Содержание
В последнее время все чаще появляются сообщения о разрушении некоторых элементов системы отопления или водопровода. Причина поломки — гидроудар. Спасает от подобных неприятностей компенсатор (гаситель) гидроудара. Что это за устройство такое, как и где его устанавливать — читайте в этой статье.
Что такое гидроудар в трубопроводе, причины возникновения
Гидроудар — это резкое повышение давления в системах транспортирующих жидкость, которое возникает при резком изменении скорости движения жидкости. Скачок давления может стать причиной разрушения некоторых элементов системы. Разрушения происходят, если превышен предел прочности соединения или материала.
Если говорить о наших домах и квартирах, гидроудары возникают в системах отопления и водоснабжения. В системах отопления частных домов — при старте или остановке циркуляционного насоса. Да, сам по себе он давления не создает. Но резкое ускорение или останов теплоносителя и является той нагрузкой, которая действует на стенки труб и близлежащие устройства. В системах отопления закрытого типа стоит расширительный бак. Он компенсирует гидроудар, если насос находится рядом. В этом случае дополнительные устройства могут и не понадобиться. Проверить необходимость установки компенсатора можно по манометру. Если стрелка не движется или движется едва заметно, все нормально.
В централизованных системах отопления, гидроудар возникает при резком закрытии заслонки, когда быстро открывают краны для заполнения системы после ремонта/профилактики. По правилам надо делать это медленно и постепенно, но на практике случается иначе…
В водоснабжении гидроудар возникает даже при резком закрытии крана или другой запорной арматуры. Более выраженные «эффекты» получаем в завоздушенных системах. Вода при движении ударяется в воздушные пробки, что создает дополнительные ударные нагрузки. Мы можем при этом слышать щелчки или потрескивание. А если водопровод разведен пластиковыми трубами, во время эксплуатации можно заметить, как эти трубы сотрясаются. Так они реагируют на гидроудары. Вы, наверное, замечали, как дергается шланг в металлической оплетке. Причина та же — скачки давления. Рано или поздно они приведут к тому, что либо труба лопнет в самом слабом месте, либо соединение потечет (что более вероятно и чаще встречается).
Почему же раньше это явление не отмечалось? Потому что сейчас большая часть кранов имеют шаровую заслонку и поток перекрывается/открывается очень резко. Раньше краны были вентильного типа и заслонка опускалась медленно и постепенно.
Как же бороться с гидроударами в отоплении и водоснабжении? Можно, конечно, приучить обитателей квартиры или дома не крутить резко краны. Но стиральную или посудомоечную машину не научишь бережному отношению к трубам. И циркуляционный насос не замедлишь в процессе старта и останова. Поэтому в систему отопления или водоснабжения добавляют компенсаторы гидроударов. Их же называют гасителями, амортизаторами.
Что такое компенсатор гидроудара: виды, конструкция, принцип работы
Компенсатор гидроудара есть двух типов: мембранный и с подпружиненным клапаном. Они выполняют одну и ту же функцию: принимают излишки жидкости, снижая тем самым нагрузку на другие элементы системы. Так как эти устройства имеют небольшие размеры, защищают они те приборы, которые расположены в непосредственной близости.
Как устроен и работает мембранный компенсатор
Мембранный компенсатор гидроудара — это емкость, которую делит на две части эластичная мембрана. Одна из частей заполнена воздухом, вторая, в нормальном состоянии пуста. Воздух в заполненной части закачивается под определенным давлением. Для проверки/подкачки давления в этой части корпуса имеется золотник (ниппель). С завода изделия поставляются с исходным давлением в 3 Бар. Это «стандартное» значение для большинства систем отопления одноэтажных частных домов. Если давление требуется изменить, к ниппелю подсоединяют насос и доводят его до требуемого значения. Это значение — на 20-30% выше рабочего в конкретной системе. Но оно должно быть значительно ниже предела работоспособности самого компенсатора.
Пока давление в системе не превышает давление в этой части резервуара, ничего не происходит. При возникновении гидроудара, под действием возросшего давления мембрана растягивается, часть жидкости поступает в резервуар. По мере нормализации, эластичная мембрана стремиться занять свое нормальное состояние, выталкивая жидкость обратно в систему. Тем самым скачок сглаживается.
