Vodné kladivo v potrubí: hlavné príčiny, dôsledky a spôsoby ochrany. Zásobovanie vodou pre súkromný dom Inštalácia systému ochrany proti vodnému rázu

Vykurovacie a vodovodné potrubia často vydávajú zvláštne zvuky, ale nie vždy sa im venuje pozornosť. Kliknutia, klepania, šklbanie - to všetko sú znaky vodného kladiva. A čo je vodné kladivo vo vodovodnom systéme, príčiny a dôsledky tohto javu - stojí za to hovoriť o tom podrobnejšie. A tiež sa naučiť, ako predchádzať problémom.

Vodné kladivo je krátkodobé silné zvýšenie tlaku kvapaliny, ktorá cirkuluje v potrubí. Tlak sa zvyšuje v dôsledku zmien rýchlosti prúdenia.

Znak zmeny tlaku ovplyvňuje typ vodného kladiva:

pozitívny - pri ktorom sa tlak zvyšuje v dôsledku náhleho uzavretia ventilu alebo aktivácie čerpacej jednotky;
negatívny - v ktorom sa tlak zvyšuje v dôsledku zastavenia čerpadla.

Podľa fyzikálnych zákonov, aj keď je kohútik náhle zatvorený, voda pokračuje v pohybe. Zastaví sa iba prietok najbližšie k ventilu, zvyšné vrstvy pokračujú v prúdení. Zrážka zastavených a pohybujúcich sa vrstiev spôsobuje zvýšenie tlaku. Ak si predstavíte, že vchod do pohybujúceho sa davu bol náhle zatvorený, prvé rady sa už zastavili - ďalšie do nich narážajú a pokračujú v chôdzi, výsledkom je tlačenica. Voda tiež pôsobí a spôsobuje vodné rázy.

Tlak sa okamžite zvýši, hladina sa zvýši o niekoľko desiatok atmosfér. Následkom sa nedá vyhnúť.

Teória vodného kladiva

Výskyt javu je možný len kvôli nedostatku kompenzácie poklesu tlaku. Náraz na jednom mieste spôsobuje, že sila sa šíri po celej dĺžke potrubia. Ak je v systéme slabé miesto, materiál sa môže zdeformovať alebo úplne zlyhať, čím sa vytvorí diera v systéme.

Prvýkrát tento efekt objavil na konci 19. storočia ruský vedec N.E. Žukovského. Odvodil tiež vzorec, podľa ktorého vypočítal čas potrebný na zatvorenie kohútika, aby sa predišlo nepríjemným následkom. Vzorec vyzerá takto: Dp = p(u0-u1), kde:

Dp – zvýšenie tlaku v N/m2;
p – hustota kvapaliny v kg/m3;
u0, u1 sú priemerné rýchlosti vody v potrubí pred a po uzavretí kohútikov.

Aby ste vedeli, ako dokázať vodné kladivo vo vodovodnom systéme, potrebujete poznať priemer a materiál potrubia, ako aj stupeň stlačiteľnosti vody. Všetky výpočty sa vykonávajú po stanovení parametra hustoty vody. Líši sa množstvom rozpustených solí. Rýchlosť šírenia vodného rázu sa určuje pomocou vzorca c = 2L/T, kde:

c – označenie rýchlosti rázovej vlny;
L – dĺžka potrubia;
T – čas.

Jednoduchosť vzorca vám umožňuje rýchlo určiť rýchlosť šírenia nárazu, čo je v podstate vlna s osciláciami danej frekvencie. Teraz si povedzme, ako zistiť kolísanie za jednotku času.

Na tento účel je užitočný vzorec M = 2L/a, kde:

M – trvanie oscilačného cyklu;
L – dĺžka potrubia;
a – rýchlosť vlny v m/s.

Na zjednodušenie všetkých výpočtov znalosť rýchlosti rázovej vlny pri náraze pre potrubia vyrobené z najpopulárnejších materiálov umožní:

oceľ = 900-1300 m/s;
liatina = 1000-1200 m / s;
plast = 300-500 m/s.

Teraz je potrebné nahradiť hodnoty do vzorca a vypočítať frekvenciu vibrácií vodného kladiva na úseku vodovodného potrubia danej dĺžky. Teória vodného kladiva pomôže rýchlo dokázať výskyt javu a predísť možným rizikám pri plánovaní stavby domu či výmene vodovodného či vykurovacieho systému.

Príčiny vodného rázu

Najdôležitejším dôvodom je náhle uzavretie uzatváracích ventilov. Ak voda tečie tenkým prúdom, riziko je minimálne, no pri prudkom otvorení/zatvorení kohútika sa nebezpečenstvo zvyšuje na maximum.

Prečo inak dochádza k vodnému kladivu vo vodovodnom systéme:

Keď sa náhle zapnú výkonné čerpadlá. Vyskytuje sa, keď je napájanie zariadení vybavených výkonnými čerpacími stanicami nestabilné.
Ak sú vo vodovodnom alebo vykurovacom systéme vzduchové kapsy. Pred uvedením uzavretých systémov s tekutým nosičom do prevádzky je preto potrebné najskôr odstrániť vzduch.

Vodné kladivo sa dnes považuje za najčastejší faktor zlyhania vodovodných systémov. Je to spôsobené príchodom nových uzatváracích ventilov, ktoré nevyžadujú dlhé otáčanie ventilu (taucet) na otvorenie / zatvorenie vody.

Stojí za to vedieť! Zvlášť nebezpečné je vypnúť silné prúdy vody - dokonca aj pri fungujúcom systéme zásobovania vodou to skôr či neskôr povedie k vodnému rázu.

Možné následky vodného rázu a jeho nebezpečenstvá

Príznaky javu môžete rozpoznať podľa cudzích zvukov v systéme: kliknutia, klepania, kolapsy. Pomôžu aj vizuálne znaky: netesné kohútiky, mixéry, lisovacie armatúry s gumovými tesneniami.

