Hüdrošokk veevarustus- ja küttesüsteemis: põhjused ja ennetusmeetmed

Üks peamisi probleeme autonoomsete kütte- ja veevarustussüsteemide kasutamisel on rõhulangus. Sellest järsust rõhulangusest tekkiv veelöök veevarustus- ja küttesüsteemis võib põhjustada tõsiseid kahjustusi. Seda tuleb ennetada, kas nõustute?

Me räägime, kuidas nähtust ennetada ja selle negatiivseid tagajärgi neutraliseerida, tagades kontuuride katkematu töö. Meilt saate teada, milliseid meetodeid kasutatakse veelöögi vältimiseks süsteemides, mis transpordivad vett veekraanidele ja kütteseadmetele.

Esitatud tutvumisartiklis on üksikasjalikult analüüsitud veelöögi olemust. Loetletud on ennetusmeetmed, mis välistavad ohtliku olukorra tekkimise. Keerulise teema selgemaks mõistmiseks on lisatud skeemid, fotoillustratsioonid ja video.

Mis on veelöök?

Veelöök on lühiajaline, kuid oluline rõhuhüpe vedelikuga täidetud süsteemis. See nähtus tekib vedelikuvoolu põrkumisel takistusega, mis on tekkinud selle teele. Selliste takistuste tüüpilisteks näideteks on sulgarmatuuri järsk sulgemine, pumba ootamatu seiskumine, õhulukk jne.

Takistusega kokku puutunud veevool jätkab inertsi tõttu liikumist sama kiirusega, millega see liikus enne takistuse tekkimist. Takistusega kokkupuutuvad esimesed kihid tihenevad sama kiirusega järgmiste kihtide saabumise tõttu.

Uute voolukihtide pideva juurdesurumise tõttu tõuseb rõhk kiiresti ning vedelik “otsib võimalust osa sellest vabastamiseks, et rõhku leevendada.

Sarnane olukord tekib peaaegu alati voolu katkemisel kuulkraaniga või siibriga. Esmapilgul võib nähtus tunduda ohutu. Seetõttu ei pööra paljud majaomanikud sellele erilist tähelepanu.

Kuid tegelikult, kui avastatakse eeldused tekkivat torude ja liitmike defekti, tuleks see võimalikult kiiresti kõrvaldada. Veehaamri tõttu tekivad ju küttesüsteemis lõhed ja praod ning seadmete kahjustused.

Sellele tõsisele probleemile võivad eelneda klõpsud ja koputused ning kõrvaline müra vett andvates torudes, millega kaasneb iseloomulik «urisemine».

Klõpsumine tekib peamiselt nendes kohtades, kus suurema suurusega torud on ühendatud väiksema ristlõikega torudega. Mööda nende siseseinu voolav vesi põrkab kokku kuigi mitte täieliku, kuid siiski takistusega.

Regulaarne hüdraulilise löögi esinemine mõjutab süsteemi tööd negatiivselt, vähendades oluliselt selle kasutusiga.

Hädaolukordade tekkimisel võivad veehaamri efektist kahjustada saada:

• seadmed (torustike hermeetilisus kahjustub ja kütteseadmed hävivad);
• vara (kahjustatud võrgust väljavoolav vesi ujutab eluruumi üle ja rikub mööblit);
• leibkond (kui rike on tekkinud soojusvarustussüsteemis, on oht saada tõsiseid termilisi põletusi).

Statistiliste andmete kohaselt tekib umbes 60% torustikuõnnetustest veehaamri tagajärjel. Sellise efekti negatiivseid tagajärgi võib sagedamini täheldada kulunud ja roostetanud torude puhul.

Regulaarsete hüdrodünaamiliste löökide tagajärjed võivad olla ettearvamatud ja kõige levinum nende seas on toru purunemine.

Kõige rohkem probleeme tekitab see pikkadele torustikele, näiteks «põrandakütte» paigaldamisel, mille kontuurides ringleb teatud temperatuurini kuumutatud vedelik.

Kahjustuse aste sõltub suurel määral takistuse tekkekohast: kui see on pika torustiku alguses, on suurenenud rõhu suurus väike, kui aga lõpus – oluliselt kõrgem.