Особенности пружинного гасителя гидроудара
Второй тип компенсаторов гидроударов работает по тому же принципу: в корпус при повышении давления пропускается жидкость. Вот только доступ в емкость перекрывает пластиковый диск, который подпирается пружиной. Давление, при котором жидкость начинает поступать внутрь, зависит от силы упругости пружины. Регулировать его никак нельзя (во всяком случае пока регулируемые модели не попадались), так что приходится подбирать устройство с подходящими параметрами.
Принцип работы этого гасителя аналогичен вышеописанному. Пока давление в системе в норме, пружина прижимает диск к корпусу. При возникновении гидроудара, она сжимается, вода заходит в корпус. По мере понижения давления, оно становится меньше, чем сила упругости пружины. Она постепенно разжимается, возвращая жидкость в трубопровод.
Как видите, оба устройства работают по схожему принципу. Более надежными принято считать пружинные модели, так как рабочие элементы в них меньше подвержены износу (металлическая пружина и прочный пластик). Но мембраны также делаются из материалов, которые длительное время не теряют своей эластичности. Дополнительный плюс — возможность выставить давление, при котором мембрана начнет растягиваться. Но минусом можно считать необходимость регулярной проверки давления и, при необходимости, подкачки.
Где и как устанавливать: рекомендации по монтажу
Компенсатор гидроударов имеет небольшие размеры, в корпус может поместиться лишь небольшое количество воды (менее 200 мл обычно). Устанавливается он в непосредственной близости перед источником появления гидроудара: шаровым краном, водяной гребенкой, на шланге к стиральной или посудомоечной машине, после циркуляционного насоса, на гребенке теплого пола.
Крепить его можно в любом положении: вверх, вниз, в сторону. Для мембранных моделей только важно, чтобы был свободный доступ к ниппелю. Независимо от конструкции, не рекомендуется ставить устройство на длинных отводках от магистрали. Подводящий отрезок трубы должен быть максимально коротким.
При выборе обратите внимание на максимальное рабочее и компенсируемое давление. Второй момент — диаметр подключения. Обычно это 1/2 дюйма, но есть и на 3/4 и дюймовые.
При подключении стиральной и/или посудомоечной машины на шланг устанавливается тройник. Один свободный выход тройника идет на машину, на второй устанавливают компенсатор гидроудара.
Другие способы борьбы с гидроударом
Один из возможных вариантов нейтрализации гидроудара уже озвучивали — краны закрывать плавно. Но это не панацея, да и неудобно в наше стремительное время. И есть еще бытовая техника, ее не научишь. Хотя, некоторые производители учитывают этот момент, и последние модели делают с клапаном, который плавно перекрывает воду. Вот поэтому компенсаторы и нейтрализаторы становятся так популярны.
Бороться с гидроударом можно и другими методами:
- При разводке или реконструкции водопровода или отопления, перед источником гидроудара вставлять кусок эластичной трубы. Это армированный термостойкий каучук или пластика PPS. Длинна эластичной вставки — 20-40 см. Чем длиннее труба, тем длиннее вставка.
- Покупка бытовой техники и запорно-регулирующей арматуры с плавным ходом клапана. Если говорить об отоплении, часто наблюдаются проблемы с теплым водным полом. Не все сервомоторы работают плавно при закрытии потока. Выход — ставить термостаты/терморегуляторы с плавным ходом поршня.
- Использовать насосы с плавным пуском и остановом.
Гидроудар — действительно опасная для закрытой системы вещь. Он ломает радиаторы, разрывает трубы. Чтобы избежать проблем, лучше продумать меры борьбы заранее. Если все уже работает, но появились проблемы, разумнее и проще всего установить компенсаторы. Да, они недешевы, но ремонт обойдется дороже.
Производители, характеристики, цены
Лучше всего компенсатор гидроудара покупать известных фирм. Это не тот участок, где уместно экономить. Наибольшей популярностью пользуется несколько фирм:
- FAR. Компенсатор этой фирмы — без мембраны, с пружиной и запорным диском. Подсоединительная резьба 1/2″, максимальное давление 50 Бар, номинальное — 10 Бар. Температуру выдерживает до 100°C. Цена от 30 $.
