Един от основните проблеми при експлоатацията на автономните отоплителни системи и водоснабдяването е спадането на налягането. Водният удар в водоснабдителната система и загряването на водата, в резултат на това рязко падане, могат да причинят сериозни щети. Трябва да бъде предупреден, да се съгласи?
Ще ви разкажем как да предотвратим явлението и да неутрализираме неговите негативни последици, като осигурим непрекъснатостта на контурите. Ще научите от нас какви методи се използват за елиминиране на водния удар в системи, транспортиращи вода до запълващи водата вентили и отоплителни устройства.
Естеството на водния удар е разглобено в статията, представена за преглед. Изброява превантивните мерки, които изключват възможността за възникване на опасна ситуация. За визуално възприемане на трудна тема са приложени схеми, фото илюстрации и видео.
Какво е воден чук?
Хидравличният удар е краткосрочен, но значителен скок на налягането в напълнена с течност система. Това явление възниква по време на сблъсъка на флуидния поток с препятствие по пътя му. Характерните примери за появата на такива бариери включват рязко припокриване на клапани, внезапно спиране на помпата, шлюз и др.
Изправен пред препятствие, притокът на вода по инерция продължава да тече със скоростта, с която се движи до появата на бариера. Първите слоеве, които са в контакт с препятствие, се уплътняват със същата скорост поради пристигането на следващите слоеве.
Поради постоянното впръскване на нови слоеве на потока, налягането бързо нараства и течността „търси” начин да изхвърли частта си, за да я освободи.
Последиците от водния удар в водоснабдителната и отоплителната система не винаги могат да бъдат определени веднага. Понякога веригата изглежда и работи доста нормално. 
Въздействието на водния удар обаче ще повлияе върху работата на мрежата. Например, ще доведе до понижаване на налягането на тръбата по протежение на заваръчния шев 
Честа последица от воден удар в водоснабдяването е счупена метална тръба през резбовото съединение. 
Металопластичните и пластмасовите тръбопроводи са изключително чувствителни към хидравлични въздействия. Такива ситуации не бива да се допускат, особено ако тръбите са положени по скрит начин. 
Водният чук почти винаги прави санитарни водопроводни уплътнения нерентабилни - уплътнителни фитинги и намотаване на фугите на тръбите 
Чести са случаите, когато телата на водните кранове и филтрите се разделят поради воден удар. Малка фистула, която се появява първоначално, със сигурност ще се увеличи и тя ще тече 
След излагане на натиск, многократно превишаващи работните параметри, фабричните настройки на манометрите се губят или обикновено стават неизползваеми. 
Обикновено след появата и въздействието на водния удар трябва да се премахнат и калибрират водомери.
Подобна ситуация почти винаги се случва, когато потокът е разкъсан от сферичен вентил или клапан. На пръв поглед явлението може да изглежда безобидно. И тъй като много собственици не му придават специално внимание.
Но в действителност, когато се откриват предпоставките за дефект в зреенето на тръбите и фитингите, си заслужава да се отстрани възможно най-скоро. В действителност, поради хидравличен удар, в отоплителната система се появяват разцепвания и пукнатини, както и повреда на оборудването.
Този сериозен проблем може да бъде предшестван от щраквания и удари, както и от външен шум в водопроводните тръби, придружен от характерен „ръмжене”.
Мигането настъпва предимно в местата, където по-големи тръби са свързани с тръби с по-малко напречно сечение. Водата, която тече по вътрешните им стени, е изправена пред несъвършена, но все пак пречка.
Редовната поява на воден чук влияе неблагоприятно върху работата на системата, като значително намалява експлоатационния му живот.
В случай на аварийни ситуации от въздействието на хидравличен удар може да пострадат:
- оборудване (изтичане на тръбопроводи и разрушаване на отоплителните уреди);
- собственост (водата, изтичаща от повредена мрежа ще наводни жилището и ще повреди мебелите);
- домакинства (ако е настъпило нарушение в отоплителната система, има опасност от тежки топлинни изгаряния).
Според статистически данни, "лъвският дял" от авариите на тръбопроводите, който е около 60%, се дължи на хидравличен удар. По-често отрицателните ефекти от такъв ефект могат да се наблюдават при износени тръби, покрити с корозия.
