrost ciśnienia w obwodzie zamkniętym z powodu wstrzyknięcia cieczy powyżej ustawionej normy może wystąpić, jeśli wirnik rozpocznie ruch z dużymi prędkościami, gdy pompa jest włączona.
Ostatnio, gdy wyposaża się autonomiczny system ogrzewania, zamiast starych zaworów i zasuw, coraz częściej stosuje się zawory kulowe, których urządzenie nie zapewnia płynnego przebiegu.
Ich zdolność do szybkiego działania ma drugą stronę, będąc jedną z najczęstszych przyczyn uderzeń wodnych.
Jeśli powietrze nie zostało uwolnione z układu podczas uruchamiania układu, w momencie otwarcia zaworu kulowego powietrze zderza się z praktycznie nieściśliwym płynem
Z punktu widzenia bezpieczeństwa bardziej preferowane są kurki gwintowane, ponieważ dzięki stopniowemu odwijaniu skrzyń osi zapewniają płynne otwieranie / zamykanie zaworów odcinających.
Podobna sytuacja ma miejsce, gdy powietrze nie jest uwalniane z obwodu przed uruchomieniem systemu. W momencie otwarcia kranu woda zderza się z korkiem powietrznym, który w układzie zamkniętym działa jak rodzaj pneumatycznego amortyzatora.
Jak uniknąć problemu?
Właściwa ochrona instalacji rurowej doprowadzającej wodę pomoże zmniejszyć intensywność i zneutralizować efekt nadciśnienia.
Mechanizmy ochronne systemów autonomicznych przed uderzeniem wodnym w większości przypadków mają na celu wyrównanie przepływu masy wody
Aby zapobiec powstaniu nadciśnienia o jednolitym i stałym charakterze, zarówno w oddzielnej sekcji obwodu, jak i w całym systemie jako całości, stosuje się szereg podstawowych środków.
Opcja 1. System miękkich zakładek
Jest to jedno z podstawowych wymagań dotyczących uruchamiania i wyłączania systemów rurowych, które jest wyraźnie określone w dokumentach regulacyjnych.
Faktem jest, że energia szoku hydraulicznego spowodowana elastycznością ścian rury nie działa jednocześnie z całą swoją wytrzymałością. Ze względu na kompensację odkształceń sprężystych dzieli się go na kilka przedziałów czasowych.
A zatem, przy tej samej całkowitej sile uderzenia, siła uderzenia w pewnym momencie znacznie spadnie. Za pomocą łagodnego rozruchu proces narastania ciśnienia można wydłużyć w czasie, minimalizując znaczne uszkodzenia systemu.
Wybierając zawory odcinające, należy preferować produkty, które mają stosunkowo duży odstęp nakładania się wody
Dźwigi, których konstrukcja zapewnia dużą szczelinę do momentu odcięcia wody, są instalowane na etapie instalacji sprzętu.
Opcja 2. Zastosowanie urządzeń automatycznych
Należy ustawić automatyzację, aby płynnie korygować ciśnienie statyczne w systemie. Aby osiągnąć pożądany efekt, pomaga zainstalować pompy z automatyczną zmianą prędkości lub jednostki z elektronicznym sterowaniem, które są wyposażone we wbudowane przetwornice częstotliwości.
Zastosowanie automatycznych systemów pozwoli kontrolować przepływ płynu, a także odczytywać jego ciśnienie w rurociągu
Pompy wyposażone w automatyczną kontrolę prędkości silnika elektrycznego są w stanie stopniowo zwiększać / zmniejszać ciśnienie w układzie. Jednocześnie oprogramowanie wykonuje jednocześnie dwa zadania: monitoruje ciśnienie w dopływie wody i automatycznie dostosowuje ciśnienie.
Galeria obrazów
Zdjęcie z
Hydroakumulator przeciwko hydroprzepływom
Działanie zbiornika membranowego
Zbiornik membranowy do ogrzewania wewnętrznego
Dodatkowa przepompownia
Sposoby kompleksowej aktualizacji systemu
Kompleksowa modernizacja systemu obejmuje instalację urządzeń mających na celu zneutralizowanie skutków nadmiernego ciśnienia.
Metoda nr 1. Zastosowanie kompensatorów i amortyzatorów
Absorbery i akumulatory jednocześnie spełniają trzy funkcje: zbierają ciecz, eliminując jednocześnie nadmiar objętości z układu, a także pomagają zapobiegać niepożądanemu zjawisku.
Urządzenie kompensujące, którego rolą jest akumulator, jest instalowane w kierunku ruchu wody w tych przedziałach obwodu grzewczego, w których istnieje duże prawdopodobieństwo wahań ciśnienia w układzie.
Akumulator hydrauliczny lub wygaszacz to stalowa kolba o pojemności do 30 litrów, w tym dwie sekcje oddzielone gumową lub gumową membraną.
Kiedy w układzie występuje nadmierne ciśnienie, słup wody w pierwszej sekcji zaczyna wywierać nacisk na membranę separacyjną, dzięki czemu wygina się w kierunku komory powietrznej
Gdy ciśnienie wzrasta, wstrząsy hydrauliczne „uruchamiają” zbiornik. Ze względu na wygięcie gumowej membrany w kierunku komory powietrznej w momencie podnoszenia słupa wody osiąga się efekt sztucznego zwiększenia objętości konturu.
Jako urządzenia pochłaniające wstrząsy używaj rur wykonanych z żaroodpornego wzmocnionego kauczuku lub elastycznego tworzywa sztucznego.