Kõige sagedamini ilmneb efekt, kui küttesüsteemi paigaldamisel kasutati erineva läbimõõduga torusid. Kui «erineva kaliibriga» torusid ei viida adapterite abil ühisele «nimetajale», on rõhu tõus küttesüsteemis vältimatu. Sellises olukorras varustatakse kontuur süsteemi kaitsmiseks spetsiaalse klapiga – termostaadiga.

Veelöögi tekkepõhjused

Selle nähtuse füüsiline olemus seisneb veetorustike läbilaskevõime täielikus kaotuses või olulises vähenemises, mille tagajärjel suureneb vedeliku rõhk süsteemis.

Majades, kus insenerkommunikatsioonid olid asjatundmatult projekteeritud ja paigaldatud, on torustikus sageli kuulda iseloomulikku koputamist ja klõpse.

Need on veelöögi väline ilming ja tekivad siis, kui suletud süsteemis vedeliku ringlus järsku lakkab ja seejärel ka järsku jätkub selle liikumine.

Loomulike takistustena torustikus esinevad sageli õhulukud, adapterid suuremalt läbimõõdult väiksemale või paigaldatud sulgearmatuur.

Kui teatud kiirusega liikuva veevoolu teele tekib takistus, aeglustub selle liikumiskiirus, kuid maht kasvab jätkuvalt. Väljapääsu leidmata moodustab see tagasivoolulaine, mis peamise veemassiga kokku põrkudes suurendab rõhku süsteemis. Mõnikord võib see ulatuda kuni 20 atm künniseni.

Magistraali tiheduse tõttu pole kogunenud mahul kuhugi minna, kuid võimas energia püüab ikkagi leida väljapääsu väliskeskkonda. Sellisest kokkupõrkest tulenev löögijõud tekitab ohu toru purunemiseks, millel pole piisavat tugevusvaru.

Sel põhjusel tuleb süsteemi paigaldamiseks kasutada veevõrkudele kohandatud õmblusteta vee-gaasitorusid, mis vastavad GOST 3262-75, või surve metallplastist analooge, mis on toodetud vastavalt GOST 18599-le.

Veeenergia püsiva mõju tõttu hakkavad nii torustik ise kui ka süsteemi jäigad elemendid järk-järgult või kiiresti hävima.

Peamised tegurid, mis provotseerivad veelöögi tekkimist torudes, on:

• tsirkulatsioonipumba töö katkestused või rike;
• õhu esinemine suletud süsteemi kontuuris;
• elektrivarustuse katkestused;
• sulgearmatuuri äkilisel sulgemisel.

Lühiajaline rõhu tõus suletud kontuuris, tulenevalt vedeliku surumisest üle ettenähtud normi, võib tekkida, kui pumba sisselülitamisel hakkab tiivik liikuma suurtel pööretel.

Viimasel ajal kasutatakse autonoomse küttesüsteemi rajamisel vanade ventiilide ja siibrite asemel üha sagedamini kuulventiile, mille konstruktsioon ei võimalda sujuvat liikumist.

Nende võime kiiretoimeliselt mõjuda on ka varjukülg, olles üks levinumaid hüdraulilise löögi põhjuseid.

Kui süsteemi käivitamisel ei lastud sellest õhku välja, siis kuulventiili avamise hetkel tekib õhu kokkupõrge peaaegu kokkusurumatu vedelikuga.

Ohutuse seisukohalt on keermega ventiilid eelistatumad, kuna tänu järkjärgulisele lahtikeeramisele tagavad nad sulgearmatuuri sujuva avamise/sulgemise.

Analoogne olukord tekib ka siis, kui enne süsteemi käivitamist ei ole kontuurist õhku välja lastud. Ventiili avamise hetkel põrkab vesi kokku õhupistikuga, mis suletud süsteemi tingimustes toimib omamoodi pneumaatilise amortisaatorina.

Kuidas probleemi vältida?

Intensiivsuse vähendamiseks ja ülerõhu mõju neutraliseerimiseks aitab veevarustustorustike süsteemi asjatundlik kaitse.

Autonoomsete süsteemide kaitsemehhanismid hüdraulilise löögi vastu on enamasti suunatud veemassi voolujõu silumisele.

Ülerõhu tekkimise vältimiseks, mis võib olla ajutise ja püsiva iseloomuga, nii kontuuri üksikus lõigus kui ka kogu süsteemis tervikuna, rakendatakse mitmeid põhimeetmeid.

Variant nr 1. Sujuv süsteemi sulgemine

See on üks peamisi nõudeid torustike süsteemide käivitamisel ja seiskamisel, mis on selgelt sätestatud normdokumentides.