Keď je systém zásobovania vodou vystavený častým vodným šokom, dokonca aj slabej sily, tesnenia a tesnenia sa vytlačia ako prvé. Porušenie tesnosti systému môže viesť k vzniku oblastí deformácie a prasknutia rúr.

V dôsledku zvýšeného tlaku dochádza k prerušeniu dodávky vody. Ale to nie je jediný problém. Ak napríklad v bytovom dome vodné kladivo vedie k úplnému prasknutiu potrubia, celá budova zostane bez vody. Prúd tekutiny kazí majetok majiteľov bytov a susedia na spodných poschodiach sú zaplavení. V dôsledku toho sa uskutočnili práce na oprave a obnove niekoľkých obytných nehnuteľností.

Vodný ráz v teplovodnom systéme hrozí okrem trvalého poškodenia majetku aj popálením. Nebezpečenstvo nastáva pri odtlakovaní vykurovacieho systému, kde si médium udržuje teplotu +70C a je neustále pod tlakom. Prasknutie batérie alebo potrubia počas zimnej vykurovacej sezóny poškodí systém. Mrazy dokončia ničivé dielo – bude treba vymeniť potrubie.

Metódy boja proti vodnému rázu v systéme a jeho prevencie

Tlakové rázy v systémoch spôsobujú až 60 % všetkých nehôd na potrubí. Ohrozené sú najmä staré a dlhé potrubia. Opotrebované systémy majú veľa slabých miest, kde minimálny nárast tlaku vody spôsobí prasknutie. A ešte jedna skutočnosť - čím dlhšia a rovnejšia bude rúrka, tým silnejšie bude vodné kladivo. Je to spôsobené tým, že dlhšie potrubia obsahujú viac vody, čo znamená, že hmotnosť nosiča je veľká a môže spôsobiť silný pokles tlaku.

Poradte! Ak je súkromný dom vybavený guľovými ventilmi, pokušenie rýchlo ho zapnúť a vypnúť je skvelé. Jedno otočenie a kohútik je zatvorený. Toto je prísne zakázané. Následok náhleho zastavenia tekutiny sa čoskoro prejaví vytlačením gumových tesnení a následne prasknutím systému.

Existuje ochrana proti vodnému rázu vo vodovodnom systéme bytu alebo súkromnej budovy? Áno. Prvou a najdôležitejšou vecou nie je testovať silu systému náhlymi tlakovými spínačmi. Pozrime sa na niekoľko ďalších možností, ako sa vyhnúť vodnému kladivu vo vodovodnom systéme.

Hladké zatváranie kohútika

Najjednoduchší spôsob, ako predchádzať problémom. Ventil musí byť zatvorený hladko, bez trhania. Ak je uzatvárací ventil tesný, je dovolené pohybovať rukoväťou s malými trhnutiami. Akcia platí pre domáce aj priemyselné vodovodné batérie.

Pri zatváraní bude stále vodné kladivo, ale jeden silný je rozbitý na niekoľko málo výkonných. Energetický vplyv na potrubie pri jedinom náhlom pohybe je rozdelený na niekoľko malých, pričom poklesy tlaku majú čas na kompenzáciu, čím sa znižuje riziko zlyhania systému.

Zariadenia na tlmenie nárazov

Tlmiče sa používajú na ochranu potrubí s termostatmi. Ide o elastické časti potrubia, ktoré nahrádzajú tuhú časť pred montážnym bodom termostatického ventilu. Materiál zariadenia na tlmenie nárazov: guma s vysokou tepelnou odolnosťou alebo vystužený plast. Schopnosť natiahnuť a absorbovať silu zvýšeného tlaku pomáha predchádzať vodnému rázu.

Princíp je jednoduchý: pri zvyšovaní tlaku sa mäkká časť potrubia rozširuje v priemere a pôsobí ako tlmič, čím sa znižuje tlak pred uzavretým ventilom. Aby sa zabránilo vodnému rázu, stačí časť potrubia 20-30 cm, ak je systém veľmi dlhý, elastický prvok tlmiaci nárazy sa môže zvýšiť na 40 cm.

Operácia bypassu

Bude potrebná ručná úprava tepelných ventilov. Znalosť konštrukčných vlastností bude užitočná, inak môže dôjsť k poškodeniu prvku Bočník je tenká trubica s priemerom 0,2-0,4 mm, ktorá sa vkladá do ventilu v smere pohybu tekutiny. Bočník neovplyvňuje funkčnosť systému počas prevádzky, ale pri tlakových rázoch ho uvoľňuje do potrubia za ventilom.

Poradte! Posun pomôže, ak problém spočíva v tom, ako odstrániť vodné rázy vo vodovodnom systéme nových potrubí. Rozpadnuté potrubia s koróziou nie sú posunuté, hrdza rýchlo upcháva otvor. V tomto prípade namiesto inštalácie rúrky stačí vyvŕtaný otvor požadovaného priemeru.

Bezpečnostné termostaty

Ide o špeciálne zariadenia, ktoré sú navyše vybavené ochranou proti vodnému rázu. Ochrana vyzerá ako pružina namontovaná v mieste spojenia medzi ventilom a tepelnou hlavicou. Vlastnosť ochrany je popísaná v technickej dokumentácii.

Princíp činnosti je jednoduchý - pri tlakových rázoch sa pružina natiahne, čo zabraňuje tesnému uzavretiu ventilu. Prebytočný tlak sa uvoľňuje aj do potrubnej časti za ventilom. Keď sa tlak normalizuje, ventil sa zatvorí.

Poradte! Montáž termostatov, ktoré sú chránené proti vodnému rázu, sa musí vykonať v smere šípky na kryte.

Bezpečnostné ventily

Jednoduchý poistný ventil s vodným rázom funguje ako systém na uvoľnenie tlaku. Poistný ventil je inštalovaný v oblastiach najviac náchylných na vodné rázy. Zariadenia môžu pracovať nezávisle alebo prijímať príkazy ovládača.

