Что такое мембранный компенсатор гидроударов, как он работает

Давление, как один из параметров системы отопления и водоснабжения, играет ключевую роль. Именно за счет разности давлений образуется течение жидкости. В современных системах отопления используют гидравлические насосы. От показателя давления зависит скорость течения, напор и объем. В системах открытого типа, которые повсеместно использовались в прошлом, давление жидкости равнялось атмосферному, поэтому повышение температуры носителя сопровождалось перетеканием жидкости в расширительный бак.

Недостатком такой системы служило постепенное испарение жидкости, невозможность повышения температуры кипения, незащищенность от гидравлических ударов.

Жидкость практически не сжимается. При сжатии слоев возникают большие по значению силы упругости, которые могут с высокой скоростью передаваться в среде. Резкое изменение давления в одной части квартирной магистрали могло привести к разрушению элементов трубопровода в другой части.

Спровоцировать гидроудар может открытие крана или любой заслонки. Ярким примером служит разрушение вновь проложенной магистрали при первом ее запуске, когда при закрытых вентилях смесителей открывается подача воды.

Закрытая система отопления

Если трубопровод сделать герметичным, то при нагревании жидкости резко начнет повышаться давление, из-за чего могут трубы или соединения начать разрушаться. Однако давление, превышающее атмосферное, дает немало преимуществ.

• Как известно, повышается температура кипения, следовательно, можно более эффективно использовать носитель.
• При повышенном давлении увеличивается эффективность работы гидронасоса.
• Герметичная система не нуждается в периодической подпитке.

Регулятор давления в системе закрытого типа совмещает в себе функции мембранного компенсатора и расширителя. Он представляет собой емкость, разделенную на две части эластичной перегородкой.

В одной части находится воздух под давлением, а другая его часть соединена с магистралью. При тепловом расширении жидкость давит на мембрану, вследствие чего она прогибается в зону, наполненную воздухом. При уменьшении объема воздуха его давление возрастает и начинает компенсировать избыточное давление жидкости.

Когда квартирная система отопления находится в рабочем состоянии, то мембранный компенсатор пребывает в динамическом равновесии. Каждому увеличению давления со стороны жидкости сопутствует возрастание давления воздуха. Но оказывается, такая система не только способна гасить тепловые расширения, но работает как гаситель гидроударов.

Устройство мембранного компенсатора

На рынке строительных материалов и деталей к системам отопления расширительный бак известен, как мембранный компенсатор гидроударов. Он может устанавливаться не только в систему отопления, но и в систему водоснабжения. Основное назначение емкости – разгрузка системы в случае повышения давления.

Мембрана, выполненная из эластичного материала, является регулятором давления. По форме резервуар не подлежит стандартизации. Выбор внешней формы зависит исключительно из условий окружающего пространства и эстетичности. Чаще всего встречаются компенсаторы в виде цилиндрического баллона.

Та половина резервуара, где находится воздух, имеет вывод с золотником. Через него можно добавлять или уменьшать количество воздуха в резервуаре. При покупке мембранного компенсатора воздух находится под давлением, равным десятым долям атмосферного давления. При вводе в эксплуатацию это давление увеличивается согласно показателям системы. Компенсатор имеет только один подсоединительный патрубок, ведь сквозного течения жидкости не предусмотрено.

Разновидности

Есть несколько видов действующих классификаций устройств. Наиболее практичной считается группировка по типам применяемых мембран. На сегодняшний день практически все устройства выпускаются с диафрагменной мембраной. Баллон неразборный, выполненный из прочной стали. Обычно состоит из двух полусфер, сваренных между собой. Мембрана монтируется таким образом, чтобы полость резервуара делилась на две части. Подсоединительный патрубок остается в одной части, а золотник – в другой.

Баллонная мембрана подлежит замене. Но современные материалы способны выдерживать повышенные нагрузки довольно длительное время без потери целостности и упругости, поэтому необходимость в замене мембраны практически отпала. Резервуар для баллонной мембраны разборный. Вода находится в резиновой камере и не соприкасается с внутренними стенками резервуара. Шаровая мембрана сегодня практически не используется, она считается раритетом.

Правила монтажа

Если ранее к расширительному бачку предъявлялись определенные требования по монтажу, то в закрытой системе компенсатор может устанавливаться в любом месте. Однако это только теоретическое предположение. Требования расположения в высшей точке уже не актуальны, так как по закону Паскаля давление везде одинаковое.