- Uni Fitt. Та же конструкция с подпружиненным диском. Есть два варианта корпуса: латунный и латунный с никелевым покрытием. Подключение 1/2 дюйма. Максимальная температура 90°C, номинальное давление — 10 Бар, пиковое — 20 Бар. Длинна защищаемого трубопровода — 10 м. Цена от 15 $.
Есть и другие фирмы, но они не так популярны. некоторый из-за слишком завышенной цены, другие не завоевали доверие. Во всяком случае, пока.
—>
| 1/2" |
Полный прайс-лист на клапаны FAR в формате Excel вы можете скачать здесь.
Явление "гидроудара" возникает в случае внезапного открытия или закрытия оборудования (привода смесительного крана, насоса и т. п.), которое приводит к появлению избыточного давления в системе. Компенсатор гидроударов FAR принимает "на себя" избыточное давление, сохраняя нормальные рабочие параметры для компонентов системы. Также его задачей является значительное снижение шума от вибрации, которая возникает в результате закрытия потребителя воды.
Характеристики
- Присоединение — НР 1/2";
- Максимальное давление — 50 бар;
- Номинальное давление — 10 бар;
- Максимальная рабочая температура — 100°C.
Конструкция
1. Верхняя часть корпуса — латунь CW617N;
2. Пружина — AISI 302;
3. Уплотнительное кольцо — EPDM;
4. Диск — пластик;
5. Нижняя часть корпуса — латунь CW617N;
6. Зажимное кольцо — латунь CW614N;
7. Уплотнение — EPDM.
Уменьшение избыточного давления происходит посредством воздушной камеры и стальной пружины, соединенной с пластиковым диском, имеющим двойное уплотнение, которые поглощают большую часть избыточного давления.
В открытом положении потребителя давление в трубопроводе остается постоянным.
При закрытии потребителя давление в трубопроводе увеличивается, и компенсатор гидроударов FAR поглощает избыточное давление, обеспечивая защиту компонентов системы.
Компенсатор гидроударов рекомендуется устанавливать на конце трубопровода к потребителям (шаровые краны, сантехнические приборы, моторизованные клапаны и т. п.) или на коллекторах.
Пример установки компенсатора гидроударов на коллекторах Multifar.
Пример установки компенсатора гидроударов к потребителю.
Компенсатор гидроударов может быть установлен вертикально или горизонтально.
Устанавливая компенсатор гидроударов необходимо убедиться, что его расположение не создает областей, где может происходить застой воды, который приводит к размножению бактерий. Например, следует избегать установки компенсатора в верхней части стояка.
Гидравлический удар – резкий скачок давления в трубопроводе, причина которого быстрое изменение скорости потока воды. Положительный гидроудар возникает из-за резкого закрытия задвижки, а отрицательный гидроудар — из-за резкого открытия. Очень нежелателен для систем отопления и водоснабжения положительный гидроудар.
Последствиями могут стать – трещины в трубах, выход из строя насоса, теплообменника, счётчика воды, манометра и другого оборудования, работающего под давлением, и конечно прекращение водо- и теплоснабжения дома, затопление соседей в квартире с нижних этажей. Самое неприятное – разрыв трубопровода. Постоянное воздействие ударов может привести к разгерметизации даже нового водопровода.
Причины возникновения гидроудара
- Резкое закрытие/открытие запорной арматуры
- Наличие воздуха в трубах(необходимо стравливать воздух из системы)
- Перебои в работе или выход из строя насоса
- Ошибки при монтаже системы
В современной системе вместо резьбовых вентилей, которые предусматривают плавное перекрытие потока воды, чаще применяют шаровые краны , которые резко перекрывают систему. Они удобны и надёжны в использовании, но количество гидроударов возрастает с их использованием в системе.
Если система водоснабжения неправильно смонтирована, то гидроудары могут возникать и с использованием вентилей. Основная причина – резкие переходы в диаметре труб . Когда жидкость перемещается под давлением по трубе большого диаметра и доходит до места, где труба «сужается» — это тоже может стать причиной для возникновения проблем, так как любая преграда на пути жидкости, двигающейся со скоростью, изменяет её объём и, соответственно, давление. Также это относится к резким поворотам и изгибам трубопровода . Меньше всего от такого удара защищены трубопроводы с диаметром труб до 100 мм и разводкой на большие расстояния.