V druhom prípade musí regulátor kontrolovať celú prevádzku systému a mať údaje o tlaku po celej dĺžke potrubia. Keď sa úroveň tlaku v oblasti inštalácie ventilu zvýši, zariadenie sa otvorí a prebytočnú vodu vypustí von. Akonáhle sa tlak zníži, ventil sa uzavrie a vráti sa do pôvodnej polohy.

Kompenzátory

Vo vnútorných vodovodných a vykurovacích systémoch sa používa kompenzátor vodného rázu. Zariadenie vyzerá ako nádrž rozdelená na dve časti gumovou membránou. Spodná časť je napojená na vodovod, takže je tam vždy voda. V hornej časti je vzduch pod tlakom. Ak je kompenzátor prvkom vykurovacieho systému, inštaluje sa v priestoroch s vysokým rizikom vodného rázu.

Princíp činnosti: pri zvyšovaní tlaku tlačí kvapalný nosič na membránu batérie, vzduch sa stláča a membrána sa pohybuje. Zväčšenie objemu zásobníka pomáha kompenzovať nadmerný tlak. Akonáhle je šok eliminovaný, membrána sa vráti do pôvodnej polohy.

Automatické ovládacie zariadenia

Jednotky sa používajú v systémoch vybavených čerpadlami. Čím výkonnejšie je čerpadlo, tým silnejšie bude vodné kladivo. Úroveň zvýšenia tlaku je určená otáčkami motora, po privedení napätia sa elektrický pohon okamžite spustí. Jediný spôsob, ako sa vyhnúť vodnému rázu, je zabezpečiť plynulý nárast rýchlosti. Použitie automatických riadiacich zariadení umožňuje ovplyvňovať frekvenčné meniče a zariadenia s mäkkým štartom.

Zmena frekvencie, ako aj postupné spúšťanie motora do prevádzky minimalizuje riziko vodného rázu. Frekvenčné meniče tiež regulujú výkon čerpadla na udržanie optimálnej prevádzky zariadenia.

Keďže vieme, čo je vodný ráz, aké sú dôsledky tohto javu a ako problém odstrániť, bolo by užitočné zmodernizovať potrubie alebo sa aspoň vyhnúť náhlemu zatváraniu ventilov a kohútikov. Zariadenia sú lacné, vydržia dlho a predĺžia životnosť celého vodovodného a vykurovacieho systému.

Podľa štatistík asi 60 % všetkých deštrukcií (prasknutí) potrubí vzniká v dôsledku vodného rázu, čo je krátkodobý, prudký a výrazný nárast tlaku v potrubí, ktorý je výsledkom náhlej zmeny rýchlosti prúdenia tekutiny. Zvyčajnými znakmi, ktoré sprevádzajú tento vážny problém, sú kliknutia, klepanie a iný hluk, ktorý sa vyskytuje v komunikáciách, ktoré nás zásobujú vodou a teplom. Mnoho ľudí im ani nevenuje pozornosť, ale vodné kladivo vo vodovodnom systéme vedie k poškodeniu zariadenia, prasklinám a rozštiepeniu potrubia. Predchádzať mimoriadnej udalosti pomôže dôsledné dodržiavanie pravidiel prevádzkovania potrubí a modernizácie inžinierskych sietí.

Povaha vodného kladiva, možné príčiny

Majitelia súkromných domov so zle usporiadanou inžinierskou komunikáciou často počujú charakteristický zvuk kliknutia a klepania, čo naznačuje, že v uzavretom systéme došlo ku krátkodobému prudkému zvýšeniu tlaku v dôsledku náhleho zastavenia pohybu tekutiny pozdĺž okruhu alebo náhle obnovenie jeho obehu.

Keď sa prúd tekutiny pohybujúci sa určitou rýchlosťou zrazí s prekážkou (vzduch alebo uzatváracie ventily), jeho rýchlosť sa okamžite nezmení, ale rýchlo sa zväčší objem, zvýši sa tlak a niekedy dosiahne 10 atmosfér alebo viac. Ak „prebytok“ nemá kam ísť, existuje riziko prasknutia potrubia.

Možné príčiny vodného rázu:

spustenie, zastavenie a porucha čerpadla alebo jeho núdzové vypnutie;
vzduch v systéme;
prudké zastavenie toku kvapaliny v okruhu, spôsobené rýchlym otváraním a zatváraním uzatváracích ventilov: kohútiky, ventily atď.

Posledný dôvod je najtypickejší, keďže ventilové kohútiky svojim hladkým chodom nahradili ich modernejšie a „ostrejšie“ guľové náprotivky.

Ak nie je zo systému odstránený vzduch, dôjde pri otvorení guľového ventilu ku kolízii vzdušnej hmoty a prakticky nestlačiteľnej kvapaliny, v dôsledku čoho môže hodnota tlaku vzrásť až na niekoľko desiatok atmosfér. Takýto pravidelný „test pevnosti“ má veľmi negatívny vplyv na stav systému ako celku a potrubia zvlášť, výsledok nie je ťažké predvídať.

Častým problémom je preťaženie vykurovacieho systému. Ako vypustiť vzduch z batérií sa dozviete v našom článku:.

Nepríjemné následky a metódy ochrany proti vodnému kladivu

Bariéra, ktorá sa náhle objaví v dráhe toku kvapaliny, vytvára tlak, ktorý sa teoreticky môže zvyšovať donekonečna. V tomto prípade sú tuhé prvky systému vystavené silnému zaťaženiu a postupne alebo náhle sa zrútia.

Následky vodného rázu môžu byť katastrofálne, najmä pre staré potrubia

Nehody spôsobené vodným rázom vo vykurovacom systéme sú sprevádzané množstvom charakteristických problémov:

zničenie potrubí a zariadení vykurovacích sietí;
prasknutie vykurovacích zariadení;
popáleniny;
dlhodobé prerušenie dodávky tepla a vody;
zaplavenie domu a poškodenie majetku.