Последиците от редовните хидродинамични въздействия могат да бъдат непредсказуеми, а най-разпространеното сред тях е пробив.
Тя дава най-много проблеми на удължените тръбопроводи, например, когато подрежда "топъл под", по протежение на веригите, в които циркулира загрятата до определена температура течност.
Степента на увреждане до голяма степен зависи от мястото на възникване на препятствието: ако е в началото на дълъг тръбопровод, стойността на повишеното налягане ще бъде незначителна, но в края ще бъде много по-висока.
Най-често ефектът се проявява, когато тръбите с различен диаметър участват в полагането на отоплителната система. Ако "смесените" тръби с помощта на адаптери не бъдат доведени до общ "знаменател", увеличаването на налягането в отоплителната система е неизбежно. В тази ситуация, за да защити системата, веригата е оборудвана със специален клапан - термостат.
Причините за водния удар
Физическата същност на това явление се състои в пълната загуба или значително намаляване на капацитета на водопроводните тръби, в резултат на което налягането на флуида в системата се повишава.
В къщи, където инженерните комуникации са неграмотно проектирани и оборудвани, често е възможно да се чуе характерното подслушване и щракване в тръбопровода.
Те са външно проявление на воден удар и се появяват, когато циркулацията на течността внезапно спре в затворена система и след това внезапно се възобновява нейното движение.
В ролята на естествени препятствия в тръбопровода често въздушните пробки, адаптерите от по-голям диаметър до по-малък, или монтирани спирателни клапани
Ако възникне препятствие по пътя на водния поток, движещ се с определена скорост, неговата скорост на движение се забавя и обемът продължава да се увеличава. Не намирайки изход, образува обратна вълна, която, сблъсквайки се с основната водна маса, увеличава налягането в системата. Понякога може да достигне праг от 20 атм.
Поради плътността на линията, натрупаният обем няма къде да отиде, но мощната енергия все още се стреми да намери изход към външната среда. Силата на удара в резултат на такъв сблъсък създава опасност от спукване на тръба, която няма достатъчен запас на безопасност.
Поради тази причина, за подреждането на системата, е необходимо да се използват безшевни водо-газови тръби, пригодени за водни мрежи, съответстващи на ГОСТ 3262-75, или металопластикови аналози под налягане, произведени по ГОСТ 18599.
От постоянното въздействие на водната енергия, както самият тръбопровод, така и твърдите елементи на системата постепенно или бързо ще се сринат.
Основните фактори, провокиращи появата на воден удар в тръбите са:
- прекъсвания в работата или повреда на циркулационната помпа;
- наличието на въздух в затворена система;
- прекъсване на електрозахранването;
- с внезапно припокриване на клапани.
Краткосрочно повишаване на налягането в затворена верига, дължащо се на изтичане на течност над предписаната скорост, може да се случи, ако работното колело започне движение при високи обороти, когато помпата е включена.
Напоследък, при организирането на автономна отоплителна система, вместо стари вентили и клапани, все по-често се използват сферични кранове, чиято конструкция не осигурява безпроблемна работа.
Способността им да имат високоскоростен ефект има обратна страна, което е една от най-честите причини за воден удар.
Ако при пускане системата не изпуска въздух от нея, когато сферичният кран се отвори, има сблъскване на въздух с практически несвиваема течност.
От гледна точка на безопасността, винтовите кранове са по-предпочитани, тъй като благодарение на постепенното отваряне на буксата, те осигуряват гладко отваряне / затваряне на клапаните.
Подобна ситуация се случва, когато въздухът не се освобождава от веригата, преди системата да се стартира. По време на отварянето на чешмяната вода се поставя въздушен шлюз, който в затворена система е един вид пневматичен амортисьор.
Как да избегнем проблемите?
За да се намали интензивността и да се неутрализира ефекта на свръхналягането ще помогне компетентната защита на водоснабдителната система.
Защитните механизми за автономни системи срещу хидравличен удар в повечето случаи са насочени към изглаждане на потока на водната маса
За предотвратяване на създаване на свръхналягане с единичен и постоянен характер както в отделен участък от веригата, така и в системата като цяло, се използват редица основни мерки.