Asi on selles, et hüdraulilise löögi energia toru seinte elastsuse tõttu ei mõju korraga kogu oma jõuga. Elastsete deformatsioonide kompenseerimise tõttu on see jagatud mitmeks ajavahemikuks.

Seetõttu on sama summaarse löögijõu puhul mõju võimsus teatud hetkel oluliselt madalam. Sujuva sisselülitamise abil saab ajalises plaanis pikendada rõhu tõusmise protsessi, minimeerides süsteemi olulisi kahjustusi.

Sulgearmatuuri valikul tuleks eelistada tooteid, millel on suhteliselt suur vee sulgemise vahemik

Kraanid, mille konstruktsioon näeb ette suure vahe vee sulgemiseni, paigaldatakse juba seadmete montaažietapis.

Variant nr 2. Automaatseadmete kasutamine

Automaatika tuleb seadistada süsteemi staatilise rõhu sujuvaks korrigeerimiseks. Soovitud efekti saavutamiseks aitab paigaldada pumpasid, mille pöörlemiskiirust muudetakse automaatselt, või elektrooniliselt juhitavaid agregaate, mis on varustatud sisseehitatud sagedusmuunduritega.

Automaatsüsteemide kasutuselevõtt võimaldab jälgida vedeliku voolu ning lugeda torustiku rõhu näite.

Pumbad, mis on varustatud elektrimootori pöörete automaatse reguleerimisega, suudavad süsteemis rõhku sujuvalt suurendada/vähendada. Seejuures täidab tarkvara korraga kahte ülesannet: jälgib veetorustiku rõhu muutumist ja reguleerib automaatselt vooluhulka.

Süsteemi kompleksmoderniseerimise meetodid

Süsteemi kompleksne moderniseerimine hõlmab seadmete paigaldamist, mille eesmärk on neutraliseerida liigse rõhu mõju.

Meetod nr 1. Kompensaatorite ja amortisaatorite kasutamine

Summutid ja hüdroakumulaatorid täidavad korraga kolme funktsiooni: koguvad vedelikku, eemaldades samal ajal selle liigse mahu süsteemist, ning aitavad kaasa soovimatu nähtuse ennetamisele.

Kompenseeriv seade, mille rolli täidab hüdroakumulaator, paigaldatakse vee liikumise suunas nendesse kütteringi lõikudesse, kus rõhu kõikumise tõenäosus on suur.

Hüdroakumulaator või summutiks kujutab endast teraskolbi mahuga kuni 30 liitrit, mis koosneb kahest kummi- või kummimembraaniga eraldatud sektsioonist.

Kui süsteemis esineb liigrõhk, hakkab esimese sektsiooni veesammas suruma eraldusmembraanile, mille tulemusena see paindub õhukambri suunas.

Rõhu tõustes juhitakse hüdraulilised löögid reservuaari. Kummimembraani paindumise tõttu õhukambri suunas veesamba tõusu hetkel saavutatakse kontuuri mahu kunstliku suurendamise efekt.

Summutusseadmetena kasutatakse kuumuskindlast tugevdatud kummist või elastset plastist torusid.

Summutusseadmete elastne materjal summutab iseeneslikult hüdraulilise löögienergia punktis, kus rõhk on saavutanud kriitilise väärtuse.

Soovitud efekti saavutamiseks piisab 20-30 cm pikkuse toote kasutamisest. Kui torustik on suurema pikkusega, suurendatakse summutusosa veel 10 cm võrra.

Meetod nr 2. Diafragmatüüpi kaitsventiili paigaldamine

Diafragma-tüüpi kaitseklapp paigaldatakse torustiku harule pumba kõrvale, et vabastada etteantud kogus vett liigrõhu korral.

Jäiga tihendiga varustatud kaitseklapp, mis täidab kiire rõhu vabastamise funktsiooni, on autonoomse süsteemi usaldusväärne kaitse.

Sõltuvalt tootjast ja mudeli tüübist pannakse kaitseklapp liikuma kontrolleri elektrilise käsu või kiiretoimelise pilootseadme abil.

Seade rakendub, kui rõhk ületab ohutu taseme, kaitstes pumbajaama seadme äkilise seiskamise korral. Ohtliku rõhutõusu hetkel avaneb see täielikult ning kui rõhk langeb normaalsele tasemele, sulgub regulaator aeglaselt.