Dlhé potrubia, napríklad vyhrievané podlahy, sú najcitlivejšie na vodné rázy. Na ochranu „podzemného“ systému je vybavený termostatickým ventilom, ktorého montáž treba zveriť do rúk dobrým odborníkom, inak sa v systéme objaví ďalší rizikový faktor.

Správna ochrana vykurovacích alebo vodovodných systémov pred vodným kladivom je zameraná na zníženie ich intenzity a neutralizáciu účinkov nadmerného tlaku.

Žiadne náhle pohyby

Najjednoduchší spôsob, ako sa chrániť pred vodným rázom, je plynulé zapínanie a vypínanie uzatváracích ventilov. Táto nuansa je jasne uvedená v normách pre prevádzku zariadení centralizovaného zásobovania vodou a vykurovacích sietí. Pravidlo je možné bez výhrad rozšíriť aj na autonómne siete.

Pointa je, že plynulé zapínanie a vypínanie predlžuje proces zvyšovania tlaku v priebehu času. Energia vodného kladiva nepôsobí celou svojou silou naraz, ale je rozložená do niekoľkých časových úsekov. Súčasne, hoci celková sila nárazu zostáva rovnaká, výkon klesá.

Možnosť využitia automatizácie

Hladký štart a zastavenie inžinierskeho systému môže byť úplne zverené automatizácii. Čerpadlá s automatickou reguláciou otáčok elektromotora po naštartovaní plynule zvyšujú tlak v potrubí a tiež systematicky pracujú v opačnom poradí. Softvérové vybavenie nielen sleduje zmeny tlaku, ale aj automaticky upravuje tlak.

Najlepší efekt prináša komplexná modernizácia systému, ktorá pomôže zabrániť vodnému rázu v potrubí. Zahŕňa množstvo rôznych aktivít.

Kompenzátory vodných rázov, tlmiče, hydraulické akumulátory

Dôležitým prvkom v systémoch vykurovania a zásobovania vodou je kompenzátor vodného rázu (aka tlmič, aka) - zariadenie, ktoré vykonáva tri dôležité úlohy naraz: akumuluje (akumuluje) kvapalinu; prijíma prebytočnú tekutinu zo systému, čím pomáha znižovať tlak v ňom; Preto pomáha tlmiť vodné rázy, ak k nim dôjde.

Kompenzátor vodného rázu (tlmič) je inštalovaný na „najnebezpečnejších“ miestach

Kompenzátor je uzavretá oceľová nádrž s elastickou membránou a zabudovaným vzduchovým ventilom. Objem môže byť buď úplne nevýznamný, alebo dosť veľký.

Zaujímavé! V Európe, ak nie je v sieti nainštalovaný hydraulický kompenzátor, záruka na domáce spotrebiče, napríklad práčku, kotol alebo umývačku riadu, sa nevydáva.

Na ochranu čerpacej stanice v prípade náhleho zastavenia čerpadla sa napríklad používa špeciálny membránový ochranný ventil proti vodnému rázu s pevným tesnením. Ovláda sa tlakom kvapaliny a má veľmi užitočnú funkciu rýchleho uvoľnenia tlaku. Nainštalujte ho za spätný ventil, na výstupe z potrubia, vedľa čerpadla.

Ventil je spoľahlivé bezpečnostné zariadenie v systémoch pod tlakom.

Inštalácia zariadenia na tlmenie nárazov

Efektívnym spôsobom ochrany je inštalácia zariadenia na tlmenie nárazov (plastové alebo tepelne odolné gumené potrubie) v smere cirkulácie kvapaliny pred termostat. Elastický materiál spontánne absorbuje energiu vodného rázu. Dostatočná dĺžka je 20-30 cm, pri veľmi dlhom potrubí možno tlmič zväčšiť o 10 cm.

Operácia bypassu doma

Kto sa vyzná v dizajne termostatu, môže do termostatického ventilu namontovať bočník s vôľou 0,4 mm alebo jednoducho urobiť otvor s rovnakým priemerom. Za normálnych prevádzkových podmienok takáto inovácia nijako neovplyvní systém, ale pri preťažení plynulo zníži tlak.

Dôležité! Posun ako spôsob ochrany proti vodnému rázu je použiteľný len pre autonómne siete s novými potrubiami. Kal a hrdza z centrálnych vedení ho robia úplne neúčinným.

Termostat so super ochranou

Niekedy sa používa termostat so špeciálnou ochranou proti vodnému kladivu. Takéto zariadenia majú pružinový mechanizmus inštalovaný medzi ventilom a tepelnou hlavou. V prípade nadmerného tlaku sa pružina aktivuje a nedovolí ventilu úplne zavrieť, akonáhle sa výkon vodného kladiva zníži, ventil sa plynulo uzavrie. Nainštalujte takýto termostat striktne v smere šípky na tele.

Vodné kladivo v systémoch zásobovania vodou a teplom je pomerne bežný a nebezpečný jav, existuje však mnoho spôsobov, ako môžete neutralizovať nepríjemné následky tohto javu a predĺžiť životnosť domácich spotrebičov a potrubí.

Príčinou vodného rázu vo vodovodnom systéme je vlastnosť vody – jej nestlačiteľnosť. Prúd vody z kuchynskej batérie je možné vypnúť rýchlym otočením rukoväte. Voda odoláva prekážke a vytvára elastickú spätnú silu. V tomto prípade voda nemá kam ísť, pretože potrubie je utesnené. Jeho energia naráža na zotrvačné prúdenie vody. Pri takejto kolízii je vodný ráz vo vodovodnom systéme určený tým, že energiu prúdu vody nemožno absorbovať jeho stlačením. V malých potrubiach sú takéto procesy bezvýznamné.