Опция # 1. Плавното припокриване на системата
Това е едно от основните изисквания за пускане и спиране на тръбните системи, което е ясно изложено в нормативните документи.
Факт е, че енергията на водния удар, дължаща се на еластичността на стените на тръбите, действа едновременно не с цялата си якост. Поради компенсирането на еластичните деформации, тя се разделя на няколко интервали от време.
Следователно, при една и съща сила на удара, силата на удара в определен момент ще намалее значително. Чрез плавен старт е възможно да се удължи процесът на увеличаване на налягането, като се минимизират значителните повреди на системата.
При избора на клапани, трябва да се даде предимство на продукти, които имат сравнително голям обхват на водата.
В етапа на монтиране на оборудването се монтират кранове, чието проектиране осигурява голяма пролука до момента на спиране на водата.
Вариант # 2. Прилагане на автоматични устройства
Автоматизацията трябва да бъде конфигурирана за гладка корекция на статичното налягане в системата. За постигане на желания ефект помага и монтирането на помпи с автоматична смяна на скоростта или на устройства с електронно управление, които са оборудвани с вградени честотни преобразуватели.
Използването на автоматични системи ще позволи да се контролира потока на флуида, както и да се прочетат показанията за неговото налягане в тръбопровода
Помпите, оборудвани с автоматично регулиране на оборотите на двигателя, могат плавно да увеличават / намаляват налягането в системата. В същото време софтуерът едновременно изпълнява две задачи: проследява промяната на налягането във водоснабдителната система и автоматично регулира налягането.
Системите за автоматично управление на помпено оборудване в автономни водоснабдителни мрежи работят само в тандем с хидравлични акумулатори. 
Хидравличният резервоар, включен в схемата с еластична мембрана отвътре, ви позволява да създадете захранване с вода и да образувате компенсираща въздушна камера, която ще изглади ефектите от излишното налягане 
В затворени отоплителни системи, мембранен резервоар, разширителен съд, може да бъде предотвратен чрез хидравличен удар. Той е червен, структурно подобен на хидравличния резервоар, но извършва изключително компенсиране на налягането по време на разширяването на охлаждащата течност. 
Ако в водоснабдителната система са включени допълнителни помпени станции и са предназначени за прехвърляне на вода от резервоара към потребителя, отговорността за намаляване на въздействието на водния удар е частично възложена на тях.
Начини за комплексно обновяване на системата
Цялостната модернизация на системата включва инсталиране на оборудване, насочено към неутрализиране на ефектите от свръхналягане.
Метод # 1. Използването на компенсатори и амортисьори
Амортисьорите и хидроакумулаторите едновременно изпълняват три функции: те събират течност, премахват допълнителния му обем от системата и също така помагат за предотвратяване на нежелани явления.
Компенсиращото устройство, чиято роля се изпълнява от акумулатора, се монтира по посока на водния поток в тези отвори на отоплителния кръг, където вероятността от колебания на налягането в системата е висока.
Акумулаторът или пожарогасителят е стоманена колба с обем до 30 литра, включително две отделени с гумена или гумена мембранна секция.
Когато в системата настъпи свръхналягане, водният стълб на първата секция започва да се натиска върху мембраната, поради което се огъва в посока на въздушната камера.
Когато налягането се повиши, водата удари "капки" в резервоара. Благодарение на огъването на гумената мембрана по посока на въздушната камера в момента на повдигане на водния стълб се постига ефектът от изкуствено увеличаване на обема на контура.
Като амортисьори се използват тръби от топлоустойчива подсилена гума или еластична пластмаса.
Еластичният материал на амортизиращите устройства спонтанно охлажда енергията на воден удар в точката, където налягането е достигнало критична стойност.
За постигане на желания ефект е достатъчно да се използва продукт с дължина 20-30 см. Ако тръбопроводът има голяма дължина, секцията на амортисьора се увеличава с още 10 см.
Метод # 2. Монтаж на предпазен вентил от диафрагмен тип
Мембранният предпазен клапан се поставя на изхода на тръбопровода близо до помпата, за да се освободи предварително определено количество вода с излишък от налягане.