Компенсатор монтируется там, где имеются сантехнические узлы, вводы или развязки.

• С одной стороны, это обусловлено тем, что узлы являются частой причиной гидроударов, поэтому устройство, гасящее избыточное давление, целесообразнее устанавливать в непосредственной близости от кранов и вентилей.
• С другой стороны, здесь весомую роль играет эстетичность. На фоне прямолинейных труб, аккуратно уложенных по периметру комнаты, баллон смотреться ну никак не будет.

Важным условием монтажа является отсутствие длинного или изогнутого отвода к баллону. Так как в отводе вода не циркулирует, то это может привести к застою и, как следствие, к размножению микробов. Отводы должны быть короткими и прямыми.

Из этих соображений и стоит выбирать место локализации компенсатора.

Обзор моделей мембранных компенсаторов

Сравнение технических характеристик разных моделей устройств помогает тем, кто впервые столкнулся с необходимостью их применения сделать правильный выбор. То же самое можно сказать и про мембранные компенсаторы. Модель Valtec Car 19 идеально подходит для бытового применения в квартирах.

Основное его назначение – компенсация переменных значений давления в водопроводах и системах отопления. Модели valtec зачастую используют исключительно в качестве расширительного бачка. Корпус компенсатора достаточно прочный, к тому же, он выполнен из нержавейки. При гидроударе резервуар способен принять 162 г воды. Но это не такой уж низкий показатель, так как давление в магистрали в это время составляет от 10 до 12 бар.

При монтаже номинальное давление в резервуаре равняется 3 бар, что в большинстве случаев подходит для многих систем без перенастройки. Некоторые модели снабжены манометрами для более удобной настройки компенсатора.

Модель FAR FA 2895 12 от компании FAR завоевала свою нишу на рынке компенсирующих устройств благодаря своей надежности при относительно недорогой стоимости. Показатели температуры и давления позволяют компенсатору работать как в промышленных системах, так и в системах домашнего применения.

Устройство резервуара ничем практически не отличается от аналогов. В качестве материала применяется латунный сплав, а мембрана выполнена из прочного пластика. Чтобы этот пластик не деформировался под действием воздуха, когда резервуар пустой, но удерживается пружинами. Несомненным качеством моделей far является их небольшой размер, они просты для монтажа даже в условиях стесненных габаритов пространства.

Производители Reflex и caleffi специализируются на производстве арматуры для водопроводов. Они предлагают целую линию компенсаторов, которые отличаются тем, что используются в более крупных системах. Объем бака Reflex может достигать сотен литров. Нередко такие устройства становятся гидроаккумуляторами, способными накапливать огромное количество воды. Такие аккумуляторы обеспечивают целостность насосов при отключении подачи водоснабжения.

Доступность устройств и гибкая ценовая политика производителей позволяет обеспечивать защиту систем водоснабжения не только на крупных предприятиях, но и в обычных домашних условиях. Перечисленные устройства имеют достаточно высокий ресурс при условии, что все технические параметры подобраны правильным образом.

5 Способов защитить систему водоснабжения от гидроудара

Серьёзными последствиями грозят повреждения трубопровода в следствии гидроудара:

• необходимость ремонта дефектного участка;
• длительное просушивание помещения;
• замену деревянной мебели;
• замену облицовочных древесных материалов, гипсокартонных переборок.

Гидроудар в циркуляционной системе коммуникаций является сопутствующим явлением при запуске насоса, перекачивающего жидкость. Вибрация, как при ручном, так и автоматическом запуске нагнетающего насоса, передаётся трубам, что так же служит причиной разгерметизации систем жизнеобеспечения дома.

Примерно такие же перегрузки испытывают стенки канализации при начале слива воды из стиральной или посудомоечной машины и автономная система отопления при очередном цикле подачи жидкости к радиаторам. Разница заключается в силе давления на стенки труб при запуске и при постоянном цикле подачи.

Гидроудар – неполадка или неизбежность?

Гидроудар в системе водоснабжения бывает двух видов, в сторону увеличения или понижения давления. Это можно сравнить с артериальным давлением человека. При отрицательном гидравлическом давлении жидкости на стенки труб угрозы не существует, в этот момент наблюдается снижение напора воды.