Tento jav sa zreteľne prejavuje pri výrazných rýchlostiach vody v potrubiach, silnom potrubí veľkého priemeru a ostrom uzavretí priechodu v určitej časti potrubia. Vodné rázy v systémoch možno znížiť použitím elastických materiálov na potrubia alebo inštaláciou špeciálnych kompenzátorov. Takéto nárazy môžu vyhladiť vzduchové vrecká zachytené v systéme. Ale v každom prípade zostane sila tlače nezmenená, okrem toho, že sa jej účinok zníži.

To je dostatočné na to, aby sa zabránilo poškodeniu potrubného systému. Len princíp vyhladzovania silného nárazu vody je základom mnohých ochranných konštrukcií a zariadení.

Hlavným spôsobom, ako zabrániť vodnému kladivu, je zníženie rýchlosti uzatvárania toku vody, ako aj spôsoby zníženia tlaku vo vodovodnom systéme. Na takéto účely sa používajú ventily s predĺženým driekom. To vám umožní spomaliť proces vypínania tlaku vody. Ale podobné zariadenie vyžaduje zväčšenie priemeru otvoru potrubného systému.

Vodnému rázu možno zabrániť modernizáciou tlakového okruhu a jeho úpravou. Jednou z metód riešenia bolo napojenie prvku z elastického materiálu - kovoplastu alebo plastu - na pevný potrubný systém. Na vytvorenie požadovaného výsledku je potrebných asi 400 mm tohto materiálu. Na rovnej časti potrubia je tiež inštalovaný špeciálny kompenzátor v tvare „U“, ktorý tiež znižuje vysokorýchlostný tok vody. V systéme teplej vody môže hrať podobnú úlohu vyhrievaná tyč na uteráky.

Najprogresívnejším spôsobom ochrany je spätný ventil vo vodovodnom systéme, ktorý pri silnom a náhlom zvýšení tlaku umožňuje prechod určitého objemu vody. Vďaka tomu sa znižuje zaťaženie zariadenia a materiálu potrubného systému. Dôležitým faktorom je nastavenie funkcie tohto ventilu, keď začne fungovať. Pri veľmi veľkej otváracej charakteristike je veľmi ťažké zabrániť vodnému rázu.

Vlastnosti ochranných zariadení

V miestnych moderných systémoch zásobovania vodou pre vidiecke domy sa ochrana proti vodnému kladivu aplikuje na hydraulické akumulátory rôznych typov a zariadení. Zvyčajne sú takéto nádoby už zahrnuté v súprave čerpacej stanice. Samotný hydraulický akumulátor sa najčastejšie vyrába vo forme nádrže s objemom nad 30 litrov. Vnútri je rozdelený odolnou gumovou membránou na dve časti – vodu a vzduch.

Voda sa periodicky čerpá do prvej polovice pod vysokým tlakom. Do druhej polovice sa pri danom tlaku čerpá vzduch. V tomto prípade sa do tejto nádrže vypúšťajú aj hydraulické rázy vo vodovodnom systéme. Keď sa tlak vody vráti do normálu, elastická prepážka stlačí vodu, ktorá ju deformuje späť do potrubí.

V praxi je zrejmé, že použitie iba hydraulického akumulátora je pomerne účinnou ochranou proti vodnému rázu v systéme zásobovania tlakovou vodou.

Video: Príklad výskytu vodného kladiva

Ak často počujete kliknutia a klepania vo vodovodnom potrubí, je to pravdepodobne spôsobené vodným rázom vo vodovodnom systéme, keď zatvárate kohútiky. Tento jav je veľmi častý a často vedie k čiastočnému alebo úplnému zlyhaniu systému.

Zostať nejaký čas bez vody nie je najväčší problém. Horšie je, ak dôjde k prelomu v neprítomnosti vlastníkov, čo spôsobí povodeň vo vašom a bytoch pod ním. Preto by mal každý majiteľ domu vedieť, prečo vzniká vodné kladivo, čo to je a ako mu predchádzať.

Povaha vodného kladiva

Po prvé, poďme zistiť, čo je vodné kladivo. Je to jednoduché: ide o prudký skok v tlaku vody v potrubiach v jednom alebo druhom smere.

Keď tlak prudko stúpne, keď je čerpadlo zapnuté alebo je kohútik vypnutý, najprv dôjde k pozitívnemu hydraulickému šoku, pretože voda zotrvačnosťou pokračuje v toku rovnakou rýchlosťou, ale na svojej ceste narazí na náhlu prekážku. V tomto prípade v oblasti priamo v blízkosti prekážky (napríklad uzatváracie ventily (pozri)) sa na stenách potrubia vytvára nadmerný tlak. Voda nemá kam ísť, zle sa stláča, takže steny potrubia sa naťahujú.

Pri konfrontácii s prekážkou je prúd vody vrhnutý späť a naráža na vlnu, ktorá k nemu stále prúdi. To opäť vytvára tlak na steny utesneného potrubia.
Pri prudkom odtoku vodnej hmoty z prekážky sa vedľa nej vytvorí oblasť nízkeho tlaku, v ktorej sú teraz steny potrubia stlačené. Toto je negatívne vodné kladivo.

Rázová vlna neutícha okamžite, valí sa a niekoľkokrát ustupuje s klesajúcou silou a amplitúdou. To všetko sa deje v zlomku sekundy, počas ktorej sú potrubia striedavo zaťažené kladným a záporným zaťažením.

Existujú aj iné dôvody, ktoré spôsobujú vodné rázy. Ide o vzduchové vrecká v potrubí, ostré zákruty alebo spojenia potrubí rôznych priemerov, náhle spustenie čerpadla. Akákoľvek prekážka vysokorýchlostného toku kvapaliny mení svoj objem a v dôsledku toho aj tlak.

