Что такое гидроудар в системе отопления: причины возникновения и последствия

В современном доме присутствуют жизненно необходимые коммуникации: электроснабжение, водопровод и система отопления. О последней и пойдет речь в этой статье. Рассмотрим. что такое гидроудар в системе отопления, причины его возникновения, способы предотвращения и снижения последствий после возникновения этого явления.

Что такое гидроудар?

При переходе теплоносителя из трубопровода одного диаметра в другой, при резком закрытии крана или столкновении жидкости с воздушной пробкой происходит процесс возникновения избыточного давления – это и есть гидроудар в системе отопления. Это явление длится доли секунды, но его сила может быть непредсказуема – в трубопроводе и так находится под постоянным давлением, а при гидроударе оно может подскочить во множество раз, и, если не выведет из строя магистраль, то будет постоянно снижать рабочий ресурс органов и приборов отопительной системы. В системах водоснабжения и отопления причины возникновения этого явления могут быть самыми разными и уровень последствий тоже непредсказуем.

Если попытаться дать однозначное определение гидроудару, то формулировка может звучать следующим образом – движущаяся в трубопроводе жидкость имеет кинетическую энергию и после столкновения с препятствием направляет свою энергию в обратную стороны, создавая высокое давление. Это давление действует на трубопровод и встречая какое-либо препятствие воздействует и на него. Это и есть гидроудар. Препятствием может быть переход из трубопровода одного диаметра в другой, клапана и шаркраны.

Гидроудары постоянно происходят в водопроводных системах, когда мы открываем и закрываем кран подачи воды. В системах отопления происходит тоже самое, но не так часто. Стоит отметить, что жидкость способна сохранять свое давление и накапливать энергию. Из-за этого в частных домах и квартирах случаются аварии. Особенно там, где в системах используют резиновые шланги в металлической обмотке. Наверное, многие из нас замечали, что такие шланги служат какое-то время, а потом рвутся. Это происходит из-за давления, которое копилось в системе и не уходило в общий водопровод из-за обратного клапана. Со временем давление превышало прочность шланга, и он давал течь.

Что такое гидроудар в системе отопления

Гидроудар в системе отопления многоквартирного дома случается не часто. Для жителей квартир проблема гидроудара стоит не так остро, как для владельцев частных домов, потому что ремонтом и обслуживанием этих объектов занимаются компетентные службы. Но все-таки стоит обратить внимание на гибкие шланги при установке водонагревателя, ведь ответственность и материальные затраты возлагаются на плечи жильцов городских квартир.

Гидроудары в системе отопления частного дома случаются гораздо чаще, поэтому жителям частного сектора стоит уделить особое внимание при проектировании и установке системы отопления в своем доме. А также использовать средства защиты от этого явления, которые будут описаны далее. Надеюсь доступно объяснил: что такое гидроудар в системе отопления.

Последствия гидроудара

Гидроудар воздействует на соединения труб, вентиля, клапана и прочие элементы системы. Очень часто возникает ситуация – отопление работает, греет дом, но жилец постоянно слышит щелчки или удары – это перепады давления в системе, которые разрушают элементы и рабочие органы. Иногда давление, которое резко повышается может превысить предел прочности трубопровода или их соединения. В этом случае возникает авария. Такое часто случается в система, совсем недавно запущенных в эксплуатацию.

Авария может возникнуть при постепенном износе тепломагистрали и ее органов или же неожиданно от воздействия очень сильного скачка давления. В том и другом случае последствия гидравлического удара вызывают материальные расходы на устранение наводнения в доме и ремонт системы отопления. Чтобы не стать свидетелем такого происшествия нужно знать причины возникновения этого явления и принять меры по их устранению. Как правило, последствия после гидроудара могут быть разной тяжести начиная от поломки насоса заканчивая затоплением дома и затратами на ремонт после наводнения.

Гидроудар может повлечь за собой следующие неприятности:

• расходы на покупку новой мебели, которая пришла в негодность после затопления;
• затраты на ремонт пола или компенсация расходов на восстановление должного вида квартиры после потопа соседям нижнего этажа – если наводнение произошло в городской квартире;
• оплата услуг специалистов, восстанавливающих работоспособность отопительной системы после аварии;
• при прорыве трубопровода человек может получить ожоги в попытках устранить аварию;
• возможные траты на ремонт отопительной системы после восстановления ее работоспособности после аварии, ведь уплотнители и другие элементы были подвержены негативному воздействию давления и скорее всего частично утратили свой рабочий ресурс.