Много серьёзнее обстоят дела при значительном повышении давления в водопроводе, спровоцированном затором на одном или нескольких участках. Причиной этого могут стать:

• резко открытая заглушка, запорный кран;
• скопившийся в процессе простоя системы воздух;
• разгерметизация, получившаяся в результате неправильной консервации системы перед перерывом в её эксплуатации.

Определить эту неполадку можно на слух, трубы начинают издавать устрашающие звуки. Характеристики и громкость звуков отличаются в зависимости от материала, из которого изготовлены трубы.

Последствия гидроударов

При резком изменении скорости потока, давление в трубопроводе кратковременно возрастает в десятки раз. Постоянные гидроудары приводят:

• К нарушению герметичности трубопровода. Под воздействием высокого давления и явления кавитации, которое сопровождает гидроудары, нарушается целостность труб, уплотнителей в местах соединения.
• К выходу из строя фильтров, бойлеров. При постоянных гидроударах в системах горячего и холодного водоснабжения существенно сокращается срок службы водонагревателей, фильтрующих воду устройств.

Как услышать и предотвратить угрозу

В металлопластиковых и полипропиленовых трубах есть звукоизоляционный слой. Чрезмерное давление внутри системы – борьба воды с воздушной пробкой, по восприятию на слух больше напоминает громкое урчание сытого кота или раздражённого кишечника. Металлические и медные трубы усиливают звук, транслируя его по всей системе. Чем дальше от его источника, тем сильнее и протяжнее скрежетание.

Лучшим способом снятия напряжения с внутренней поверхности стенок трубопровода можно считать открытый кран, если причиной слабой проходимости воды стала воздушная пробка, образовавшаяся при резкой приостановке подачи воды. При выходе жидкость будет насыщена пузырьками воздуха.

Внимание! Чем больше запорных кранов в системе, тем надёжнее защита. Перекрытие прохода жидкости к повреждённому участку, а не по всей протяжённости трубопровода сокращает зону риска для гидроудара.

Уязвимость труб при гидроударе

Не открытый вовремя кран или не отключённый в экстренной ситуации нагнетающий насос – это предпосылка к тому, что вода дырочку найдёт и расширит. У каждого вида труб есть свои слабые места.

• Бесшовные металлические чаще повреждаются на сгибах, чем круче угол, тем сильнее риск.
• Швы на металлопрокатных изделиях не рассчитаны на давление, превышающее то, что указано в маркировке.
• В металлопластиковых водопроводах зоны риска находятся в местах стыков с фитингами – тройниками, запорными кранами и угловыми соединениями.
• Полипропиленовые более устойчивы за счёт большего диаметра и паяных углов, но зоны риска те же, что и в металлопластиковом водопроводе.

Наиболее подвержены повреждениям при гидроударе трубы с внутренним диаметром меньше 10 мм.

Слабое место сварных систем из нержавеющей стали – края соединяемых элементов, на которые воздействовала плазма. Ухудшение технических данных металла – это более весомый аргумент в отказе от использования нержавейки в монтаже автономного водопровода, чем высокая стоимость материала. Радужные разводы, относимые профессионалами к цветам побежалости, не всегда свидетельствуют о перегреве стали. Большую опасность представляют выделяющиеся оксиды. В местах их выделения даже нержавеющая сталь подвергается коррозии.

Возможные причины нарастания гидравлического давления, как его избежать

Эксплуатация автономного водопровода в режиме non-stop практически не производится. Насос запускается автоматически при необходимости подачи очередной порции воды в дом. Если перед этим не было никаких аварийных ситуаций, то перегрузка будет кратковременной. Повреждение может вызвать только естественный износ трубопровода.

Если предыдущее отключение насоса было произведено в аварийном режиме, то это может повлечь образование преграды воде в виде воздушной пробки. Тоже происходит и при резком перекрытии запорной арматуры. Когда мастер предлагает установить барашковый кран вместо шарового, в этом есть свой резон.

Краны старого образца дают реальную возможность плавно перекрыть воду и также постепенно открыть её доступ в систему при последующем включении насоса после проведения профилактических или ремонтных работ. Пожалуй, это лучшая защита труб от повышенного давления на стенки.

При длительном перерыве в работе водопровода, частично находящегося за пределами здания, в трубах может оказаться лёд. Эта преграда вполне материальна и более опасна, чем воздух. Сход снега с полей – не критерий того, что вода, находящаяся под землёй, полностью растаяла.

