Hydroizolacja
Kompensator uderzeń wodnych w wewnętrznych instalacjach wodociągowych FAR. Kompensatory uderzeń hydraulicznych Kompensatory wstrząsów hydraulicznych

Kompensator uderzeń wodnych w wewnętrznych instalacjach wodociągowych FAR. Kompensatory uderzeń hydraulicznych Kompensatory wstrząsów hydraulicznych

(VT.CAR19.I) Membranowy pochłaniacz uderzeń hydraulicznych VT.CAR 19 przeznaczony jest do kompensacji skoków ciśnienia powstających podczas nagłego otwierania lub zamykania zaworów odcinających w domowych instalacjach wodociągowych. Urządzenie pełni także rolę zbiornika wyrównawczego, odbierając nadmiar wody powstający w rurach podczas naturalnego ogrzewania przy braku poboru wody. Kompensator uderzeń wodnych VT.CAR 19 to miniaturowy zbiornik wykonany ze stali nierdzewnej AISI 304L z wewnętrzną membraną rozdzielającą wykonaną z elastomeru EPDM. Niewielkie wypukłości na powierzchni membrany zapewniają jej luźne połączenie z korpusem i maksymalną powierzchnię kontaktu membrany z transportowanym medium. Pojemność pochłaniacza uderzenia wodnego VT.CAR 19 wynosi 0,162 l, ustawienie fabryczne ciśnienia w komorze powietrznej wynosi 3,5 bar, maksymalne ciśnienie robocze w wodociągu chronionego mieszkania wynosi 10 bar, maksymalne ciśnienie podczas uderzenia wodnego wynosi 20 bar, maksymalna temperatura robocza wynosi 100°C. Średnica gwintu przyłączeniowego 1/2". Wymiary (wysokość x średnica) produktu to 112 x 88, mm. Ustawienie fabryczne zapewnia ochronę rurociągów o nominalnym ciśnieniu roboczym 3 bar. Przy zastosowaniu kompensatora w instalacjach przy innych parametrach należy przekonfigurować zbiornik tak, aby ciśnienie w komorze powietrznej przekroczyło ciśnienie nominalne o 0,5 bar.

Ogólne informacje na temat uderzenia wodnego

Uderzenie wodne to nagła zmiana ciśnienia płynu przepływającego w rurociągu ciśnieniowym, która występuje w przypadku nagłej zmiany prędkości przepływu. W szerszym znaczeniu uderzenie wodne to szybka naprzemienność „skoków” i „spadków” ciśnienia, której towarzyszy deformacja ścianek cieczy i rury, a także efekt akustyczny podobny do uderzenia młotkiem w stalową rurę. Przy słabych wstrząsach hydraulicznych dźwięk pojawia się w postaci „metalicznych” kliknięć, ale nawet przy tak pozornie nieistotnych wstrząsach ciśnienie w rurociągu może znacznie wzrosnąć.

Etapy uderzenia wodnego można zilustrować następującym przykładem ( Ryc.1): na końcu rurociągu mieszkaniowego podłączonego do pionu domowego należy zamontować jednouchwytowy kran lub baterię (to właśnie te baterie pozwalają stosunkowo szybko odciąć dopływ).

Ryc.1. Etapy uderzenia wodnego

Po zakręceniu kranu zachodzą następujące procesy:

Gdy kran jest otwarty, ciecz przepływa przez rurociąg mieszkalny z prędkością „ ν " Jednocześnie ciśnienie w pionie i rurociągu mieszkaniowym jest takie samo ( P).
Po zamknięciu kranu i nagłym spowolnieniu przepływu energia kinetyczna przepływu zostaje zamieniona na pracę odkształcenia ścianek rury i cieczy. Ściany rury są rozciągane, a ciecz ściskana, co prowadzi do wzrostu ciśnienia o Δp(ciśnienie uderzeniowe). Strefa, w której wzrosło ciśnienie, nazywana jest strefą ściskania przez falę uderzeniową, a jej skrajny odcinek nazywany jest frontem fali uderzeniowej. Czoło fali uderzeniowej rozchodzi się w kierunku pionu z prędkością „c”. W tym miejscu chciałbym zauważyć, że założenie o nieściśliwości wody przyjęte w obliczeniach hydraulicznych nie ma w tym przypadku zastosowania, ponieważ prawdziwa woda jest ściśliwą cieczą o objętościowym stopniu sprężania 4,9x10 -10 1/Pa. Oznacza to, że przy ciśnieniu 20 400 barów (2040 MPa) objętość wody zmniejsza się o połowę.
Kiedy czoło fali uderzeniowej dotrze do pionu, cała ciecz w rurociągu mieszkaniowym zostanie ściśnięta, a ściany rurociągu mieszkaniowego zostaną rozciągnięte.
Objętość cieczy w systemie domu jest znacznie większa niż w okablowaniu mieszkania, dlatego gdy czoło fali uderzeniowej dotrze do pionu, nadmiar ciśnienia cieczy jest w większości wygładzany ze względu na rozszerzenie przekroju i włączenie całkowitej objętości cieczy w systemie kurnika. Ciśnienie w rurociągu mieszkaniowym zaczyna się wyrównywać z ciśnieniem w pionie. Ale jednocześnie rurociąg mieszkaniowy, dzięki elastyczności materiału ściany, przywraca swój pierwotny przekrój, ściskając ciecz i wciskając ją w pion. Strefa usuwania odkształceń ze ścian rurociągu rozciąga się w kierunku kranu z prędkością „ Z».
W momencie, gdy ciśnienie w rurociągu mieszkaniowym zrówna się z początkowym, a także prędkość płynu, nastąpi odwrócenie kierunku przepływu („punkt zerowy”).
Teraz ciecz w rurociągu z prędkością „ ν „Ma tendencję do „odrywania się” od kranu. Pojawia się „strefa rozrzedzenia fali uderzeniowej”. W tej strefie prędkość przepływu wynosi zero, a ciśnienie cieczy staje się niższe od początkowego, co prowadzi do ściskania ścianek rury (zmniejszenia średnicy). Przód strefy podciśnienia przesuwa się w stronę pionu z prędkością „ Z" Przy znacznym początkowym natężeniu przepływu podciśnienie w rurze może prowadzić do spadku ciśnienia poniżej ciśnienia atmosferycznego, a także do naruszenia ciągłości przepływu (kawitacja). W tym przypadku w rurociągu w pobliżu kranu pojawia się pęcherzyk kawitacyjny, którego załamanie prowadzi do tego, że ciśnienie cieczy w strefie odbitej fali uderzeniowej staje się większe niż ten sam wskaźnik w bezpośredniej fali uderzeniowej.
Po osiągnięciu czoła fali uderzeniowej pionu prędkość przepływu w rurociągu mieszkaniowym wynosi zero, a ciśnienie cieczy jest niższe od początkowego i niższe od ciśnienia w pionie. Ściany rurociągu są ściśnięte.
Różnica ciśnień pomiędzy cieczą w pionie a rurociągiem mieszkaniowym powoduje, że ciecz wpływa do rurociągu mieszkaniowego i wyrównuje ciśnienia do wartości pierwotnej. Pod tym względem ściany rury również zaczynają nabierać pierwotnego kształtu. W ten sposób powstaje odbita fala uderzeniowa, a cykle powtarzają się ponownie, aż do całkowitego wygaśnięcia. W tym przypadku okres czasu, w którym występują wszystkie etapy i cykle uderzenia wodnego, z reguły nie przekracza 0,001–0,06 s. Liczba cykli może się różnić i zależy od charakterystyki systemu.