Гидроудар в системе отопления: причины возникновения

Магистраль отопления частного дома включает в себя множество элементов: трубопроводы разного диаметра, вентиля и прочие элементы, которые влияют на перепады давления теплоносителя. А также неправильный монтаж или комплектация приборов и устройств системы отопления может спровоцировать появления скачков давления.

Ни какое действие не происходит само по себе, а в случае с гидроударом не остается без последствий. Если произошел скачек давления, значит на это были причины. Самые распространенные из них:

• насос дал сбой в работе;
• в системе отопления присутствует воздушные пробки;
• запорная арматура (вентиль) слишком резко сработала и спровоцировала гидроудар в системе отопления;
• соединение разных по диаметру трубопроводов;
• засорение фильтров.

Насос может выйти из строя, не только из-за своего низкого качества, но и по многим другим причинам, например, при падении уровня воды в скважине или если он изначально был подобран неправильно. Существуют способы предотвратить гидравлический удар в системе отопления при отключении насоса, например, источник бесперебойного питания.

Воздушные пробки в системе отопления могут возникнуть не только в жилом частном доме, но и в многоквартирном. В первом случае это происходит, когда не полностью стравили воздух при запуске отопления. А в городской квартире можно слышать грохот от гидроударов при запуске горячей воды при наступлении отопительного сезона. Наверняка вы слышали звуки при запуске отопления – это и есть то самое явление. Для предотвращения прорыва труб в городских квартирах на ТЭЦ вашего города делают первый запуск теплоносителя под небольшим давлением и не очень высокой температурой. А с наступлением холодов повышают эти параметры.

Шаровый вентиль имеет такую конструкцию, что неизменно провоцирует возникновение скачка давления теплоносителя. Ведь закрытие происходит не плавно, как при использовании винтовых кранов, а резко. В результате вода сталкивается препятствием на своем пути из-за чего и происходит гидроудар.

Стыки разных по диаметру трубопроводов сами по себе являются препятствием на пути теплоносителя и слабым звеном во всей системе отопления. Эти места подвергаются воздействию потока теплоносителя и испытывают большие нагрузки. Именно в них чаше всего возникает течь.

Засорение фильтра препятствует нормальному функционированию насоса, что приводит к перепаду давления.

Что должно присутствовать в системе отопления частного дома, чтобы избежать гидроудар

Система отопления должна быть защищена от гидравлического удара, поэтому еще на этапе проектирования предусматривают наличие необходимых элементов. Все они применяются в комплексе. Стоит отметить, что ниже будет приведен список приспособлений, которые выбираются исходя из особенностей отопительной системы: тип насоса, квартира или частный дом, диаметры и протяженность трубопроводов. Полностью подобрать весь комплект устройств и приспособлений может только профессионал, изучивший особенности вашего дома.

• специальная запорная арматура с плавным закрытием – при закупке элементов отопительной системы стоит отдать предпочтение кранам с плавным закрытием. Это убережет систему от резкого скачка давления и теплоноситель будет более мягко воздействовать на трубопровод и арматуру при перекрытии кранов, что убережет от сильного гидравлического удара;
• автоматическая система регулирующая поток теплоносителя – насос с такой модернизации плавно пускает жидкость, тем самым боле бережно воздействует на систему отопления в целом. Работая в автоматическом режиме, такое приспособление самостоятельно регулирует подачу жидкости без участия человека;
• гидроаккумулятор (расширительный бачек) – это устройство должно обязательно присутствовать в системе отопления частного дома. Ведь оно компенсирует перепады давления, снижая нагрузку. Принцип его действия следующий: при гидроударе внутри бачка резиновая мембрана выдавливается водяным столбом. Этим компенсируется давление внутри отопительной системы;
• термостат с пружинным механизмом – принцип его действия идентичен гидроаккумулятору с той лишь разницей, что в роли компенсатора давления выступает не резиновая мембрана, а пружинный механизм;
• мембранный гаситель гидроударов – этот прибор устанавливается на горячую и холодную воды, для того чтобы гасить перепады давления при открытии и закрытии кранов. Принцип действия идентичен двум предыдущим приспособлениям.

Используя эти приспособления можно исключить возникновения гидроударов отопления частного дома, если применить их во время монтажа новой системы. Также существуют способы предотвратить возникновение этого явления в уже функционирующей системе.

Как нейтрализовать гидроудар в функционирующей системе отопления

Если отопительная система вашего дома включает в себя терморегулятор, то нужно участок трубопровода, который находится перед ним заменить на пластиковую или каучуковую трубку. Эта врезка будет растягиваться при воздействии на нее давления тем самым снижать нагрузку. Длина этого элемента должна быть от 20 см для небольших магистралей и доходить до полуметра при отопительных системах большого объема.