При сильном понижении температуры воздуха приводит к замерзанию воды внутри труб даже в действующих автономных водопроводах. Защита от гидроудара в системе водоснабжения, при пуске в сильные морозы, заключается в ее максимальном утеплении. В районах с умеренным климатом для защиты бывает достаточно установки утеплённых коробов, препятствующих промерзанию. В районах, где этой меры может оказаться недостаточно, используется электрический кабель для подогрева. Прокладывается он по всей длине подземной части водопровода.

Причины возникновения гидроудара

Самая главная причина – резкое закрытие запорной арматуры. Если вода течет тонкой струйкой, риск минимальный, но при резких открываниях/закрываниях крана, опасность максимально повышается.

Регуляторы давления воды в системе водоснабжения, их стоимость и регулировка

Почему еще происходит гидроудар в системе водоснабжения:

1. При резких включениях мощных насосов. Возникает при нестабильности электроснабжения объектов, оснащенных мощными насосными станциями.
2. При наличии воздушных пробок в системе водоснабжения, отопления. Поэтому прежде, чем подключать в эксплуатацию замкнутые системы с жидким носителем, следует предварительно согнать воздух.

Сегодня гидроудары считаются самыми распространенными факторами выхода из строя систем водоснабжения. Связано это с появлением новой запорной арматуры, не требующей долгих поворотов вентиля (крана) для открывания/закрывания воды.

Стоит знать! Особенно опасно перекрывать мощные струи воды – даже при исправной системе водопроводов, это рано или поздно приведет к гидроудару.

Защита водопровода от перегрузок внутри дома

Основной защитой длинного участка от повреждений внутри дома стали компенсаторы сильфонного типа. Этот элемент конструкции, за счёт предусмотренного изготовителем растяжения, предотвращает деформацию и разрыв труб при гидроударе. Особенность компенсаторов заключается в соединительной функции основных деталей трубопровода и герметизации системы водоснабжения.

Если есть возможность сделать водопровод с меньшим количеством стыков, врезок, то мастера пользуются способом самокомпенсации системы. Он заключается в изгибах трубы, что естественным образом гасит давление нагнетаемой насосом жидкости. Метод защиты от гидроударов в системе водоснабжения, без использования дополнительных деталей, хорошо работает на участках трубопровода малого метража. Там, где нет больших температурных перепадов, деформация от сжатия или растяжения материалов трубам не грозит.

Для участков труб, контактирующих с горячей водой, используются и другие компенсаторы гидравлического давления:

Подбор компенсаторов и методов гашения гидроудара производится на стадии составления проекта. Но и в процессе эксплуатации всегда есть возможность усовершенствования автономных систем, водоснабжения и отопления. Что чаще всего это бывает в процессе установки дополнительных сантехнических точек.

Защита от гидроударов системы домашнего отопления и водоснабжения

В последнее время все чаще появляются сообщения о разрушении некоторых элементов системы отопления или водопровода. Причина поломки — гидроудар. Спасает от подобных неприятностей компенсатор (гаситель) гидроудара. Что это за устройство такое, как и где его устанавливать — читайте в этой статье.

Что такое гидроудар в трубопроводе, причины возникновения

Гидроудар — это резкое повышение давления в системах транспортирующих жидкость, которое возникает при резком изменении скорости движения жидкости. Скачок давления может стать причиной разрушения некоторых элементов системы. Разрушения происходят, если превышен предел прочности соединения или материала.

Если говорить о наших домах и квартирах, гидроудары возникают в системах отопления и водоснабжения. В системах отопления частных домов — при старте или остановке циркуляционного насоса. Да, сам по себе он давления не создает.

Но резкое ускорение или останов теплоносителя и является той нагрузкой, которая действует на стенки труб и близлежащие устройства. В системах отопления закрытого типа стоит расширительный бак. Он компенсирует гидроудар, если насос находится рядом. В этом случае дополнительные устройства могут и не понадобиться.

Главная защита – соблюдение правил эксплуатации

Не обязательно знать, что такое гидроудар в системе водоснабжения, главное уметь его предотвратить:

1. Перед первичным запуском водопровода необходимо стравить воздух.
2. После зимнего периода, если скважина подачи воды не использовалась, нужно обезопасить её от разрыва под воздействием льда. Для этого в колонку, к которой подключен насос, заливают горячую воду.
3. Чтобы избежать воздушной пробки при подключении оборудования после длительного перерыва, при стабильно плюсовой температуре, повысить уровень до рабочего состояния можно холодной водой.
4. Перед запуском насоса требуется проверить, все ли перекрывающие краны (вентили) открыты.
5. Если конструкция электродвигателя позволяет регулировать режим подачи, этим следует воспользоваться, повышая давление в системе постепенно.