NA Ryż. 2 Etapy uderzenia wodnego przedstawiono graficznie.

Ryż. 2. Wykresy zmian ciśnienia podczas uderzenia wodnego.

Rozkład na Ryż. 2a pokazuje rozwój szoku hydraulicznego, gdy ciśnienie płynu w strefie wyładowania fali uderzeniowej nie spada poniżej ciśnienia atmosferycznego (linia 0).

Rozkład na Ryż. 2b wyświetla falę uderzeniową, której strefa próżni znajduje się poniżej ciśnienia atmosferycznego, ale ciągłość hydrauliczna medium nie jest naruszona. W tym przypadku ciśnienie cieczy w strefie próżni jest niższe od ciśnienia atmosferycznego, ale nie obserwuje się efektu kawitacji.

Rozkład na Ryc.2c reprezentuje przypadek, w którym zostaje przerwana hydrauliczna ciągłość przepływu, to znaczy powstaje strefa kawitacji, której późniejsze zapadnięcie prowadzi do wzrostu ciśnienia w odbitej fali uderzeniowej.

Rodzaje amortyzatorów hydraulicznych i podstawowe założenia konstrukcyjne

W zależności od szybkości zamykania zaworu odcinającego na rurociągu uderzenie wodne może być „bezpośrednie” lub pośrednie. „Bezpośrednie” to uderzenie, w którym przepływ zostaje zablokowany w czasie krótszym niż okres uderzenia, czyli spełniony jest warunek:

T3 ≤ 2L/s,

Gdzie T 3– czas zamknięcia organu odcinającego, s; L– długość rurociągu od urządzenia odcinającego do punktu utrzymania stałego ciśnienia (w mieszkaniu – do pionu), m; Z– prędkość fali uderzeniowej, m/s.

W przeciwnym razie uderzenie wodne nazywa się pośrednim. Przy uderzeniu pośrednim wzrost ciśnienia jest znacznie mniejszy, ponieważ część energii przepływu jest tłumiona przez częściowy wyciek przez element odcinający.

W zależności od stopnia zablokowania przepływu uderzenie wodne może być kompletne lub niekompletne. Wydmuch całkowity to taki, w którym organ odcinający całkowicie blokuje przepływ. Jeśli tak się nie stanie, to znaczy część przepływu będzie nadal przepływać przez zawór odcinający, wówczas uderzenie wodne będzie niekompletne. W takim przypadku obliczona prędkość do określenia wielkości wstrząsu hydraulicznego będzie różnicą natężenia przepływu przed i po zablokowaniu. Wielkość wzrostu ciśnienia podczas bezpośredniego pełnego szoku hydraulicznego można określić za pomocą wzoru N.E. Żukowski (w zachodniej literaturze technicznej formułę przypisuje się Alieviemu i Michaudowi):

Δp = ρνc, Pa,

Gdzie ρ – gęstość transportowanej cieczy, kg/m3; ν – prędkość transportowanej cieczy przed momentem gwałtownego hamowania, m/s; Z– prędkość propagacji fali uderzeniowej, m/s.

Z kolei prędkość propagacji fali uderzeniowej c określa wzór:

Gdzie c 0- prędkość rozchodzenia się dźwięku w cieczy (dla wody – 1425 m/s, dla pozostałych cieczy można przyjąć wg. tabela 1); D– średnica rurociągu, m; δ – grubość ścianki rury, m; mi– objętościowy moduł sprężystości cieczy (można przyjąć wg tabela 2), Ta; Jedzenie– moduł sprężystości materiału ścianki rury, Pa (można przyjąć wg tabela 3).

Tabela 1. Charakterystyka cieczy

Tabela 2. Charakterystyka materiałów na ściany rur

Jeśli weźmiemy pod uwagę, że prędkość wody w systemach mieszkaniowych nie powinna przekraczać 3 m/s (klauzula 7.6. SNiP 2.04.01), wówczas dla rurociągów wykonanych z różnych materiałów można obliczyć wielkość wzrostu ciśnienia z możliwym bezpośredni pełny młot wodny. Takie zbiorcze dane dla niektórych rur przedstawiono w tabela 3.

Tabela 3. Wzrost ciśnienia podczas uderzenia wodnego przy prędkości przepływu 3 m/s

Materiał i wymiary rur	Prędkość fali uderzeniowej, m/s	Δр, bar
Polimer metalu






Polietylen







Polipropylen



















Stal (rury normalne VGP)

W przypadku pośredniego uderzenia wodnego wzrost ciśnienia oblicza się ze wzoru:

W tabela 4 Podano średni czas reakcji głównego wyposażenia mieszkania. Dla każdego rodzaju tej kształtki obliczana jest długość rurociągu, powyżej której uderzenie wodne przestaje być bezpośrednie.

Tabela 4. Długość odcinka bezpośredniego uderzenia dla zaworów odcinających wodę

Rodzaj wyposażenia mieszkania	Czas reakcji, s	Długość odcinka bezpośredniego uderzenia, m
Rodzaj wyposażenia mieszkania	Czas reakcji, s	Do rurociągów niemetalowych	Do rurociągów metalowych
Dźwignia kranu lub miksera
Przełącznik prysznicowy (przełącznik)
Zawór elektromagnetyczny pralki
Zawór elektromagnetyczny zmywarka
Zawór elektromagnetyczny zabezpieczający przed wyciekiem (1/2")
Zawór napełniania toalety

Możliwe skutki uderzenia wodnego

W sieciach mieszkalnych występowanie uderzenia wodnego oczywiście nie pociąga za sobą tak niszczycielskich konsekwencji na dużą skalę, jak w przypadku głównych rurociągów o dużej średnicy. Jednak nawet tutaj mogą powodować wiele kłopotów i strat, jeśli nie weźmie się pod uwagę możliwości ich wystąpienia.

Okresowo powtarzające się wstrząsy hydrauliczne w rurociągach mieszkaniowych mogą powodować następujące problemy:

– zmniejszenie żywotności rurociągu. Standardową żywotność rurociągów wewnętrznych określa zestaw cech (temperatura, ciśnienie, czas), w których rura jest eksploatowana. Nawet tak krótkotrwałe, ale często powtarzające się, naprzemienne wzrosty i zapady ciśnienia występujące podczas wstrząsu hydraulicznego znacząco zniekształcają obraz warunków pracy rurociągu, skracając okres jego bezawaryjnej pracy. Dotyczy to w większym stopniu rurociągów polimerowych i wielowarstwowych;

– wyciskanie uszczelek i uszczelek w armaturach i złączach rurociągów. Podatne na to są takie elementy, jak reduktory ciśnienia tłokowego, zawory kulowe, zawory i mieszadła z gumowymi pierścieniami dławikowymi, pierścienie uszczelniające złączy zaciskanych i zaprasowywanych, a także pierścienie półpasujące („amerykańskie kobiety”). W wodomierzach mieszkaniowych wyciśnięcie pierścienia uszczelniającego pomiędzy komorą pomiarową a mechanizmem zliczającym może spowodować przedostanie się wody do mechanizmu zliczającego (rys. 3);