Гидравлический удар возникает и из-за образования воздушных пустот, особенно на изгибе трубы.
На нижеприведённом рисунке наглядно видно, что происходит с трубой при резко закрытом кране — гидроудар:
Способы предотвращения гидроударов
Защитить систему водоснабжения дома или квартиры можно по-разному:
- Сначала необходимо осмотреть всю систему на предмет обнаружения протечек и вообще пригодности к эксплуатации, степени износа труб. Старые трубы лучше заменить на новые. Надёжность системы зависит от качества материалов и правильного монтажа.
- Установка запорной арматуры вентильного типа. Плавно закрывать кран, чтобы давление в системе водоснабжения выравнивалась плавно.
- Использование труб большего диаметра . Диаметр труб выбирайте более 100 мм. Чем больше диаметр труб, тем ниже скорость потока воды и соответственно гидроудар.
- Избегайте длинных участков прокладки труб и без резких изгибов, тогда в них не будут образовываться воздушные пробки.
- Не допускайте резкого перепада температур в водопроводной трубе. При проектировании дома необходимо учитывать, чтобы трубы шли по тем местам и помещениям, где перепад температуры будет минимален. Делать теплоизоляцию труб.
- Постоянно выполняйте профилактику:
- Проверяйте работу группы безопасности: манометра, воздухоотводчика, предохранительного клапана.
- Регулярно проверяйте состояние фильтров, которые задерживают песок, ржавчину.
- Используйте компенсаторное оборудование.
Компенсаторы и гасители гидроударов
Компенсаторы и гасители гидроударов – специальные приспособления, которые способны принимать в себя часть жидкости из общей системы, когда возрастает давление, снижая его таким образом.
Если ваш дом снабжается водой из автономного источника при помощи насосного оборудования, то используйте гидроаккумулятор. Он входит в состав насосных станций и представляет собой бак с резиновой мембраной, куда при гидроударе будет сбрасываться излишняя вода до нормализации давления системы. Реле давления — элемент, который не спасёт от гидроудара, но отключит насос, когда вы перекроете кран, и давление превысит определённое значение. При этом надо учитывать, что выключение насоса не произойдёт мгновенно. Используйте насос с частотным преобразователем, который автоматически регулирует его работу и обеспечивает плавный пуск и остановку. Резкое повышение давления в системе, которое приводит к гидроудару, исключается.
В качестве амортизатора можно использовать трубу из эластичного пластика или термостойкого армированного каучука, который будет гасить энергию гидравлического удара.
Наиболее уязвимы для гидравлических ударов длинные трубопроводы, например, тёплый пол. Чтобы обезопасить такую систему, её оснащают термостатическим клапаном.
Термостат с суперзащитой. Иногда применяют термостат со спецзащитой от гидроудара. Подобные устройства имеют пружинный механизм, установленный между клапаном и термоголовкой. При избыточном давлении пружина срабатывает и не позволяет клапану полностью закрыться, как только мощность гидроудара снижается, клапан плавно закрывается. Устанавливают такой термостат строго по направлению стрелки на корпусе.
Схема устройства компенсатора гидроударов
На вышеприведённых схемах показаны примеры, как нужно правильно устанавливать компенсаторы. Они могут монтироваться горизонтально или вертикально, на коллекторах холодной и горячей воды или на любом участке трубопровода, ведущего к конечной точке потребления воды.
Здесь необходимо обратить внимание на то, что нельзя допускать застой воды у входа в компенсатор, иначе в системе могут начать размножаться бактерии. Поэтому инструкция не допускает его установку в верхней части стояка.
Согласно статистике, больше половины аварий на трубопроводах возникает не из-за коррозии или усталости материалов. Их причиной становятся гидроудары в системе водоснабжения. Но их вполне можно избежать, если сразу монтировать систему по всем правилам, и оснащать её специальными устройствами, гасящими ударную волну.
Перечисленные выше меры защиты будут более эффективными, если их применять комплексно, и всегда можно нейтролизовать неприятные последствия гидроудара и продлить срок эксплуатации труб и бытовой техники.