Предпазният вентил, оборудван с твърд уплътнител, който служи за бързо освобождаване на налягането, е надежден предпазител на автономна система.
В зависимост от производителя и вида на модела, предпазният вентил се задвижва от електрическа команда на контролера или чрез пилотно устройство с бързо действие.
Устройството се задейства, когато налягането надвиши безопасното ниво, защитавайки помпената станция, когато оборудването внезапно спре. По време на опасен прилив на налягане, той се отваря напълно и когато падне до нормално ниво, регулаторът се затваря бавно.
Метод # 3. Оборудване на термостатичен контролен вентил с плъзгач
Шънтът е тясна тръба с лумен 0, 2-0, 4 mm, която се монтира в посока на циркулация на охлаждащата течност. Основната задача на елемента е постепенно да се намали налягането при претоварване.
Тясна тръба, чието напречно сечение не превишава 0, 2-0, 4 mm, се поставя от страната, от която течността навлиза в термостата
Методът на маневриране се използва при изграждането на автономни системи, като тръбопроводът се изгражда само от нови тръби. Това се дължи на факта, че наличието на ръжда и седименти в стари тръби може да намали ефективността на шунтиране до „не“. Поради тази причина, когато се използва шунт на входа на отоплителния кръг, се препоръчва да се инсталират ефективни водни филтри.
Метод # 4. Използване на термостат със супер защита
Този вид предпазител следи налягането в системата и не му позволява да работи след като индикаторът достигне критична точка. Устройството е снабдено с пружинен механизъм, разположен между термичната глава и клапана. Пружинният механизъм се активира при свръхналягане, предотвратявайки напълно затварянето на клапана.
Такива термостати се монтират стриктно според посочената в кутията посока.
Превантивна поддръжка
Освен стриктното спазване на правилата за експлоатация на тръбопроводите, навременните превантивни мерки помагат за предотвратяване на произшествия. В крайна сметка всички процеси във водоснабдителната система или отоплителния кръг са свързани помежду си. А водният удар е само последната разрушителна "капка", която може да доведе до негативни последици на фона на незадоволителното техническо състояние на водоснабдителната система.
Вибрациите на тръбопроводите и промените в стойностите на налягането допринасят за образуването на микропукнатини в металната конструкция. Дефектите, образувани във времето при появата на воден чук, веднага се проявяват в области с повишено вътрешно напрежение: механични съединения, колена и заваръчни шевове.
Превенцията се състои в балансиране на отоплителната система, която се извършва след завършване на инсталацията или ремонта на отоплението в частна къща
Основният комплекс от дейности, извършвани при превенцията:
- проверка на функционалната безопасност : предпазен клапан, вентилационен отвор и манометър;
- периодично проверка на налягането зад мембраната на разширителния съд, и ако се открият незадоволителни резултати и се регулират;
- тестване на системи за изтичане и износване на тръби;
- проследяване на клапанното положение на клапаните;
- редовна проверка на състоянието на филтрите, които възпрепятстват мащаба, частиците от пясък и ръжда, ако е необходимо, почистване и измиване на елементите;
Превенцията, насочена към поддържане на доброто състояние на водопроводната и отоплителна система, включва прости видове работа. Но не трябва да ги игнорирате. В крайна сметка, това може да доведе до значително изразходване на пари и време за извършване на пълни ремонтни работи.
Тези мерки за защита са най-ефективни, ако се прилагат в комплекс. Но благодарение на интегрирания подход за решаване на проблем, ще можете да неутрализирате негативните последици и по този начин да удължите експлоатационния живот на системата.
Заключения и полезно видео по темата
Видео №1. Водният чук, когато се случи:
Видео №2. Изпитване на ефективността на клапите:
Водният удар в водоснабдителната система е често срещано явление, което може да причини сериозно увреждане. И вашата задача е да решите проблема възможно най-скоро. В крайна сметка, ако повторите ситуацията, елементите на системата скоро ще се провалят. И ремонт след това ще струва много повече.
Задавайте въпроси и пишете, моля, коментари в блока по-долу. Очакваме вашите истории за това как сте записали воден удар в системата или сте забелязали последствията от нея. Интересувате се от вашето мнение относно предоставената информация.