Ryż. 3. Przedostanie się wody do mechanizmu zliczającego wodomierza na skutek wyciśnięcia uszczelki

– nawet pojedyncze uderzenie wodne może całkowicie wyłączyć przyrządy kontrolno-pomiarowe zainstalowane w mieszkaniu. Przykładowo, wygięcie igły manometru w wyniku oddziaływania z trzpieniem ograniczającym jest wyraźnym sygnałem wystąpienia uderzenia wodnego (rys. 4);

Ryż. 4. Typowe uszkodzenie manometru na skutek wstrząsu hydraulicznego

– każde uderzenie wodne w rurociągu mieszkaniowym wykonanym z materiałów polimerowych, wykonanym za pomocą złączek zaciskanych, wciskanych lub wsuwanych, nieuchronnie prowadzi do mikroskopijnego „wysuwania się” złącza z rurociągu. W końcu może nadejść moment, w którym kolejne uderzenie wodne stanie się krytyczne - rura całkowicie „wypełza” ze złącza (ryc. 5);

Ryż. 5. Awaria złącza zaciskanego MPT na skutek uderzenia wodnego

– zjawiska kawitacji, które mogą towarzyszyć uderzeniom hydraulicznym, są często przyczyną powstawania wgłębień w suwaku i korpusie zaworu. Zapadanie się pęcherzyków próżniowych podczas kawitacji po prostu „wygryza” kawałki metalu z powierzchni, na której się tworzą. W rezultacie szpula przestaje spełniać swoją funkcję, to znaczy zerwana jest szczelność organu odcinającego. A korpus takich okuć bardzo szybko ulegnie awarii (ryc. 6);

Ryż. 6. Kawitacyjne zniszczenie wewnętrznej powierzchni tłoczenia przed elektrozaworem

– szczególnym zagrożeniem dla rurociągów mieszkaniowych wykonanych z rur wielowarstwowych jest strefa wyładowania fali uderzeniowej podczas uderzenia hydraulicznego. Jeżeli warstwa kleju jest złej jakości lub występują miejsca niesklejone, powstająca w rurze próżnia odrywa wewnętrzną warstwę rury, powodując jej „zapadnięcie” (rys. 7, 8).

Ryż. 7. Wielowarstwowe rura polipropylenowa, uszkodzony uderzeniem wodnym

Ryż. 8. „Zapadnięta” rura metalowo-polimerowa

Po częściowym zawaleniu rura będzie nadal pełnić swoją funkcję, ale ze znacznie większymi oporami hydraulicznymi. Może jednak nastąpić również całkowite zapadnięcie się - w tym przypadku rura zostanie zablokowana przez własną warstwę wewnętrzną. Niestety, GOST 53630-2009 „Wielowarstwowe rury ciśnieniowe” nie wymaga badania próbek rur przy ciśnieniu wewnętrznym poniżej ciśnienia atmosferycznego. Jednak wielu producentów świadomych tego problemu włącza do specyfikacji technicznych obowiązkową klauzulę dotyczącą sprawdzania rury w próżni. W szczególności każda rolka rur wielowarstwowych VALTEC jest podłączona do pompy próżniowej, która podnosi ciśnienie bezwzględne w rurze do 0,2 atm (–0,8 bara). Następnie za pomocą kompresora przez rurę wprowadza się kulkę styropianu o średnicy nieco mniejszej niż projektowa średnica wewnętrzna rury. Rzuty, przez które piłka nie mogła przejść, są bezlitośnie odrzucane i niszczone;

– kolejnym zagrożeniem jest obecność wewnętrznych rurociągów ciepłej wody na skutek uderzenia wodnego. Jak wiadomo, temperatura wrzenia wody jest ściśle zależna od ciśnienia ( tabela 5).

Tabela 5. Zależność temperatury wrzenia wody od ciśnienia

Jeśli na przykład odbiera rurociąg mieszkaniowy gorąca woda przy temperaturze 70°C, a w strefie rozrzedzenia młota wodnego ciśnienie spada do wartości bezwzględnej 0,3 atm, wówczas w tej strefie woda zamieni się w parę. Biorąc pod uwagę, że objętość pary w warunkach normalnych jest prawie 1200 razy większa od objętości tej samej masy wody, należy spodziewać się, że zjawisko to może prowadzić do jeszcze większego wzrostu ciśnienia w strefie sprężania fali uderzeniowej.

Metody ochrony przed uderzeniami wodnymi w instalacjach mieszkaniowych

Najbardziej skutecznym i niezawodnym sposobem ochrony przed uderzeniami wodnymi jest wydłużenie czasu, w którym zawór odcinający odcina przepływ. Metodę tę stosuje się w przypadku głównych rurociągów. Płynne zamykanie zaworu nie powoduje destrukcyjnych zaburzeń przepływu i eliminuje konieczność instalowania nieporęcznych i kosztownych urządzeń tłumiących. W systemach mieszkaniowych ta metoda nie zawsze jest akceptowalna, ponieważ Baterie „jednoramienne”, elektrozawory do sprzętu AGD i inna armatura potrafiąca w krótkim czasie odciąć dopływ wody na dobre zadomowiły się w naszej codzienności. W związku z tym systemy inżynierii mieszkaniowej już na etapie projektu muszą być projektowane z uwzględnieniem ryzyka uderzenia wodnego. Środki konstrukcyjne, takie jak zastosowanie elastycznych wkładek, pętli dylatacyjnych i ekspanderów, nie są powszechnie stosowane. Obecnie najbardziej popularne są specjalnie zaprojektowane do tego celu armatury - pneumatyczne (tłokowe, rys. 9a i membranowe, rys. 9b) lub sprężynowe (rys. 9c) amortyzatory uderzenia wodnego.

Ryż. 9. Rodzaje amortyzatorów uderzenia wodnego

W amortyzatorach pneumatycznych energia kinetyczna przepływu cieczy jest wygaszana przez energię sprężania powietrza, którego ciśnienie zmienia się adiabatycznie ze wskaźnikiem K = 1,4. Objętość komory powietrznej amortyzatora pneumatycznego określa się ze wzoru:

gdzie P 0 jest ciśnieniem początkowym w komorze powietrznej, P K jest końcowym (ostatecznym) ciśnieniem w komorze powietrznej. W powyższym wzorze lewa strona jest wyrażeniem energii kinetycznej przepływu płynu, a prawa strona jest energią sprężania powietrza.

Parametry sprężyn kompensatorów sprężynowych można znaleźć na podstawie wyrażenia:

gdzie D pr to średnia średnica sprężyny, I to liczba zwojów sprężyny, G to moduł sprężystości, F k to końcowa siła działająca na sprężynę, F 0 to początkowa siła działająca na sprężynę.

Wśród projektantów i instalatorów panuje opinia, że zawory zwrotne i reduktory ciśnienia mają również zdolność pochłaniania uderzenia wodnego.