Dôsledky a spôsoby, ako zabrániť vodnému kladivu

Teraz sa pozrime na to, čo môže spôsobiť časté vodné kladivo v domácom vodovodnom systéme, ako určiť, čo to je a ako ho odstrániť.

Čo môže viesť k prudkému zvýšeniu tlaku v potrubí?

Začnime tým, že prvým znakom vodného kladiva je hluk v systéme: klepanie, klikanie, tupé údery. Možno ich identifikovať aj podľa vizuálnych znakov. Sú to predovšetkým prietokové kohútiky a mixéry, ako aj lisovacie armatúry a konektory s gumovými tesneniami.

Keď vodné kladivo zasiahne prívod vody v domácnosti dostatočnou silou, tieto tesnenia a tesnenia sa vytlačia ako prvé. Tesnosť systému je narušená.

Pre referenciu. Tlakové rázy môžu poškodiť aj vodomery, tlakomery a iné kontrolné a meracie prístroje.

Najnepríjemnejšia vec je však prasknutie potrubia. Nebojí sa slabých otrasov, ale pravidelné vystavenie silným otrasom môže viesť k odtlakovaniu aj nového vodovodného systému.

Prasknutie potrubia v dôsledku vodného rázu

Jedným slovom, takéto javy vážne ovplyvňujú integritu potrubí a ich bezproblémovú životnosť. Niekedy si sami vytvárame problémy vlastnými rukami, zverujeme inštaláciu vodovodu nekvalifikovaným odborníkom alebo to robíme sami bez vedomostí a skúseností.

Poznámka! Výsledkom môže byť zaplavenie bytu, poškodenie nábytku a domácich spotrebičov a vážne náklady na obnovu vodovodného systému. A niekedy dôjde k vážnym zraneniam a popáleninám, ak sa pokazí vykurovacie potrubie alebo prívod teplej vody.

Čo robiť na odstránenie vodného rázu a jeho následkov

Ochrana proti vodnému kladivu vo vodovodnom systéme bytu môže byť vykonaná rôznymi spôsobmi. V prvom rade však treba urobiť audit celého systému, aby sa odhalili netesnosti, slabé miesta a vo všeobecnosti vek a vhodnosť potrubia na prevádzku.

Je lepšie úplne nahradiť staré rúry novými plastovými so zváranými spojmi. Toto je najspoľahlivejšia a najodolnejšia možnosť.

Poradenstvo. Ak nainštalujete systém rúr s väčším priemerom ako doteraz, výrazne sa tým zníži sila vodného rázu znížením prietoku.

Teraz navrhujeme preskúmať niekoľko spôsobov, ako odstrániť tento jav alebo znížiť jeho vplyv na váš vodovodný systém. Niektoré z nich sú užitočné v bytoch, iné vo vidieckych domoch s autonómnym zásobovaním. Väčšina je však univerzálna.

Začnime nimi:

Výmena kohútikov. Väčšina vodovodných batérií v našich domácnostiach má guľový dizajn, ktorý umožňuje vypnúť vodu jedným pohybom. To je veľmi výhodné pre spotrebiteľa, ale nie veľmi dobré pre systém, pretože je to náhly výskyt prekážky v dráhe prietoku, ktorá vedie k tlakovému rázu. Ak vymeníte guľové ventily za ventilové, tlak v potrubí sa pri ich zatvorení bude meniť postupne a počas dlhšieho časového obdobia.

Montáž tlmičov. Môže to byť špeciálna gumová vibračná vložka alebo elastická hadica vyrobená z plastu alebo gumy, zapustená do potrubia v jednej zo sekcií. Keď dôjde k rázovej vlne, tlmiče sa natiahnu alebo stlačia v závislosti od toho, či sa tlak v systéme zvýšil alebo znížil, a okamžite ho utlmia. Ich elastické steny sa na rozdiel od pevných stien rúr nedeformujú.

Montáž dilatačných škár. Ide o pružinové diely zaskrutkované do potrubia, ktoré absorbujú nadmerný tlak a znižujú vibrácie a hluk. Oceľová pružina umiestnená vo vzduchovej komore je spojená s plastovým diskom. Keď sa tlak v potrubí zvýši, kotúč tlačí na pružinu, čo spôsobí jej stlačenie a vytvorí priestor na absorbovanie rázovej vlny.

Stojí za to podrobnejšie sa zaoberať návrhom takýchto kompenzátorov a pravidlami ich inštalácie.

Na nasledujúcom obrázku môžete vidieť štruktúru dielu v sekcii, kde:

1 – kryt puzdra;
2 – pružina;
3 – tesniaci krúžok;
4 – plastový disk;
5 – spodná časť tela;
6 – upínací krúžok;
7 – tesnenie.

Kompenzátor vodného rázu vo vnútorných vodovodných systémoch FAR HP 1/2″

Vyššie uvedené schémy znázorňujú príklady správnej inštalácie dilatačných škár. Môžu byť namontované horizontálne alebo vertikálne, na kolektory studenej a teplej vody, alebo na ľubovoľný úsek potrubia vedúceho ku koncovému bodu spotreby vody.

Hlavnou vecou je zabrániť stagnácii vody na vstupe do kompenzátora, inak sa v systéme môžu začať množiť baktérie. Z tohto dôvodu pokyny neumožňujú jeho inštaláciu v hornej časti stúpačky.

Pokiaľ ide o technické vlastnosti, pre toto konkrétne zariadenie sú tieto:

Toto sú parametre, podľa ktorých sa zariadenie vyberá. Môžu sa líšiť.

Ak je váš dom zásobovaný vodou z autonómneho zdroja pomocou čerpacieho zariadenia, na zabránenie vodného rázu možno použiť nasledujúce metódy:

Inštalácia hydraulického akumulátora(cm). Je súčasťou čerpacích staníc a je nádržou s gumenou membránou, ktorá ju rozdeľuje na dve komory – vzduchovú a vodnú. Počas vodného rázu bude prebytočná voda vypúšťaná do tejto nádrže, kým sa tlak v systéme nenormalizuje.

