Воздушные клапаны — волшебная палочка для трубопровода

Факт 1. Избыток или недостаток воздуха в трубопроводе негативно влияет на эффективность работы системы

Когда воздух собирается в высоких точках трубопровода, он частично перекрывает его проходное сечение. Появляется так называемый «воздушный карман», который снижает расход воды. В результате, увеличивается расход энергии, необходимый на ее перекачку.
Если таких «воздушных карманов» много, поток воды в трубопроводе может полностью прекратиться. Вытеснение и перемещение таких воздушных карманов может привести к внезапному изменению скорости потока воды, вызывающему гидроудары и повреждения труб.
В местах «воздушных карманов» ускоряется коррозия стенок трубы, повреждаются измерительные устройства и неустойчиво работают регулирующие клапана.

Рис. 1 Труба без воздушных клапанов

С другой стороны, когда происходит опорожнение трубопровода, необходимо поступление атмосферного воздуха в трубопровод, чтобы заместить уходящую воду. Если этого не сделать, образующийся вакуум приведет к “схолопыванию” трубы.

Рис. 2 Труба без клапана впуска воздуха

Факт 2. Не существует трубопроводов без воздуха

Атмосферный воздух попадает в трубу при ее заполнении водой. Если отсутствуют устройства, его удаляющие, он собирается в высоких локальных точках. При нормальном давлении и температуре вода может содержать до 2% (объемных) растворенного воздуха. Скорость потока воды может изменяться при изменениях температуры и давления, на уклонах, при изменении диаметров трубы, частично открытых задвижках и пр. При этом растворенный воздух может выделяться, собираясь в высоких точках. Воздух может попадать в трубу при запуске глубинных насосов, из всасывающих вихрей обычных насосов, через неплотные соединения в зонах выше гидравлического градиента (точки с отрицательным давлением). Также воздух впускается в трубу воздушными клапанами при возникновении разрежения.

Факт 3. Воздушные клапаны регулируют впуск/выпуск воздуха в трубопроводе

Во избежание проблем, описанных выше, необходимо использовать на трубопроводе воздушные клапаны. Они бывают разных видов – кинетический (анти вакуумный) клапан, автоматический клапан, комбинированный клапан – выбор клапана обусловлен потребностью на конкретном участке трубопровода.

Рис. 3 Воздушные клапаны Dorot

В таблице ниже приведены особенности каждого типа воздушных клапанов компании Dorot.

Воздухоотводчик в системе водоснабжения: цели применения, место установки, альтернативные решения

Автоматический воздушник на ГВС

Сегодня нам предстоит выяснить, для чего нужна установка воздухоотводчика в системе водоснабжения. Кроме того, мы узнаем, в какой части контура водоснабжения возможен его монтаж, какие именно воздухоотводчики могут там применяться и как решить проблему воздуха в водоснабжении без воздушника. Приступим.

О горячем водоснабжении

Вначале давайте выясним, почему происходит завоздушивание системы водоснабжения и чем оно мешает. Начнем издалека.

Холодное водоснабжение многоквартирного или частного дома всегда имеет тупиковую разводку: розлив переходит в стояки, те ветвятся на подводки, а подводки заканчиваются кранами сантехнических приборов. Вода движется в тупиковом контуре только за счет водоразбора.

Тупиковая схема ГВС

Примерно до 70-х годов прошлого века, системы горячего водоснабжения (ГВС) во всех строящихся домах были организованы так же.

Тупиковая разводка горячей воды

Однако такая разводка имеет два серьезных недостатка:

1. Открыв кран горячей воды, владелец жилья вынужден в течение нескольких минут ждать ее нагрева. Особенно долгим его ожидание оказывается ночью и по утрам, когда в отсутствие водоразбора остывают стояки и розливы ГВС. Это не только неудобно, но и способствует неоправданно большому расходу воды;

Обратите внимание: при регистрации расхода горячей воды по механическому водосчетчику, вы вынуждены оплачивать весь проходящий через него объем. Фактически же существенная часть этого объема не соответствует требованиям действующих эксплуатационных нормативов: температура ГВС должна укладываться в диапазон +50 — +75°С.