Zawory zwrotne bowiem odcinając część rurociągu w momencie nagłego zablokowania przepływu, zmniejszają szacunkową długość rurociągu, zamieniając uderzenie bezpośrednie w uderzenie pośrednie o mniejszej energii. Jednak zamykając się gwałtownie pod wpływem stopnia sprężania fali uderzeniowej, sam zawór staje się przyczyną uderzenia wodnego w znajdującym się przed nim rurociągu. W fazie podciśnienia zawór ponownie się otwiera i w zależności od stosunku długości rur przed i za zaworem może nadejść moment, w którym fale uderzeniowe obu sekcji sumują się, zwiększając wzrost ciśnienia. Reduktory ciśnienia tłoków ze względu na dużą bezwładność nie mogą służyć jako amortyzatory hydrauliczne - ze względu na działanie sił tarcia w uszczelkach tłoków po prostu nie mają czasu zareagować na chwilową zmianę ciśnienia. Dodatkowo same takie przekładnie wymagają zabezpieczenia przed uderzeniem wodnym, które powoduje wyciśnięcie pierścieni uszczelniających z gniazd tłoków.

Reduktory ciśnienia membranowe mają zdolność częściowego pochłaniania energii uderzenia hydraulicznego, jednak są zaprojektowane na zupełnie inne działanie siły, dlatego praca mająca na celu tłumienie częstych uderzeń hydraulicznych szybko je wyłączy. Ponadto ostre nakładanie się skrzyni biegów podczas fali uderzeniowej prowadzi, jak w przypadku zawór zwrotny, do pojawienia się fali uderzeniowej w obszarze aż do skrzyni biegów, niezabezpieczonym membraną.

Między innymi amortyzatory uderzeniowe mieszkania, oprócz spełnienia swojego głównego zadania, pełnią kilka innych funkcji, które są ważne dla bezpiecznej eksploatacji rurociągów mieszkaniowych. Funkcje te zostaną omówione na przykładzie amortyzatora hydraulicznego membranowego VALTEC VT.CAR19 (rys. 10).

Tłumik uderzenia wodnego VT.CAR19

Ryż. 10. Tłumik uderzenia wodnego VALTEC VT.CAR19

Tłumik uderzeniowy do budynków mieszkalnych VALTEC VT.CAR19 składa się konstrukcyjnie (rys. 11) z kulistego korpusu wykonanego ze stali nierdzewnej AISI 304L ( 1 ), z rolowaną membraną EPDM ( 2 ). Dzięki niewielkim wypukłościom na powierzchni membrany zapewnione jest jej luźne połączenie z korpusem oraz maksymalna powierzchnia kontaktu membrany z transportowanym medium. W komorze powietrznej klapy panuje fabryczne ciśnienie 3,5 bar, co zapewnia ochronę rurociągów przydomowych, których ciśnienie nie przekracza 3 bar. Klapka może chronić również rurociągi o ciśnieniu roboczym do 10 bar, jednak w tym przypadku konieczne jest zastosowanie pompy podłączonej do złączki ( 3 ) zwiększyć ciśnienie w komorze powietrznej do 10,5 bar. W przypadkach, gdy ciśnienie robocze w sieci domowej jest niższe niż 3 bary, zaleca się przez nypel ( 3 ) spuścić część powietrza z komory do wartości Prab + 0,5 bar.

Ryc. 11. Projekt amortyzatora VALTEC VT.CAR19

Dane techniczne i wymiary gabarytowe klapy podano w tabela 6.

Tabela 6. Charakterystyka techniczna VALTEC VT.CAR19

Charakterystyczne imię		Oznaczający
Objętość robocza
Wartość fabryczna ciśnienia wstępnego w komorze powietrznej
Maksymalne ciśnienie przy uderzeniu wodnym

Maksymalne ciśnienie robocze w chronionym rurociągu mieszkaniowym
Zakres temperatur środowiska pracy

Wymiary (patrz szkic):
H – wysokość
O – średnica
G – gwint łączący
Materiał:
	Stal nierdzewna AISI 304L
Membrana

Klapa jest w stanie chronić rurociągi przed uderzeniem wodnym, przy którym ciśnienie wzrasta do 20 barów, dlatego przed montażem klapy należy sprawdzić wielkość uderzenia wodnego, które może wystąpić w konkretnym rurociągu mieszkaniowym. Obliczenie możliwego ciśnienia podczas uderzenia wodnego Рг można obliczyć za pomocą wzoru:

, bar

Stosunek Ewoda/Eat dla rurociągów wykonanych z różnych materiałów przyjmuje się wg tabela 2.

Klapa VT.CAR19, niezawodnie chroniąca rurociągi mieszkaniowe przed uderzeniami wodnymi, dzięki swoim cechom konstrukcyjnym jest w stanie absorbować nadmiar wody powstałej podczas podgrzewania dopływającej zimnej wody w czasie przerwy w jej poborze. Przykładowo, jeżeli do mieszkania wyposażonego na dopływie w reduktor lub zawór zwrotny doprowadzono wodę o temperaturze +5°C i w ciągu nocy nagrzano ją do 25°C (zwykła temperatura powietrza w łazience), to ciśnienie na odciętym odcinku rurociągu wzrośnie o:

ΔP = β T Δt/β v = 0,00015 · (25 – 5) / 4,9 · 10 –9 = 61,2 bara.

W podanej formule β t jest współczynnikiem rozszerzalności cieplnej wody, oraz β v jest współczynnikiem objętościowego ściskania wody (odwrotność modułu sprężystości). Wzór nie uwzględnia rozszerzalności cieplnej materiału samej rury, ale praktyka pokazuje, że każdy stopień wzrostu temperatury wody w rurociągu zwiększa ciśnienie z 2 do 2,5 bara.

W tym miejscu wymagana jest druga funkcja membranowego tłumika uderzenia wodnego. Pobierając część wody z rurociągu ciepłowniczego, odciąży go od nadmiernego obciążenia i pomoże uniknąć sytuacji awaryjnej. W tabela 7 Podano maksymalne długości rurociągów zabezpieczone klapą VT.CAR19 przed rozszerzalnością cieplną cieczy.

Tabela 7. Dopuszczalna długość rurociągów zabezpieczonych przed rozszerzalnością cieplną (przy ΔТ = 20°C)

Jeśli chodzi o rurociągi ciepłej wody użytkowej, również tutaj przepustnica VT.CAR19 spełnia ważne zadanie polegające na zapobieganiu wrzenia wody w strefie wypływu fali uderzeniowej. Absorbując energię uderzenia hydraulicznego, amortyzator eliminuje to niebezpieczeństwo.

Największą skuteczność amortyzatora uderzenia wodnego uzyskuje się montując go bezpośrednio przed zabezpieczaną armaturą. W takim przypadku całkowicie eliminuje się możliwość wystąpienia uderzenia wodnego (rys. 12).

Ryż. 12. Montaż klap bezpośrednio przed chronionymi urządzeniami

W instalacjach mieszkaniowych, w których rurociągi nie mają znacznej długości, dopuszcza się montaż jednej przepustnicy na grupę urządzeń. W takim przypadku należy sprawdzić, czy łączna długość odcinków rurociągu chronionych jedną klapą nie przekracza wartości określonych w tabela 8.

Tabela 8. Długość odcinków rurociągu chronionych jedną klapą

W przypadku przekroczenia wartości podanych w tabeli należy zamontować nie jedną, a kilka klap. W przypadku, gdy ciśnienie obliczeniowe podczas uderzenia wodnego przekracza ciśnienie maksymalne dopuszczalne dla danego tłumika (20 bar dla VT.CAR19), należy wybrać inny typ urządzenia o wyższych parametrach wytrzymałościowych.