Если в вашей системе отсутствует гидроаккамулятор, то необходимо установить его. Ведь это устройство стоит на первом месте в рейтингу приборов защиты от гидроудара.

Причины и последствия возникновения гидроудара отопления в доме

Гидравлический удар (сокращенно – гидроудар) – нежелательное физическое явление, которое характеризуется резким повышением величины гидравлического давления, произошедшего на отдельно взятом участке. Причем это явление вызывается выраженным изменением скорости движения потока. Гидроудар может возникнуть в системе отопления как частного, так и многоквартирного дома.

Гидроудар – что это за явление

В любых схемах отопления главным теплоносителем всегда является вода – в силу своих физических и химических качеств. Вода является средой, несжимаемой по определению – собственно, как и все жидкости, в большинстве своем. При движении потока воды в трубах отопления на его пути в принципе могут возникать разного рода препятствия. Причем необходимым условием для возникновения гидроудара является неожиданность возникновения препятствия. Подобный аспект объясняется тем, что при внезапном появлении преграды жидкость теряет свою скорость, градиент которой бесконечно стремится к нулю.

В свою очередь, при остановке перемещаемого объема жидкости влияние на него продолжает оказывать сила нагнетания устройства, реализующего непрерывную циркуляцию водных масс. Под влиянием силы нагнетания на определенном участке возрастает гидравлическое давление циркулирующей жидкости. И уже повышенное давление оказывает действие на стенки трубопроводов – своего рода сосудов.

В случае резкого устранения преграды движения, вода тут же устремляется в область минимального сопротивления и давления. Параллельно с этим она приобретает колоссальную скорость по причине разницы величин давлений в точке высокого давления и в свободной зоне.

Жидкость двигается со значительной скоростью, при этом по причине своей несжимаемости может запросто повредить элементы конструкции всей инженерной сети. Сила причиненного удара зачастую в несколько раз превышает силу осуществленного удара молотком, причем наотмашь. Именно по этой причине сильные гидроудары запросто могут стать причиной разрушения металлических изделий и устройств. При этом осуществляется разгерметизация коммуникаций и появляется реальная опасность получения человеком ожогов горячей водой, вырвавшейся из отопительной сети.

Первопричины возникновения гидроудара и последствия этого явления

Внешним проявлением того факта, что случился гидроудар в водопроводе отопительной системе станут доносящиеся стуки и щелчки. Возникают они по причине появления препятствий на пути свободного движения воды. Она, как и любая другая жидкость, является почти что несжимаемой и характеризуется некоторыми величинами, а именно – массой и инерцией. В том случае, если на ее пути появляется препятствие, то по причине отсутствия возможности свободно продвигаться дальше (а мгновенная остановка воды невозможна априори), может резко возрасти величина давления.

Когда это случается с довольно частой периодичность, и система не может, в силу тех или иных причин, обеспечить должный запас прочности, то велика вероятность того, что вскоре возникнет необходимость ремонта отопления в доме.

Конкретной первопричиной появления гидроудара может стать:

• Выход из строя или отключение насоса (циркуляционного);
• Появление в коммуникационной системе воздушных пузырей;
• Скорое закрытие вентилей, в результате которого происходит резкая остановка потока жидкости.

Ознакомившись с приведенным ниже рисунком можно понять вероятные причины возникновения гидроудара, причем последняя причины из приведенного списка случается наиболее часто. Важно отметить, что применение шаровых кранов для перекрывания труб категорически запрещается.

Величина, на которую повысится уровень давления в системе определяет степень вероятного повреждения. Соответственно, стоимость и объем предстоящего ремонта отопления в квартире или доме определяется местом возникновения порыва и длиной трубопровода. Если это случится в начале участка большой продолжительностью, то интенсивность повышения давления будет несколько меньше, если же это произойдет в его конце – то больше.

Несколько слов о ремонте

При систематическом возникновении в отопительной сети перенапряжений, высока вероятность ее повреждения. Значительную нагрузку испытывают жесткие детали, а также резьбовые соединения и собственно, сам трубопровод. Результатом этого может стать как утечка воды через резьбовые соединения, так и деструкция трубопровода с элементами отопления.

Причем течи могут возникать в результате гидроудара самые разные. Например, если устранение одной течи может осуществляться достаточно просто, то в другом случае может понадобиться полная замена радиатора. Есть определенные правила эксплуатации, которые позволяют отстрочить ремонт, а то и вовсе избежать этого явления. Наиболее простым приемом является плавное перекрывание кранов. Благодаря этому общая энергия гидроудара, растягиваясь по времени, а следовательно, теряет возможность нанесения значительных повреждений оборудованию.