Механический счетчик на фото регистрирует расход воды через трубопровод ГВС вне зависимости от ее температуры

1. Обогрев ванных комнат и совмещенных санузлов в многоквартирных домах, обеспечивается полотенцесушителем, запитанным от системы горячего водоснабжения. Понятно, что в отсутствие водоразбора в тупиковой системе он будет остывать. Для владельца квартиры это означает сырость и холод в ванной, а в долгосрочной перспективе — большую вероятность поражения стен грибком.

Полотенцесушитель смонтирован в разрыв подводки ГВС, и нагревается только при водоразборе

Циркуляционная схема

С конца 70-х — начала 80-х годов, горячее водоснабжение в новостройках постепенно стало становиться циркуляционным.

Как оно реализовано:

• По подвалу или подполу дома прокладывается два розлива ГВС;
• Каждый розлив имеет независимую врезку в элеваторный узел;
• Стояки горячего водоснабжения подключаются поочередно к обоим розливам и соединяются перемычками на верхнем этаже или на чердаке. В группы, связанные циркуляционными перемычками, может объединяться от 2 до 7 стояков.

По подвалу разведены два розлива горячего водоснабжения

Обратите внимание: монтаж перемычек на чердаке крайне неразумен в условиях холодного климата. Автор столкнулся с ним на Дальнем Востоке: при температуре в помещении холодного чердака в -20 — -30 градусов остановка циркуляции в системе ГВС (например, при аварийном отключении горячей воды) вызывает замерзание воды в перемычке в течение часа.

Для того чтобы вода непрерывно циркулировала через стояки и розливы, между ними нужно создать перепад давления. В элеваторном узле и далее, в запитанном от него отопительном контуре, циркуляция обеспечивается разницей давлений между подающим и обратным трубопроводами теплотрассы. Очевидный способ запитки ГВС — между врезками в подачу и обратку.

Однако в этом случае нас ждет неприятный сюрприз: байпас между нитками трубопровода будет катастрофически снижать перепад на водоструйном элеваторе, препятствуя работе отопления.

Внешний вид и принцип работы водоструйного элеватора

Проблема решается просто и изящно:

• ГВС врезается в подачу до элеватора в двух точках. Каждая из врезок снабжается запорной арматурой;
• Фланец между врезками оснащается подпорной шайбой. Так называется стальной блин, в котором по центру просверлено отверстие диаметром на 1 мм больше диаметра сопла. При штатной работе элеватора и связанном с ней движении воды по подающей нитке такая шайба создает перепад между врезками примерно в 1 метр водяного столба (0,1 атмосферы);
• На обратом трубопроводе монтируются точно такие же две врезки с такой же подпорной шайбой.

Простейший элеваторный узел с циркуляцией ГВС и двумя врезками в обратный трубопровод

У элеватора с циркуляционными врезками ГВС есть три режима работы:

1. Горячая вода циркулирует из подачи в подачу. Эта схема используется весной и осенью, при сравнительно низкой (до 80 градусов) температуре теплоносителя в прямой нитке теплотрассы;
2. Из обратки в обратку. В этот режим ГВС переключается на зиму, когда температура подачи переваливает за 80°С;
3. Из подачи в обратку. Так система горячего водоснабжения с циркуляцией запитана летом, когда отопление отключено, а перепад между нитками теплотрассы минимален или отсутствует.

Воздух! Воздух!

Стояки, а то и контур ГВС целиком время от времени приходится сбрасывать.

Причин для этого несколько:

• Сезонные ремонтные работы (ревизия запорной арматуры, плановые испытания теплотрасс и т.д.);

Плановая ревизия запорной арматуры

• Аварийные работы (устранение порывов, течей стояков и розливов);
• Работы в квартирах при неисправных вентилях (в частности, замена этих вентилей).