Zgodnie z pkt. 7.1.4. SP 30.13330.2012 „Wewnętrzne zaopatrzenie w wodę i kanalizacja budynków”, którego przepisy weszły w życie 1 stycznia 2013 r., Konstrukcja zaworów wodociągowych i odcinających musi zapewniać płynne otwieranie i zamykanie przepływu wody. Ale jest mało prawdopodobne, aby ten wymóg został spełniony, ponieważ handel oferuje mieszkańcom ogromny wybór armatury i urządzeń, w których płynna regulacja nie jest możliwa. Biorąc to pod uwagę, wiodące organizacje projektowe i budowlane w naszym kraju już przewidują montaż w swoich projektach mieszkaniowych amortyzatorów uderzeń hydraulicznych. Na przykład DSK-1 w Moskwie restrukturyzuje produkcję w celu wdrożenia mieszkaniowych jednostek wejściowych wodociągowych zgodnie ze schematem pokazanym na ryc. 13.

Ryż. 13. Zespół dopływu wody do mieszkania

W Ostatnio Coraz częściej pojawiają się doniesienia o zniszczeniach niektórych elementów instalacji grzewczej czy wodno-kanalizacyjnej. Przyczyną awarii było uderzenie wodne. Kompensator uderzenia wodnego (absorber) pozwala uniknąć takich problemów. Co to za urządzenie, jak i gdzie je zainstalować - przeczytaj ten artykuł.

Co to jest uderzenie wodne w rurociągu, jego przyczyny

Młot wodny- jest to gwałtowny wzrost ciśnienia w układach transportujących ciecz, który występuje, gdy następuje gwałtowna zmiana prędkości ruchu cieczy. Skok ciśnienia może spowodować zniszczenie niektórych elementów układu. Awarie mają miejsce, gdy zostanie przekroczona wytrzymałość na rozciąganie połączenia lub materiału.

Jeśli mówimy o naszych domach i mieszkaniach, uderzenie wodne występuje w instalacjach grzewczych i wodociągowych. W systemach grzewczych domów prywatnych - podczas uruchamiania lub zatrzymywania pompy obiegowej. Tak, samo w sobie nie powoduje presji. Ale gwałtowne przyspieszenie lub zatrzymanie chłodziwa to obciążenie działające na ścianki rur i pobliskich urządzeń. W zamkniętych systemach grzewczych kosztuje. Kompensuje uderzenie wodne, jeśli pompa znajduje się w pobliżu. W takim przypadku dodatkowe urządzenia mogą nie być potrzebne. Konieczność montażu kompensatora można sprawdzić za pomocą manometru. Jeśli igła nie porusza się lub porusza się ledwo zauważalnie, wszystko jest w porządku.

Najczęstszą przyczyną uderzenia hydraulicznego jest nagłe zamknięcie kranu.

W instalacjach centralnego ogrzewania uderzenie wodne występuje w przypadku nagłego zamknięcia przepustnicy podczas szybkiego otwierania kranów w celu napełnienia instalacji po naprawie/zapobieganiu. Zgodnie z przepisami należy to robić powoli i stopniowo, jednak w praktyce bywa różnie...

W zaopatrzeniu w wodę uderzenie wodne występuje nawet wtedy, gdy kran lub inny zawór odcinający zostanie nagle zamknięty. Bardziej wyraźne „efekty” uzyskuje się w układach wypełnionych powietrzem. Gdy woda się porusza, uderza w kieszenie powietrzne, co powoduje dodatkowe obciążenia udarowe. Możemy usłyszeć dźwięki klikania lub trzaskania. A jeśli dopływ wody jest poprowadzony rurami z tworzywa sztucznego, podczas pracy można zauważyć, jak te rury się trzęsą. Tak reagują na uderzenie wodne. Prawdopodobnie zauważyłeś, jak wąż w metalowym oplocie drga. Powód jest ten sam - skoki ciśnienia. Prędzej czy później doprowadzą do tego, że albo rura pęknie w samym środku słaby punkt lub połączenie będzie przeciekać (co jest bardziej prawdopodobne i częstsze).

Dlaczego wcześniej nie zauważono tego zjawiska? Ponieważ obecnie większość kranów ma zawór kulowy, a przepływ zamyka/otwiera się bardzo gwałtownie. Wcześniej krany były typu zaworowego i zawór opuszczany był powoli i stopniowo.

Jak sobie poradzić z uderzeniem wodnym w ciepłownictwie i zaopatrzeniu w wodę? Można oczywiście przeszkolić mieszkańców mieszkania lub domu, aby nie odkręcali gwałtownie kranów. Ale nie da się nauczyć obsługi pralki czy zmywarki ostrożna postawa do rur. Pompy obiegowej nie można spowolnić podczas procesu uruchamiania i zatrzymywania. Dlatego kompensatory uderzeń wodnych są dodawane do systemu grzewczego lub wodociągowego. Nazywa się je również amortyzatorami, amortyzatorami.

Co to jest kompensator uderzenia wodnego: rodzaje, konstrukcja, zasada działania

Istnieją dwa rodzaje kompensatorów uderzeń hydraulicznych: membranowy i z zaworem sprężynowym. Pełnią tę samą funkcję: przyjmują nadmiar cieczy, zmniejszając w ten sposób obciążenie innych elementów układu. Ponieważ urządzenia te są małe, chronią te urządzenia, które znajdują się w pobliżu.

Kompensator uderzeń wodnych to małe urządzenie, ale znacząco zmienia obraz

Jak działa i działa kompensator membranowy

Membranowy kompensator uderzeń wodnych to pojemnik podzielony na dwie części elastyczną membraną. Jedna z części jest wypełniona powietrzem, druga w normalnym stanie jest pusta. Powietrze w wypełnionej części jest pompowane pod określonym ciśnieniem. Aby sprawdzić/pompować ciśnienie, w tej części korpusu znajduje się zawór suwakowy (złączka). Produkty dostarczane są z fabryki pod ciśnieniem początkowym 3 bary. Jest to „standardowa” wartość dla większości systemów grzewczych w parterowych domach prywatnych. Jeżeli konieczna jest zmiana ciśnienia, do złączki podłącza się pompę i doprowadza ją do wymaganej wartości. Wartość ta jest o 20-30% wyższa od wartości roboczej w danym systemie. Ale powinien być znacznie niższy niż granica wydajności samego kompensatora.

Dopóki ciśnienie w układzie nie przekroczy ciśnienia w tej części zbiornika, nic się nie dzieje. Kiedy następuje uderzenie wodne, pod wpływem zwiększonego ciśnienia membrana rozciąga się, część cieczy dostaje się do zbiornika. W miarę normalizacji elastyczna membrana ma tendencję do przychodzenia do normalnego stanu, wypychając płyn z powrotem do układu. W ten sposób skok jest wygładzony.

Cechy sprężynowego amortyzatora hydraulicznego

Drugi typ kompensatorów uderzeń wodnych działa na tej samej zasadzie: ciecz przedostaje się do obudowy wraz ze wzrostem ciśnienia. Dostęp do pojemnika blokuje jednak plastikowy krążek, który podtrzymuje sprężyna. Ciśnienie, przy którym ciecz zaczyna przepływać do środka, zależy od siły sprężystości sprężyny. Nie można go w żaden sposób regulować (przynajmniej nie spotkałem się jeszcze z modelami z możliwością regulacji), więc trzeba wybrać urządzenie o odpowiednich parametrach.