Použitie, ktorý automaticky reguluje jeho činnosť a zabezpečuje hladký štart a zastavenie. V tomto prípade je vylúčené prudké zvýšenie tlaku, ktoré vedie k vodnému kladivu.

Toto sú najbežnejšie metódy, ktoré umožňujú spoľahlivo chrániť vnútorný vodovodný systém pred deformáciou a zničením.

Záver

Podľa štatistík viac ako polovica nehôd potrubí nie je spôsobená koróziou alebo únavou materiálov. Sú spôsobené vodným rázom vo vodovodnom systéme. Ale, ako ste už videli, možno sa im úplne vyhnúť, ak okamžite nainštalujete systém podľa všetkých pravidiel a vybavíte ho špeciálnymi zariadeniami, ktoré tlmia rázovú vlnu.

Čo sa môže stať, ak sa tak nestane, pozrite si video v tomto článku.

Fenomén vodného kladiva už dlho priťahuje pozornosť mnohých vedcov a vedcov.

Svojho času prejavil o túto problematiku mimoriadny záujem aj vedec N.E. Žukovského. Jeho práca, ktorá hovorí o povahe vodného kladiva, je považovaná za klasiku. So začiatkom zavádzania elektronických počítačov došlo k jasnému pokroku v metodike výpočtu vodného kladiva. Metodika výpočtu sa výrazne zlepšila.

Každý z nás pozná občasné kliknutia a klepania v potrubí vykurovacieho systému. Môže to byť spôsobené tým, že výpadky elektriny sú čoraz častejšie. Preto je potrebné venovať osobitnú pozornosť otázke ochrany proti vodnému kladivu.

Ľudia tomu v podstate nepripisujú veľký význam a nevidia vážne hrozby. Dôsledky tejto skutočnosti však môžu byť katastrofálne.

Vodné kladivo vo vodovodnom systéme môže viesť k poškodeniu a vykopaniu zariadenia. Okrem toho sa v potrubí môžu vytvárať trhliny. Aby sa predišlo núdzovým situáciám, stačí dodržiavať jednoduché pravidlá prevádzky a modernizácie inžinierskej siete.

Hlavné príčiny

Príčiny

Keď vo vodovodnom systéme dôjde k prudkému, ale silnému a krátkodobému zvýšeniu tlaku, v potrubiach sa objavia charakteristické klepania a kliknutia.

Je to dôsledok skutočnosti, že kvapalina cirkulujúca v okruhu sa náhle zastaví a spomalí.

Existuje niekoľko dôvodov, ktoré vedú k vodnému kladivu. Pozrime sa na ne podrobnejšie:

V prípade poruchy čerpacej jednotky alebo jej núdzového vypnutia;
Keď sa z okruhu neodvádza žiadny vzduch. Pred zapnutím systému a jeho naplnením kvapalinou musí byť vzduch uvoľnený cez špeciálne kohútiky;
Keď sa ventily blokujúce cirkulačný prietok náhle zatvoria.

Posledný dôvod sa považuje za najbežnejší. Je to spôsobené príchodom guľových ventilov. Keď bola kvapalina v okruhu vypnutá alebo spustená, staré zariadenia poskytovali hladký prietok a vypnutie.

Robilo sa to rytmickým odvíjaním fliaš so žeriavom. Skrutkové ventily sa považujú za bezpečnejšie, pretože neumožňujú zvýšenie tlaku nad kritickú normu.

Pozrite si video o príčinách vodného rázu a všetkých procesoch, ktoré sa v súčasnosti vyskytujú v potrubiach:

To isté sa deje v okruhu, ak sa z neho pred zapnutím neodstráni vzduch. Guľôčkové zariadenie sa otvorí a tým dôjde ku kolízii vystreľovanej kvapaliny s prúdom vzduchu.

V tomto prípade možno vzduch prirovnať k pneumatickému tlmiču. Preto, ak vo svojom komunikačnom systéme počujete pukanie alebo klikanie, určite tomu venujte pozornosť.

V opačnom prípade sa môže stať, že váš vodovodný systém jednoducho nevydrží tlak, pretože jeho hladina sa môže zvýšiť na niekoľko desiatok atmosfér.

Tlmič ako spôsob ochrany

Keď sa silný prúd vody pohybuje veľkou rýchlosťou cez komunikačný systém, objaví sa mu v ceste bariéra, do ktorej narazí. Ako prekážka môže pôsobiť vzduchový stĺpec alebo uzatvárací ventil.

Keď sa zrazí so vzduchom, kvapalina sa stiahne. Rúry sa zase trochu roztiahnu, čo môže viesť k negatívnym následkom.

Kedy sa kliknutia objavili v kanáloch?

Ak vo svojom dome často počujete kliknutia a klopanie, znamená to, že vaša inžinierska komunikácia je organizovaná úplne negramotne.

K tomu dochádza, pretože veľké rúry sú spojené s rúrkami, ktoré majú oveľa menší priemer.

Keď teda kvapalina cirkuluje po okruhu určitou rýchlosťou, objaví sa v jej dráhe prekážka, o ktorú sa opiera.

Rýchlosť sa nemení, ale vykladanie sa spomaľuje a objem kvapaliny sa zvyšuje, v dôsledku čoho sa zvyšuje tlak.

V tomto bode by mala byť voda vyložená podľa rôznych registrov. Ak sa tak nestane, potom vysoký tlak môže viesť k prielomu.

Čo sa stane so systémom po vodnom kladive?

Dôsledky vodného rázu - prasknutie radiátorov

Ako ste už pochopili, bariéra, ktorá sa nachádza v ceste pohybujúcej sa tekutiny, vytvára tlak.

V skutočnosti nemá určité kritické hodnoty. Niekoľko desiatok atmosfér sa môže zmeniť na oveľa väčšiu hodnotu.