Elastyczny materiał amortyzatorów spontanicznie gasi energię uderzenia wodnego w punkcie, w którym ciśnienie osiągnęło wartość krytyczną
Aby osiągnąć pożądany efekt, wystarczy użyć produktu o długości 20-30 cm. Jeśli rurociąg ma dużą długość, odcinek amortyzatora zwiększa się o kolejne 10 cm.
Metoda nr 2. Instalowanie membranowego zaworu bezpieczeństwa
Zawór bezpieczeństwa typu membranowego jest umieszczony na wylocie rury obok pompy w celu odprowadzenia określonej ilości wody z nadmiarem ciśnienia.
Zawór bezpieczeństwa, wyposażony w sztywną uszczelkę, która pełni funkcję szybkiego obniżenia ciśnienia, jest niezawodnym bezpiecznikiem systemu autonomicznego
W zależności od producenta i typu modelu zawór bezpieczeństwa jest napędzany elektrycznym sterowaniem sterownika lub za pomocą pilotowego urządzenia szybkiego działania.
Urządzenie działa, gdy ciśnienie przekroczy bezpieczny poziom, chroniąc pompownię, gdy sprzęt nagle się zatrzyma. W momencie niebezpiecznego wzrostu ciśnienia otwiera się całkowicie, a gdy spada do normalnego poziomu, regulator powoli się zamyka.
Metoda nr 3. Wyposażenie zaworu termostatycznego w bocznik
Bocznik jest wąską rurką o prześwicie 0,2-0,4 mm, która jest instalowana w kierunku obiegu chłodziwa. Głównym zadaniem elementu jest stopniowe zmniejszanie ciśnienia, gdy pojawiają się przeciążenia.
Wąską rurkę, której zakres przekroju nie przekracza 0,2-0,4 mm, umieszcza się po stronie, z której ciecz wchodzi do termostatu
Metoda obejściowa jest stosowana w układach autonomicznych systemów, których rurociąg składa się tylko z nowych rur. Wynika to z faktu, że obecność rdzy i osadów w starych rurach może obniżyć wydajność manewrowania do „nie”. Z tego powodu podczas stosowania bocznika na wlocie do obwodu grzewczego zaleca się zainstalowanie wydajnych filtrów wody.
Metoda nr 4. Korzystanie z termostatu z super ochroną
Jest to rodzaj bezpiecznika, który monitoruje ciśnienie w systemie i nie pozwala mu działać po osiągnięciu przez wskaźnik punktu krytycznego. Urządzenie jest wyposażone w mechanizm sprężynowy umieszczony między głowicą termiczną a zaworem. Mechanizm sprężynowy działa przy nadciśnieniu, uniemożliwiając całkowite zamknięcie zaworu.
Takie termostaty są instalowane ściśle w kierunku wskazanym na obudowie.
Prace konserwacyjne
Oprócz ścisłego przestrzegania zasad eksploatacji rurociągów, w odpowiednim czasie środki zapobiegawcze zapobiegają wypadkom. W końcu wszystkie procesy w systemie zaopatrzenia w wodę lub obiegu grzewczym są ze sobą połączone. A młot wodny jest tylko ostatecznym niszczycielskim „spadkiem”, który może prowadzić do negatywnych konsekwencji na tle niezadowalającego stanu technicznego zaopatrzenia w wodę.
Drgania rurociągu i zmiany ciśnienia przyczyniają się do powstawania mikropęknięć w strukturze metalowej. Defekty, które powstają w czasie podczas uderzenia młotem wodnym, natychmiast pojawiają się w obszarach zwiększonego naprężenia wewnętrznego: połączeń mechanicznych, zgięć i spoin.
Zapobieganie polega na zrównoważeniu systemu grzewczego, które jest wykonywane po zakończeniu instalacji lub naprawie ogrzewania w prywatnym domu
Główny kompleks prac wykonywanych podczas prewencji:
- kontrola stanu grupy bezpieczeństwa: zawór bezpieczeństwa, odpowietrznik i manometr;
- okresowa kontrola ciśnienia za membraną zbiornika wyrównawczego, a po wykryciu niezadowalających wyników i ich korekcie;
- testowanie szczelności systemu i sprawdzanie stopnia zużycia rur;
- śledzenie położenia zaworuzawory blokujące i regulujące wycieki;
- regularna kontrola stanu filtra, opóźnianie kamienia, cząstek piasku i rdzy, w razie potrzeby - czyszczenie i mycie elementów;
Zapobieganie mające na celu utrzymanie stanu pracy instalacji wodno-kanalizacyjnej obejmuje proste rodzaje pracy. Ale ignorowanie ich nie jest tego warte. W końcu może to prowadzić do znacznej straty pieniędzy i czasu na przeprowadzenie pełnowartościowych napraw.
Wymienione środki ochronne są najbardziej skuteczne, jeżeli są stosowane kompleksowo. Ale dzięki zintegrowanemu podejściu do rozwiązania problemu możesz zneutralizować negatywne konsekwencje, a tym samym przedłużyć żywotność systemu.
Wideo nr 1. Uderzenie wodne, jak to się dzieje:
Wideo nr 2. Test wydajności wygaszacza:
Uderzenie wodne w systemie zaopatrzenia w wodę jest częstym zjawiskiem, które może spowodować poważne szkody. Twoim zadaniem jest jak najszybsze rozwiązanie problemu. Rzeczywiście, gdy sytuacja się powtarza, elementy systemu wkrótce zawiodą. A naprawa po tym będzie kosztować znacznie więcej.
Proszę zadawać pytania i pisać komentarze w poniższym bloku. Czekamy na Wasze historie o tym, jak zarejestrowaliście młot wodny w systemie lub zauważyliście jego konsekwencje. Twoja opinia na temat dostarczonych informacji jest interesująca.