Zasada działania tego amortyzatora jest podobna do opisanej powyżej. Podczas gdy ciśnienie w układzie jest normalne, sprężyna dociska dysk do korpusu. Kiedy pojawia się uderzenie wodne, kurczy się i woda dostaje się do obudowy. Gdy ciśnienie maleje, staje się ono mniejsze niż siła sprężystości sprężyny. Stopniowo rozluźnia się, zawracając ciecz do rurociągu.

Jak widać oba urządzenia działają na podobnej zasadzie. Modele sprężynowe są uważane za bardziej niezawodne, ponieważ elementy robocze w nich są mniej podatne na zużycie (sprężyna metalowa i trwały plastik). Ale membrany są również wykonane z materiałów, które długi czas nie tracą elastyczności. Dodatkowym plusem jest możliwość ustawienia nacisku, przy którym membrana zaczyna się rozciągać. Ale wadą jest konieczność regularnego sprawdzania ciśnienia i, jeśli to konieczne, jego pompowania.

Kompensator uderzeń wodnych jest niewielkich rozmiarów, do obudowy zmieści się tylko niewielka ilość wody (zwykle poniżej 200 ml). Montuje się go w pobliżu źródła uderzenia wodnego: zaworu kulowego, grzebienia wodnego, na wężu do pralki lub zmywarki, za pompą obiegową, na podgrzewanym grzebieniu podłogowym.

Można go zamocować w dowolnej pozycji: w górę, w dół, na bok. W przypadku modeli membranowych ważny jest jedynie swobodny dostęp do smoczka. Niezależnie od konstrukcji nie zaleca się instalowania urządzenia na długich odgałęzieniach od linii głównej. Odcinek rury zasilającej powinien być jak najkrótszy.

Przy wyborze należy zwrócić uwagę na maksymalne ciśnienie robocze i kompensowane. Drugi punkt to średnica połączenia. Zwykle jest to 1/2 cala, ale są też 3/4 i cale.

W przypadku podłączenia pralki i/lub zmywarki na wężu zakłada się trójnik. Jeden wolny wylot trójnika trafia do maszyny, a na drugim zainstalowany jest kompensator uderzenia wodnego.

Inne sposoby zwalczania uderzeń wodnych

Jeden z możliwe opcje ogłoszono już neutralizację uderzenia wodnego - płynnie zakręcaj krany. Ale to nie jest panaceum i jest niewygodne w naszych szybkich czasach. Są też urządzenia gospodarstwa domowego, których nie można nauczyć. Chociaż niektórzy producenci biorą ten punkt pod uwagę, a najnowsze modele są wykonane z zaworem, który płynnie odcina wodę. Dlatego też kompensatory i neutralizatory cieszą się coraz większą popularnością.

Kompensator uderzenia wodnego - małe urządzenie (porównanie z mosiężnym zaworem kulowym)

Uderzenia wodne można zwalczać innymi metodami:

Podczas instalowania lub rekonstrukcji systemów zaopatrzenia w wodę lub ogrzewania należy włożyć kawałek elastycznej rury przed źródłem uderzenia wodnego. Jest to wzmocniona, żaroodporna guma lub tworzywo PPS. Długość elastycznej wkładki wynosi 20-40 cm, im dłuższa rura, tym dłuższa wkładka.
Skup sprzętu AGD oraz zaworów odcinająco-regulacyjnych z płynnym ruchem zaworu. Jeśli chodzi o ogrzewanie, często pojawiają się problemy. Nie wszystkie serwa działają płynnie przy zamykaniu przepływu. Rozwiązaniem jest montaż termostatów/termostatów o płynnym skoku tłoka.
Używaj pomp z miękkim startem i zatrzymaniem.

Uderzenie wodne jest naprawdę niebezpieczne dla systemu zamkniętego. Tłucze grzejniki i rury. Aby uniknąć problemów, lepiej wcześniej przemyśleć środki kontroli. Jeśli wszystko już działa, ale pojawiają się problemy, najmądrzejszym i najłatwiejszym sposobem jest zainstalowanie kompensatorów. Tak, nie są tanie, ale naprawy będą kosztować więcej.

Producenci, charakterystyka, ceny

Kompensator uderzeń hydraulicznych najlepiej kupić znanych firm. To nie jest obszar, w którym należy oszczędzać pieniądze. Najpopularniejsze to kilka firm:

Istnieją inne firmy, ale nie są one tak popularne. niektórzy ze względu na zawyżoną cenę, inni nie zdobyli zaufania. Przynajmniej na razie.

Ogólne informacje na temat uderzenia wodnego

Ryc.1. Etapy uderzenia wodnego

Po zakręceniu kranu zachodzą następujące procesy:

Gdy kran jest otwarty, ciecz przepływa przez rurociąg mieszkalny z prędkością „ ν " Jednocześnie ciśnienie w pionie i rurociągu mieszkaniowym jest takie samo ( P).
Po zamknięciu kranu i nagłym spowolnieniu przepływu energia kinetyczna przepływu zostaje zamieniona na pracę odkształcenia ścianek rury i cieczy. Ściany rury są rozciągane, a ciecz ściskana, co prowadzi do wzrostu ciśnienia o Δp(ciśnienie uderzeniowe). Strefa, w której wzrosło ciśnienie, nazywana jest strefą ściskania przez falę uderzeniową, a jej skrajny odcinek nazywany jest frontem fali uderzeniowej. Czoło fali uderzeniowej rozchodzi się w kierunku pionu z prędkością „c”. W tym miejscu chciałbym zauważyć, że założenie o nieściśliwości wody przyjęte w obliczeniach hydraulicznych nie ma w tym przypadku zastosowania, ponieważ prawdziwa woda jest ściśliwą cieczą o objętościowym stopniu sprężania 4,9x10 -10 1/Pa. Oznacza to, że przy ciśnieniu 20 400 barów (2040 MPa) objętość wody zmniejsza się o połowę.
Kiedy czoło fali uderzeniowej dotrze do pionu, cała ciecz w rurociągu mieszkaniowym zostanie ściśnięta, a ściany rurociągu mieszkaniowego zostaną rozciągnięte.
Objętość cieczy w systemie domu jest znacznie większa niż w okablowaniu mieszkania, dlatego gdy czoło fali uderzeniowej dotrze do pionu, nadmiar ciśnienia cieczy jest w większości wygładzany ze względu na rozszerzenie przekroju i włączenie całkowitej objętości cieczy w systemie kurnika. Ciśnienie w rurociągu mieszkaniowym zaczyna się wyrównywać z ciśnieniem w pionie. Ale jednocześnie rurociąg mieszkaniowy, dzięki elastyczności materiału ściany, przywraca swój pierwotny przekrój, ściskając ciecz i wciskając ją w pion. Strefa usuwania odkształceń ze ścian rurociągu rozciąga się w kierunku kranu z prędkością „ Z».
W momencie, gdy ciśnienie w rurociągu mieszkaniowym zrówna się z początkowym, a także prędkość płynu, nastąpi odwrócenie kierunku przepływu („punkt zerowy”).
Teraz ciecz w rurociągu z prędkością „ ν „Ma tendencję do „odrywania się” od kranu. Pojawia się „strefa rozrzedzenia fali uderzeniowej”. W tej strefie prędkość przepływu wynosi zero, a ciśnienie cieczy staje się niższe od początkowego, co prowadzi do ściskania ścianek rury (zmniejszenia średnicy). Przód strefy podciśnienia przesuwa się w stronę pionu z prędkością „ Z" Przy znacznym początkowym natężeniu przepływu podciśnienie w rurze może prowadzić do spadku ciśnienia poniżej ciśnienia atmosferycznego, a także do naruszenia ciągłości przepływu (kawitacja). W tym przypadku w rurociągu w pobliżu kranu pojawia się pęcherzyk kawitacyjny, którego załamanie prowadzi do tego, że ciśnienie cieczy w strefie odbitej fali uderzeniowej staje się większe niż ten sam wskaźnik w bezpośredniej fali uderzeniowej.
Po osiągnięciu czoła fali uderzeniowej pionu prędkość przepływu w rurociągu mieszkaniowym wynosi zero, a ciśnienie cieczy jest niższe od początkowego i niższe od ciśnienia w pionie. Ściany rurociągu są ściśnięte.
Różnica ciśnień pomiędzy cieczą w pionie a rurociągiem mieszkaniowym powoduje, że ciecz wpływa do rurociągu mieszkaniowego i wyrównuje ciśnienia do wartości pierwotnej. Pod tym względem ściany rury również zaczynają nabierać pierwotnego kształtu. W ten sposób powstaje odbita fala uderzeniowa, a cykle powtarzają się ponownie, aż do całkowitego wygaśnięcia. W tym przypadku okres czasu, w którym występują wszystkie etapy i cykle uderzenia wodnego, z reguły nie przekracza 0,001–0,06 s. Liczba cykli może się różnić i zależy od charakterystyki systemu.