К поломкам в системе водопровода приводит гидроудар, вибрация, неправильная сборка трубопровода, неверно проведённые расчёты при подборе диаметра к мощности оборудования, обеспечивающего циркуляцию жидкости. Статистика показывает, что 60% повреждений вызваны систематическими или разовыми резкими скачками давления в трубах.

Что такое гидроудар?

В общем понимании гидроударом считается любое воздействие водной среды, которое приводит к авариям в обслуживающей инфраструктуре. В системах водопровода это явление происходит чаще всего, и причин ему может быть несколько. К примеру, закрытие клапана или крана смесителя может резко повысить давление в контуре, что приведет к разрыву трубы или поломке силового перекачивающего оборудования – это будут последствия гидроудара. Реже встречаются подобные аварии при резком понижении давления. Это бывает, если, например, пользователь водопровода полностью без выдержки технологического интервала отключил насос или открыл кран. Для обеих ситуаций нужна защита от гидроудара, которая может выражаться и в установке частотного преобразователя, и в применении рассматриваемого компенсатора давления.

Пузыри на трубе

Характерное потрескивание в водопроводных трубах – это сигнал о неполадке. В системе есть предпосылка к разгерметизации. Возможно, что пластик имела механическое повреждение, невидимое до момента установки. Вибрация, создаваемая насосом, способствует её расширению. Достаточно небольшого увеличения давления в трубопроводе, для того, чтобы проблема стала явной.

Появление на многослойных трубах холодного водоснабжения пузырей напрямую указывает на слабое звено в системе. Участок, на котором проявились последствия подскакивания давления, подлежит срочной замене. Карман, созданный водой, непременно прорвётся. Значительно проще заменить отрезок трубопровода, не дожидаясь потопа при котором придётся экстренно перекрывать задвижки в аварийном режиме, что может послужить причиной следующего гидроудара.

Пузыри на трубах горячего водоснабжения могут вообще не говорить о повреждении, если при монтаже использовались армированные трубы из полимера. Особенности строения армированной трубы заключаются в том, что главную часть и внешний слой разделяет металлическая фольга, зафиксированная двумя слоями игольчатого клея.

При нагревании материалы дают разную степень растяжения. Внешний слой проницаем для воздуха, а при неоднократном остывании его материал подвергается деформации, создавая карманы для образовавшегося между ним и фольгой конденсата. Опасности разрыва, при штатном давлении, в этом случае не существует.

Для чего нужен проект водопровода

Протяжённость водопровода даже в частных домах разная. Каждый метр на прямой траектории добавляет углу наклона трубы определённый градус. В первую очередь это необходимо для того, чтобы вода не застаивалась.

Прямой и тупой угол изгиба с разной степенью эффективности гасит гидроудар, который может стать причиной поломки дорогостоящего оборудования:

• силового агрегата;
• водонагревателя;
• 2-контурного котла, обеспечивающего не только подачу воды к умывальнику, но и к системе «тёплый пол».

Чёткая геометрия хороша для исполнения декоративной отделки. При подключении сантехнических точек прямые линии труб не всегда актуальны. Каждый изгиб и угол наклона неоднократно просчитывается и выверяется проектировщиками.

Стоимость проекта дома с коммуникационными развязками незначительно дороже того, в котором удобства не предусмотрены. Во многих частных домах закладка трубопровода начинается ещё при закладке фундамента. Поэтапная сборка всех узлов в строгом соответствии со строительным планом – это лучшая защита дома от преждевременного разрушения, а водопровода от гидроудара. На расчётах экономить не рекомендуется, равно как и на найме профессиональных сантехников.

Если уж случилась беда, и произошла разгерметизация трубы отопления или теплого пола, то необходимо срочно произвести ремонт поврежденного участка. Обнаружить скрытую протечку в полу, стене или в земле можно с помощью тепловизора. занимается поиском утечек в системе отопления и на протяжении более чем десяти лет успешно помогает людям в решении данной проблемы.