Наиболее эффективные способы защиты водопровода от гидроудара

Отвечая на вопрос о том, как избежать гидроудара в водопроводе нужно рассматривать совокупность нескольких способов. Так как и сам гидроудар может возникать по разным причинам.

Рекомендации по профилактике возникновения нежелательного явления

С целью обеспечения защиты материалов и оборудования водопровода от гидроудара, чаще всего задействуют следующие способы:

1. Использование терморегуляторов, имеющих встроенный шунт;
2. Применение вставки, состоящей из пластичного материала;
3. Монтаж мембранных устройств;
4. Корректировка режимов работы насоса в соответствии с получаемыми данными об имеющемся давлении в сети;
5. Общие профилактические мероприятия.

Терморегуляторы, имеющие встроенный шунт, лучше всего использовать в качестве запорной арматуры. Шунт – это трубка небольшого диаметра, которая пропускает излишки циркулирующего теплоносителя в случае резкого повышения давления.

Стальные элементы в большинстве случаев подвержены деструкции в результате гидроударов. Это явление развивается вследствие высокой жесткости конструкции, а также из-за отсутствия минимального амортизирующего эффекта. Для обеспечения амортизирующего эффекта зачастую врезают небольшие участки, сделанные из полимерных труб, характеризующейся высокой гибкостью. При гидроударе эти элементы с лихвой компенсируют силу удара изгибом. Более того – трубы из ПВХ даже не повреждаются в результате этого действия.

Еще один способ справиться с резким и значительным повышением давления – это использование гидроаккумуляторов и расширительных баков. Их «спасительный эффект» реализуется благодаря тому, что эти устройства неплохо справляются с гидроударом, принимая излишек давления на себя. Мембрана, сделанная из резины или полимера, значительно изгибается, а также сжимает воздух из воздушной камеры. Во внезапно освободившееся пространство тотчас поступает вода из сети. Результат – снижение общего напряжения.

Циркуляционные насосы также зачастую встраивают в систему управления величиной давления в сети. Датчик обеспечивает контроль давления воды. При увеличении значения устройство подает команду о необходимости снижения числа оборотов насоса. Система доказала свою эффективность относительно насосов с частотной регуляцией скорости вращения рабочего колеса. Именно из этих соображений профессионалы чаще всего рекомендуют использовать подобные устройства в качестве средств для обеспечения надежной профилактики гидроудара. Да, пусть они стоят недешево, но зато полностью оправдывают свою стоимость.

Общие профилактические мероприятия, целью которых является предотвращение гидроударов и их последствий:

• Выполнять управление запорной арматурой плавно, без резких движений;
• Включать насосы только на низкой скорости;
• Тщательно проверять работоспособность воздухоотводчиков и предохранительных клапанов;
• Систематически стравливать воздух из отопительной системы;
• Систематически выполнять визуальный осмотр касательно исправности и целостности элементов конструкции системы отопления;
• Старательно контролировать состояние мембраны экспанзоматов.

Запомните! Гидравлические удары – достаточно распространенное и чрезвычайно опасное явление. Своевременное предотвращение возникновения гидравлических ударов не только спасет отопительные коммуникации и оборудование от значительных повреждений, но также обеспечит их целостность и работоспособность.

Профилактика возникновения гидравлического удара, в первую очередь, важна как мера безопасности – вырвавшаяся горячая вода из батареи запросто может нанести непоправимый вред здоровью человека, а также причинить материальный ущерб в виде порчи имущества.

Рекомендации по настройке системы отопления в квартире или частном доме

Данный момент является одним из главных этапов работ по созданию всей системы обогрева. Настройка должна проводиться как после монтажа, так и когда выполнен ремонт отопительной сети.

В первую очередь следует проверить и, в случае необходимости, изменить толщину труб, используемых в разводке. С этим очень легко ошибиться, особенно в том случае, если задействуется естественная циркуляция. Когда коммуникации благополучно функционируют, то данные изменения осуществляются в ходе модернизации или же в случаях, предполагающих выполнение серьезного ремонта системы отопления. Кроме того, выполняется проверка всех остальных элементов сети, а также соответствующее корректное использование оборудования. Нельзя забывать и про заполнение системы необходимым количеством воды.

Важный момент – отсутствие циркуляции воды говорит в пользу того, что в каком-то месте возникла воздушная пробка. Необходимо ее устранить в кратчайшие сроки, потому как она запросто может стать причиной возникновения гидроудара.