NA Ryż. 2 Etapy uderzenia wodnego przedstawiono graficznie.

Ryż. 2. Wykresy zmian ciśnienia podczas uderzenia wodnego.

Rozkład na Ryż. 2a pokazuje rozwój szoku hydraulicznego, gdy ciśnienie płynu w strefie wyładowania fali uderzeniowej nie spada poniżej ciśnienia atmosferycznego (linia 0).

Rodzaje amortyzatorów hydraulicznych i podstawowe założenia konstrukcyjne

T3 ≤ 2L/s,

Δp = ρνc, Pa,

Gdzie ρ – gęstość transportowanej cieczy, kg/m3; ν – prędkość transportowanej cieczy przed momentem gwałtownego hamowania, m/s; Z– prędkość propagacji fali uderzeniowej, m/s.

Z kolei prędkość propagacji fali uderzeniowej c określa wzór:

Tabela 1. Charakterystyka cieczy

Tabela 2. Charakterystyka materiałów na ściany rur

Tabela 3. Wzrost ciśnienia podczas uderzenia wodnego przy prędkości przepływu 3 m/s

Materiał i wymiary rur	Prędkość fali uderzeniowej, m/s	Δр, bar
Polimer metalu






Polietylen







Polipropylen



















Stal (rury normalne VGP)

W przypadku pośredniego uderzenia wodnego wzrost ciśnienia oblicza się ze wzoru:

Tabela 4. Długość odcinka bezpośredniego uderzenia dla zaworów odcinających wodę

Możliwe skutki uderzenia wodnego

Okresowo powtarzające się wstrząsy hydrauliczne w rurociągach mieszkaniowych mogą powodować następujące problemy:

Ryż. 3. Przedostanie się wody do mechanizmu zliczającego wodomierza na skutek wyciśnięcia uszczelki

Ryż. 4. Typowe uszkodzenie manometru na skutek wstrząsu hydraulicznego

Ryż. 5. Awaria złącza zaciskanego MPT na skutek uderzenia wodnego

Ryż. 6. Kawitacyjne zniszczenie wewnętrznej powierzchni tłoczenia przed elektrozaworem

Ryż. 7. Wielowarstwowa rura polipropylenowa uszkodzona uderzeniem wodnym

Ryż. 8. „Zapadnięta” rura metalowo-polimerowa

Tabela 5. Zależność temperatury wrzenia wody od ciśnienia

Jeśli na przykład do rurociągu mieszkania dostanie się gorąca woda o temperaturze 70 ° C, a w strefie rozrzedzenia uderzenia wodnego ciśnienie spadnie do wartości bezwzględnej 0,3 atm, wówczas w tej strefie woda zamieni się w parę. Biorąc pod uwagę, że objętość pary w warunkach normalnych jest prawie 1200 razy większa od objętości tej samej masy wody, należy spodziewać się, że zjawisko to może prowadzić do jeszcze większego wzrostu ciśnienia w strefie sprężania fali uderzeniowej.

Metody ochrony przed uderzeniami wodnymi w instalacjach mieszkaniowych

Ryż. 9. Rodzaje amortyzatorów uderzenia wodnego

Parametry sprężyn kompensatorów sprężynowych można znaleźć na podstawie wyrażenia:

Wśród projektantów i instalatorów panuje opinia, że zawory zwrotne i reduktory ciśnienia mają również zdolność pochłaniania uderzenia wodnego.

Reduktory ciśnienia membranowe mają zdolność częściowego pochłaniania energii uderzenia hydraulicznego, jednak są zaprojektowane na zupełnie inne działanie siły, dlatego praca mająca na celu tłumienie częstych uderzeń hydraulicznych szybko je wyłączy. Dodatkowo gwałtowne wyłączenie skrzyni biegów podczas fali uderzeniowej prowadzi, podobnie jak w przypadku zaworu zwrotnego, do pojawienia się fali uderzeniowej w obszarze przed skrzynią biegów, który nie jest chroniony membraną.

Tłumik uderzenia wodnego VT.CAR19

Ryż. 10. Tłumik uderzenia wodnego VALTEC VT.CAR19

Ryc. 11. Projekt amortyzatora VALTEC VT.CAR19

Dane techniczne i wymiary gabarytowe klapy podano w tabela 6.

Tabela 6. Charakterystyka techniczna VALTEC VT.CAR19

Charakterystyczne imię		Oznaczający
Objętość robocza
Wartość fabryczna ciśnienia wstępnego w komorze powietrznej
Maksymalne ciśnienie przy uderzeniu wodnym

Maksymalne ciśnienie robocze w chronionym rurociągu mieszkaniowym
Zakres temperatur środowiska pracy

Wymiary (patrz szkic):
H – wysokość
O – średnica
G – gwint łączący
Materiał:
	Stal nierdzewna AISI 304L
Membrana

, bar

Stosunek Ewoda/Eat dla rurociągów wykonanych z różnych materiałów przyjmuje się wg tabela 2.

ΔP = β T Δt/β v = 0,00015 · (25 – 5) / 4,9 · 10 –9 = 61,2 bara.

Tabela 7. Dopuszczalna długość rurociągów zabezpieczonych przed rozszerzalnością cieplną (przy ΔТ = 20°C)

Ryż. 12. Montaż klap bezpośrednio przed chronionymi urządzeniami

Tabela 8. Długość odcinków rurociągu chronionych jedną klapą

Ryż. 13. Jednostka doprowadzająca wodę do mieszkania DSK-1

Uderzenie wodne to nagły wzrost ciśnienia w rurociągu, spowodowany szybką zmianą prędkości przepływu wody. Dodatnie uderzenie wodne występuje w wyniku gwałtownego zamknięcia zaworu, a ujemne uderzenie wodne w wyniku ostrego otwarcia. Dodatnie uderzenie wodne jest bardzo niepożądane w systemach grzewczych i wodociągowych.

Konsekwencjami mogą być pęknięcia rur, awaria pompy, wymiennika ciepła, wodomierza, manometru i innych urządzeń pracujących pod ciśnieniem i oczywiście przerwanie dostaw wody i ciepła do domu, zalanie sąsiadów w mieszkaniu od strony ulicy. niższe piętra. Najbardziej nieprzyjemną rzeczą jest pęknięcie rurociągu. Ciągłe narażenie na wstrząsy może prowadzić do obniżenia ciśnienia nawet w nowym systemie zaopatrzenia w wodę.

Przyczyny uderzenia wodnego

Gwałtowne zamknięcie/otwarcie zaworów odcinających
Obecność powietrza w rurach (konieczne odpowietrzenie instalacji)
Przerwy w pracy lub awaria pompy
Błędy podczas instalacji systemu

W nowoczesnym systemie zamiast zaworów gwintowanych, które zapewniają płynne odcięcie przepływu wody, coraz częściej stosuje się je Zawory kulowe, które nagle zamknęły system. Są wygodne i niezawodne w użyciu, jednak liczba uderzeń hydraulicznych wzrasta wraz z ich zastosowaniem w systemie.

Jeśli instalacja wodociągowa nie zostanie prawidłowo zainstalowana, uderzenie wodne może wystąpić również w przypadku zastosowania zaworów. Główny powód - ostre przejścia średnicy rury. Kiedy ciecz przepływa pod ciśnieniem przez rurę o dużej średnicy i dociera do miejsca, w którym rura „zwęża się”, może to również powodować problemy, ponieważ każda przeszkoda na drodze cieczy poruszającej się z dużą prędkością zmienia jej objętość, a co za tym idzie, ciśnienie. Dotyczy to również ostrych zakrętów i zakręty rurociągów. Najmniej chronione przed takim oddziaływaniem są rurociągi o średnicy do 100 mm i rozprowadzane na duże odległości.

Uderzenie wodne występuje również w wyniku tworzenia się pustek powietrznych, zwłaszcza na zakręcie rury.

Poniższy rysunek wyraźnie pokazuje, co dzieje się z rurą, gdy kran zostanie gwałtownie zamknięty - uderzenie wodne:

Sposoby zapobiegania uderzeniom wodnym

Istnieją różne sposoby ochrony systemu zaopatrzenia w wodę domu lub mieszkania:

W pierwszej kolejności należy sprawdzić całą instalację pod kątem szczelności i ogólnej przydatności do użytku oraz stopnia zużycia rur. Lepiej wymienić stare rury na nowe. Niezawodność systemu zależy od jakości materiałów i prawidłowego montażu.
Montaż zaworów odcinających typu zaworowego. Płynnie zamknij kran, aby ciśnienie w instalacji wodociągowej równomiernie się wyrównało.
Stosowanie rur o większej średnicy . Wybierz średnicę rury większą niż 100 mm. Im większa średnica rur, tym mniejsze natężenie przepływu wody i odpowiednio uderzenie wodne.
Unikaj długich odcinków układania rur i bez ostrych zakrętów, wtedy nie utworzą się w nich kieszenie powietrzne.
Unikaj nagłych zmian temperatury w rurze wodnej. Projektując dom, należy wziąć pod uwagę, że rury prowadzą do tych miejsc i pomieszczeń, w których różnica temperatur będzie minimalna. Zaizoluj rury.
Regularnie przeprowadzaj konserwację zapobiegawczą:

Sprawdź działanie grupy zabezpieczającej: manometr, odpowietrznik, zawór bezpieczeństwa.
Regularnie sprawdzaj stan filtrów zatrzymujących piasek i rdzę.

Używaj sprzętu kompensującego.

Kompensatory i amortyzatory uderzeń wodnych- specjalne urządzenia, które są w stanie wchłonąć część cieczy z ogólnego układu, gdy ciśnienie wzrasta, zmniejszając je w ten sposób.

Jeśli Twój dom jest zaopatrywany w wodę z autonomicznego źródła za pomocą sprzętu pompującego, użyj akumulator hydrauliczny. Jest częścią przepompownie i jest zbiornikiem z gumową membraną, do którego nadmiar wody będzie odprowadzany podczas uderzenia wodnego, aż do normalizacji ciśnienia w układzie. Przełącznik ciśnienia to element, który nie uchroni Cię przed uderzeniem hydraulicznym, ale wyłączy pompę, gdy zakręcisz kran, a ciśnienie przekroczy określoną wartość. Należy pamiętać, że pompa nie wyłączy się natychmiast. Należy zastosować pompę z przetwornicą częstotliwości, która automatycznie reguluje jej pracę i zapewnia płynny rozruch i zatrzymanie. Wyklucza się gwałtowny wzrost ciśnienia w układzie, który prowadzi do uderzenia wodnego.

Jako amortyzator można zastosować rurę wykonaną z elastycznego tworzywa sztucznego lub żaroodpornej wzmocnionej gumy, która pochłonie energię uderzenia hydraulicznego.

Najbardziej podatne na uderzenia wodne są długie rurociągi, na przykład podgrzewane podłogi. Aby zabezpieczyć taki system, jest on wyposażony w zawór termostatyczny.

Termostat z super ochroną. Czasami stosuje się termostat ze specjalną ochroną przed uderzeniem wodnym. Takie urządzenia mają mechanizm sprężynowy zainstalowany pomiędzy zaworem a głowicą termiczną. W przypadku wystąpienia nadmiernego ciśnienia sprężyna zostaje uruchomiona i nie pozwala na całkowite zamknięcie zaworu; gdy tylko siła uderzenia hydraulicznego spadnie, zawór zamyka się płynnie. Zainstaluj taki termostat ściśle w kierunku strzałki na korpusie.

Schemat kompensatora wstrząsów hydraulicznych

Powyższe schematy pokazują przykłady prawidłowego montażu kompensatorów. Można je montować poziomo lub pionowo, na kolektorach zimnej i ciepłej wody lub na dowolnym odcinku rurociągu prowadzącym do końcowego punktu poboru wody.

W tym miejscu należy zwrócić uwagę, aby woda nie zatrzymywała się na wejściu do kompensatora, w przeciwnym razie w systemie mogą zacząć się namnażać bakterie. Dlatego instrukcje nie pozwalają na jego instalację na górze pionu.

Według statystyk ponad połowa wypadków z rurociągami nie jest spowodowana korozją lub zmęczeniem materiałów. Są one spowodowane uderzeniem wodnym w sieci wodociągowej. Można ich jednak całkowicie uniknąć, jeśli natychmiast zainstalujesz system zgodnie ze wszystkimi zasadami i wyposażysz go w specjalne urządzenia tłumiące falę uderzeniową.

Wymienione powyżej środki ochrony będą skuteczniejsze, jeśli zostaną zastosowane kompleksowo, a zawsze można zneutralizować nieprzyjemne skutki uderzenia wodnego i przedłużyć żywotność rur i sprzętu AGD.