А теперь давайте представим себе, что произойдет при сбросе и последующем запуске пары соединенных перемычкой стояков:

1. Стоит перекрыть вентиля на стояках, открутить заглушки и открыть любой кран на любом сантехническом приборе, как вода полностью сольется из парных стояков, и они заполнятся воздухом;

Каждое отключение ГВС приводит к завоздушиванию стояков

1. При запуске парных стояков воздух будет вытеснен давлением воды в верхнюю часть замкнутого контура — в перемычку;
2. Поскольку перепад давлений, приводящий в движение воду, минимален, воздух в системе водоснабжения полностью остановит циркуляцию на этом ее участке. Очевидные последствия — те самые долгий нагрев воды при водоразборе и холодные полотенцесушители.

Узнать больше о том, как убрать воздух из системы водоснабжения, вам поможет видео в этой статье.

Ручные и автоматические воздушники

Как выгнать воздух из системы водоснабжения после ее сброса? Самое логичное решение — стравить воздух через воздухоотводчик, установленный непосредственно на перемычке между стояками.

Там можно обнаружить воздушник, относящийся к одному из двух типов:

Латунный кран Маевского

Изображение	Описание
Ручной (кран Маевского) — заглушка с выкручивающимся клапаном под ключ или отвертку. Чтобы устранить завоздушивание системы горячего водоснабжения, клапан достаточно открутить на пару оборотов, дождаться, пока выходящий из отверстия на кране воздух сменится водой, и завернуть клапан. Иногда стравливать воздух приходится два-три раза по мере того, как вода вытесняет в верхнюю часть контура новые пузыри воздуха.
Устройство автоматического воздушника	Автоматический воздухоотводчик для водоснабжения делает то же самое без участия владельца. При заполнении его камеры воздухом, поплавок, связанный с золотником, опускается — после чего давление воды вытесняет воздушную пробку. Всплывший поплавок герметично закрывает золотник.

Полезно: при самостоятельном монтаже перемычки на ГВС, кран Маевского можно заменить винтовым вентилем или водоразборным краном. Они не столь компактны, зато удобнее в использовании, поскольку открываются без применения каких-либо инструментов.

На фото — латунный водоразборный кран, способный с успехом заменить кран Маевского

Очевидное достоинство крана Маевского — дешевизна. Именно поэтому, в домах советской постройки использовались исключительно ручные воздушники.

Однако с точки зрения удобства эксплуатации, они сильно проигрывают автоматическим воздухоотводчикам:

• Часть жильцов верхних этажей просто-напросто боится пользоваться незнакомой им запорной арматурой;
• Ключи от кранов Маевского с клапанами сложной формы постоянно теряются;

Ключ от крана Маевского

• Проявления избыточного энтузиазма жильцов, вкупе с технической безграмотностью часто приводят к затоплению квартир. Дело в том, что выкрученный полностью клапан (а тем более — сам кран) практически невозможно вкрутить под давлением. Особенно в том случае, когда из отверстия хлещет обжигающе горячая вода.

Энтузиазм + безграмотность = авария

Без воздушника

Как удалить воздух из системы водоснабжения своими руками, если у вас нет доступа к воздушнику или если он неисправен?

Инструкция проста до смешного:

1. Перекройте один из соединенных перемычкой стояков ГВС;
2. Полностью откройте один или два крана на горячей воде в любой квартире по этому стояку. Через очень короткое время воздушная пробка вылетит на фронте потока воды, а идущая на сброс вода нагреется;
3. После того, как весь воздух выйдет, закройте краны и откройте вентиль на стояке.

Стояки водоснабжения в подвале многоквартирного дома

Частный дом

Нужен ли воздушник в системе ГВС частного дома?

Ответ довольно очевиден. Воздухоотводчик необходим, если ваша система горячего водоснабжения использует рециркуляцию, и в ее верхней точке нет сантехнических приборов, через которые может выйти воздух.

Заметьте: наличие создающего большой напор циркуляционного насоса, вкупе с небольшой высотой контура означают, что вы можете не опасаться остановки циркуляции. Однако воздух в системе ГВС часто становится причиной раздражающих гидравлических шумов.

Если в верхней части контура ГВС есть точки водоразбора, он может обойтись без воздушников

Заключение

Как видите, проблемы в работе системы ГВС зачастую имеют очень простые решения. Узнать больше о том, как убрать воздух из системы водоснабжения, вам поможет видео в этой статье. Успехов!