Meetod nr 3. Termoreguleeriva ventiili varustamine šundiga

Šunt on kitsas toru, mille valendik on 0,2-0,4 mm, mis paigaldatakse soojuskandja tsirkulatsiooni suunas. Elemendi põhiülesanne on ülekoormuste ilmnemisel järk-järgult rõhku alandada.

Kitsas toru, mille ristlõike ulatus ei ületa 0,2–0,4 mm, paigaldatakse sellele küljele, kust vedelik siseneb termostaati.

Šunteerimismeetodit kasutatakse autonoomsete süsteemide paigaldamisel, mille torustik on tehtud ainult uutest torudest. Seda seetõttu, et rooste ja sette olemasolu vanades torudes võib šunteerimise efektiivsuse nullida. Seetõttu on soovitatav soojuskontuuri sisenemisel šundi kasutamisel paigaldada tõhusad veefiltrid.

Meetod nr 4. Superkaitsega termostaadi kasutamine

See on omamoodi kaitse, mis jälgib rõhku süsteemis ega lase sellel töötada pärast seda, kui näit jõuab kriitilise tasemeni. Seade on varustatud vedrumehhanismiga, mis asetseb termopea ja klapi vahel. Vedrumehhanism käivitub liigrõhu korral, takistades klapi täielikku sulgumist.

Sellised termostaadid paigaldatakse rangelt korpusele märgitud suunas.

Ennetustööde läbiviimine

Lisaks torustike käitamise eeskirjade rangest järgimisest aitab avarii ära hoida ennetavate meetmete õigeaegne läbiviimine. Sest kõik protsessid veevarustus- või soojuskontuuris on omavahel seotud. Ja veepauk on vaid viimane destruktiivne «piisk», mis võib kaasa tuua negatiivsed tagajärjed veetorustiku ebarahuldava tehnilise seisundi taustal.

Torustiku vibratsioonid ja rõhu suuruse muutused soodustavad metalli struktuuris mikropragude teket. Aja jooksul tekkinud defektid ilmnevad veepauku korral koheselt suure sisekoormuse aladel: mehaanilistes ühendustes, käänakutes ja keevitusõmblustes.

Ennetustöö seisneb küttesüsteemi tasakaalustamises, mida teostatakse pärast paigalduse lõpetamist või eramu kütte remonti.

Ennetustöö käigus teostatavate tööde põhikomplekt:

• ohutusgrupiga töökindluse kontroll: kaitseklapp, õhutusventiil ja manomeeter;
• paisupaagi membraani taga oleva rõhu perioodiline kontroll ja ebarahuldavate tulemuste korral selle korrigeerimine;
• süsteemi lekete testimine ja torude kulumisastme kontroll;
• sulgemis- ja reguleerimisarmatuuri ventiilide asendi jälgimine lekke suhtes;
• filtrite seisukorra regulaarne kontroll, mis peatavad katlakivi, liiva ja roosteosakesed, vajadusel elementide puhastamine ja loputamine;

Ennetustöö, mis on suunatud veevarustus- ja küttesüsteemi korrasoleku säilitamisele, hõlmab lihtsaid töid. Kuid neid ei tasu ignoreerida. See võib ju kaasa tuua märkimisväärseid kulutusi raha ja aja osas täielike remonditööde tegemiseks.

Loetletud kaitsemeetmed on kõige tõhusamad, kui neid rakendada kompleksselt. Kuid tänu probleemi lahendamise komplekssele lähenemisele saate Te negatiivsed tagajärjed neutraliseerida ja seeläbi süsteemi tööiga pikendada.

Järeldused ja kasulik video teemal

Video #1. Veelöök, kuidas see juhtub:

Video #2. Summuti kasutamise tõhususe test:

Hüdrauliline löök veevarustussüsteemis on tavaline nähtus, mis võib põhjustada tõsist kahju. Ja Teie ülesanne on probleem võimalikult kiiresti kõrvaldada. Situatsiooni kordumisel riknevad süsteemi osad peagi. Ja remont maksab pärast seda palju rohkem.

Esitage küsimusi ja kirjutage palun kommentaare allpool asuvasse plokki. Ootame Teie lugusid sellest, kuidas Te tuvastasite süsteemis veelöögi või märkasite selle tagajärgi. Oleme huvitatud Teie arvamusest esitatud teabe kohta.