Zotrvačnosť vody, ktorá neustále ovplyvňuje komunikačný systém, môže viesť k zničeniu pevných častí zariadenia, závitových spojov a potrubia ako celku.

Vodné kladivo spôsobuje najväčšie problémy dlhým potrubiam. Napríklad „teplá podlaha“ má dlhé rúry.

Aby sa v systéme nevyskytovali vodné rázy, je potrebné do okruhu „podlahového“ vykurovania namontovať termostatický ventil.

Táto časť plní funkciu regulačného zariadenia. Vašu podlahu však ochráni len vtedy, ak je správne nainštalovaná. Ak je inštalácia vykonaná nesprávne, termostatický ventil vytvorí len mimoriadnu hrozbu.

Termostatický ventil je nainštalovaný. Keď sa prekrýva, voda sa určitý čas ďalej pohybuje zotrvačnosťou.

Za ventilom je časť okruhu, v ktorej vzniká vákuum. Tlakový rozdiel v ňom však nepresahuje jednu atmosféru. Zmeny nepoškodzujú potrubie, pretože štandardy vybavenia sú 4 atmosféry. Pohyb prietoku je tiež blokovaný ventilom inštalovaným na výstupe zo systému.

Pozrite si krátke video, ktoré názorne a schematicky na príklade gumovej hadice a kanvy ukáže, čo sa deje v potrubí so vzduchom pri vodnom kladive:

Keď kvapalina narazí na bariéru, tlačí na ňu ďalšia časť vody. Dochádza tak k naťahovaniu, lámaniu a zrúteniu stien potrubia. Tlak je 10 a niekedy aj viac atmosfér.

Na ochranu potrubia pred jednorazovým alebo periodickým vodným kladivom je potrebné neutralizovať ich pôsobenie alebo znížiť ich silu.

Metóda ochrany "hladké prekrytie"

Podľa prevádzkových noriem vykurovacej siete musí byť systém plynulo zapínaný a vypínaný.

Tieto pravidlá sú vypracované nielen pre priemyselných dodávateľov, ale aj pre jednotlivých užívateľov. Ak je vypnutie a zapnutie plynulé, dôjde k oneskoreniu času vodného kladiva.

Účinok energie vodného rázu v bariérovej zóne teda nie je krátkodobý.

Dochádza k prerozdeleniu energie počas niekoľkých časových období. Výsledkom je, že sila nárazu nie je taká silná.

Záver: Aby ste ochránili svoje potrubie pred poškodením a zničením, musíte plynulo zvyšovať a znižovať tlak, rýchlosť a objem chladiacej kvapaliny.

Spôsob ochrany "rekonštrukcia"

Aby sa predišlo vodným rázom, je potrebné pri rekonštrukcii systémov dodržiavať určité pravidlá:

Vymeňte pevnú rúrku pred termostatom za kus rúrky z pružného plastu alebo vystuženej žiaruvzdornej gumy.

Tieto materiály majú tendenciu sa rozťahovať, takže budú nezávisle znižovať energiu vodného kladiva v prípade vysokého tlaku.

Pre tlmič nárazov budete potrebovať elastickú rúrku dlhú približne 20-30 cm, ak je potrubie veľmi dlhé, je potrebné rúrku pre tlmič pretiahnuť o ďalších 10 cm.

Bočník s vôľou do 0,4 mm v termostatickom ventile.

Do termostatu na strane pohybu kvapaliny je vložená úzka trubica s prierezom od 0,2 mm do 0,4 mm. Otvor s daným priemerom môžete urobiť sami. Ak systém funguje normálne, potom skrat žiadnym spôsobom neovplyvňuje jeho fungovanie.

Ak tlak stúpa, je schopný plynulo znížiť objem nad kritickú normu. Samozrejme, túto metódu môžete implementovať iba vtedy, ak dobre rozumiete dizajnu termostatu. V opačnom prípade sa neodporúča prevziať túto záležitosť.

Pamätajte: Metóda obtoku sa používa iba v autonómnych sieťach, kde sú inštalované nové potrubia vyrobené z vysoko kvalitných materiálov. Centrálne mestské komunikácie majú veľa hrdze a sedimentov. To všetko povedie k rýchlemu upchatiu otvoru.

Termostat so špeciálnou ochranou.

Tieto zariadenia majú špeciálne pružiny, ktoré sú umiestnené medzi ventilom a tepelnou hlavou. Pružina sa spustí v okamihu, keď tlak stúpa. Zabraňuje tak úplnému uzavretiu ventilu.

Keď sa sila vodného kladiva zníži, ventil sa hladko uzavrie sám. Pre správnu inštaláciu termostatov s bezpečnostným zariadením je potrebné venovať pozornosť tomu, kam smeruje šípka na ich tele. Montáž sa musí vykonať presne v smere šípky.

Je potrebné venovať pozornosť skutočnosti, že nie všetky modely termostatov majú prostriedky na ochranu proti vodnému kladivu. Či je vaše zariadenie vybavené touto funkciou, zistíte v technickej dokumentácii dodanej s produktom.

Spôsob ochrany "odstredivé čerpadlá"

Odstredivé čerpadlo

Aby bolo možné plynulo spustiť a zastaviť inžiniersky systém, je potrebné použiť odstredivé čerpadlá, ktoré majú automatické nastavenie.

Pomocou automatizácie dochádza k plynulému zvyšovaniu otáčok elektromotorov čerpacieho zariadenia. Okrem toho tlak v potrubí po spustení systematicky stúpa. Rovnaký mechanizmus účinku je typický pre opačné poradie.

Čerpadlá sú naprogramované tak, aby boli schopné nezávisle sledovať zmeny tlaku vyskytujúce sa v inžinierskych sieťach. Parametre tlaku sa nastavujú automaticky.

Povaha výskytu vodného kladiva nie je taká náročná na pochopenie. Akcia prebieha v dvoch prípadoch: