Jak zabránit vodnímu rázu v potrubí?

Mnozí z nás slyšeli ostré zvuky – jako je klepání nebo cvakání – když náš topný systém funguje. Nejčastěji jsou způsobeny vodním rázem. Jak vznikají? Jaké negativní důsledky s sebou nesou? Co lze udělat, aby se předešlo problémům, které může vodní ráz způsobit? V tomto článku najdete odpovědi na všechny výše uvedené otázky.

Příčiny vodního rázu

Při provozu topného systému se chladicí kapalina – voda – pohybuje po svém okruhu určitou rychlostí. Má hmotnost – a tedy setrvačnost. Kapalina se nemůže okamžitě zastavit.
Návrh otopné soustavy zpravidla obsahuje regulátory, které mění intenzitu proudění v závislosti na teplotě. V určitých okamžicích tato zařízení zcela blokují průtok vody – a právě v tomto okamžiku dochází k vodnímu rázu. Mechanismus jeho vzniku je jednoduchý. Kapalina pokračuje v pohybu setrvačností a naráží na překážku. Na rozdíl od plynu nedokáže zmenšit objem – stejně jako to nedokáže například auto narážející do stojící překážky. V této situaci může stroj rozbít stěnu a voda zase často způsobuje poškození prvků topného systému.

Jaké jsou důsledky vodního rázu?

Když chladicí kapalina narazí na překážku v zóně jejího kontaktu s ní, tlak prudce a výrazně vzroste – o několik desítek atmosfér. Objeví se necharakteristický zvuk (například klepání), který lidé slyší. Všimněte si, že zvuk není zdaleka nejhorším efektem vodního rázu. Mnohem závažnější je, že prvky systému – potrubí, ventily, závitové spoje a další – jsou pod velkým zatížením. Jejich elasticita je minimální, nemohou se natáhnout, takže se rychle opotřebovávají a předčasně selhávají.

Závažnost následků vodního rázu závisí na délce ucpaného potrubí. Takže ve vodním podlahovém systému je tato délka velmi dlouhá, a proto se dopady zpravidla ukazují jako velmi vážné.

Důležité je, kde je termostat umístěn. Pokud se tedy nachází na výstupu z okruhu, jsou nárazy nejnebezpečnější: výsledné tlakové rázy mohou dosahovat až desítek atmosfér. Při instalaci termostatu na vstupu lze zmírnit účinky vodního rázu, protože kapalina se po uzavření může od ventilu vzdálit. Tlakový skok je v tomto případě relativně malý – ne vyšší než 1 atmosféra. Vezmeme-li v úvahu skutečnost, že topný systém se musí snadno vyrovnat s rozdíly dosahujícími 4 atmosfér, je zřejmé, že vodní ráz s touto konfigurací není téměř hrozný.

Způsoby boje proti vodnímu kladivu

Jedním ze způsobů je použití tlumiče. Používají se 20-30 cm dlouhé trubkové úseky z odolného, ​​ale elastického materiálu – např. speciální plast nebo pryž vyztužená výztuží. Pokud se chladicí kapalina pohybuje vysokou rychlostí a/nebo je délka potrubí velká, vyplatí se použít 40centimetrové vložky. Segmenty jsou zařazeny do okruhu před termostatem (při pohledu ve směru pohybu vody) a v některých případech i za ním. Když dojde k vodnímu rázu, změní se vnitřní objem těchto úlomků potrubí, což umožňuje vyhladit následky.

Dalším způsobem, jak snížit destruktivní sílu vodního rázu, je obejít regulační ventil teploty. K obejití termostatu se používá úzká trubka (o průměru pouze 0,2-0,4 mm). Alternativní možností je vytvořit otvor o stejném průměru v samotném ventilu. Když je topný systém provozován v normálním režimu, bočník téměř neumožňuje průchod kapaliny. Když dojde k vodnímu rázu, obraz se změní: část vody prochází trubicí nebo otvorem, čímž se uvolňuje nadměrný tlak. Vezměte prosím na vědomí, že bypass by se měl provádět pouze u nových topných systémů. Ve starých domech, ve kterých se potrubí mnoho let neměnilo, je tato operace zbytečná, protože vede pouze k rychlému zanášení bočníku kalem.

Metodou boje proti vodnímu rázu, která si zaslouží pozornost, je instalace chráněných termostatů. Konstrukce posledně jmenovaného zahrnuje malou pružinu umístěnou mezi ventilem a tepelnou hlavou. Když je tlak kapaliny nadměrně vysoký, tato část zabraňuje náhlému a úplnému uzavření ventilu, čímž udržuje poklesy tlaku na minimu. Chráněný termostat musí být instalován s ohledem na směr pohybu vody. Pro zjednodušení tohoto úkolu umístili výrobci na kryty přístrojů šipku.

OSTRÁ ZMĚNA RYCHLOSTI POHYBU VODY V POTRUBÍ VYTVOŘÍ VODNÍ ŠOK

Náhlé změny rychlosti pohybu vody v potrubí způsobují kolísání tlaku, nazývané také vodní ráz nebo vysokotlaké vlny.

Obr.1 Důsledky vodního rázu

S rychlou a silnou změnou rychlosti pohybu vody se rychle mění i tlak. Při vodním rázu, kdy proud vody prochází potrubím vysokou rychlostí a náhle se zastaví, se energie tohoto pohybu přemění na energii vysokotlakou.
Výsledný přetlak, nazývaný vysokotlaká vlna, prochází potrubím. Poté je další fází dekomprese vlna nízkého tlaku.
Tlak v potrubí pod atmosférickým tlakem je při takovýchto rázech běžným jevem. Může vést k poškození potrubí v důsledku vysoké kavitace nebo dokonce ke „kolapsu“ potrubí.
Rychlé zastavení vysokorychlostního toku může způsobit nebezpečné tlakové rázy nahoru a dolů nad rámec těch, které jsou nutné pro bezpečný provoz potrubí, armatur a těles čerpadel.
Pokud dojde k vysokotlakému vodnímu rázu, může dojít ke kolapsu potrubí v důsledku překročení maximálního tlaku. Při nízkotlakém vodním rázu (často nebezpečnějším než v prvním případě) může dojít ke kolapsu potrubí vlivem podtlaku uvnitř potrubí.

NEČEKEJTE NA VODNÍ ŠOK – LEPŠÍ JE MU PŘEDCHÁZET!

Jak zabránit vodnímu rázu?

• Zpomalení změny rychlosti toku sítě
• Uvolněním zpětného toku z potrubí po zastavení čerpadla
• Zabraňuje rychlému plnění a vyprazdňování potrubí
• Zavedením vzduchu do potrubí, když se očekává pokles tlaku pod atmosférický tlak.
Řešení, jak zabránit vodním rázům:

Ventil Dorot pro rychlé uvolnění tlaku 100 QR nebo 300 QR
Ventil zabraňuje zvýšení tlaku, ke kterému dochází při spouštění čerpadla, rychlém uzavření kohoutku nebo ventilu nebo jiným akcím, které vedou k náhlému nárůstu tlaku.
Ventil je namontován na výstupu z potrubí a uvolňuje přetlak do atmosféry nebo zásobníku. Když tlak překročí bezpečnou úroveň, ventil se okamžitě plně otevře, čímž se zabrání nebezpečnému tlakovému rázu. Když tlak v síti klesne na normální úroveň, ventil se pomalu uzavře.

Obr. 2 Rychlé přetlakové ventily 100 QR a 300 QR

Ventil Dorot pro prevenci vodních rázů 100 RE nebo 300 RE
Ventil chrání čerpací stanice před vodním rázem, ke kterému dochází, když se čerpadlo náhle zastaví (například při výpadku proudu). Ventil je ovládán tlakem vody v potrubí. Instaluje se na výstupu z potrubí, za zpětným ventilem, vedle čerpadel. Regulátor se aktivuje okamžitě, když tlak v potrubí klesne pod statickou úroveň. Když se zpětný tok dostane k čerpadlu, regulátor je již plně otevřen, průtok jím je uvolněn a tlakový ráz je omezen na bezpečnou hodnotu. Regulátor se poté pomalu uzavře a zabrání vyprázdnění potrubí. Ventil se také plně otevře okamžitě, když tlak překročí bezpečnou úroveň, a pomalu se zavírá, když tlak v síti klesne na normální úroveň.

Obr. 3 Ventily Dorot pro zamezení vodního rázu 100 RE a 300 RE

Vzduchové ventily Dorot s funkcí ochrany proti vodním rázům DAV-SA
Vzduchové ventily jsou účinné a důležité pro zabránění výskytu podtlaku v potrubí. Standardní kinetický vzduchový ventil zabrání vzniku odporu při výstupu proudu vzduchu. Pokud proud vody nemá žádné překážky, dosáhne vysoké rychlosti. Pokud se vzduchový ventil neočekávaně zavře, okamžitě zastaví průtok vody. Náhlé zastavení toku vody přemění kinetickou energii na tlak energie, což způsobí vodní ráz.

Vzduchový ventil s funkcí ochrany proti vodnímu rázu tomuto efektu zabrání. Omezením rychlosti proudění vzduchu se mezi proudem vody a samotným vzduchovým ventilem vytvoří vzduchový polštář, který zpomalí proudění vody a zabrání vodnímu rázu.

Obr. 4 Ventil Dorot s funkcí ochrany proti vodnímu rázu DAV-SA

Při použití výše popsaných ventilů je možné zcela zabránit vodnímu rázu a prodloužit životnost potrubí a dalších souvisejících zařízení.

• Nižnij Novgorod
• Kazan
• Rostov-on-Don

• Moskva
• Krasnojarsk
• Krasnodar

• Petrohrad
• Čeljabinsk
• Omsk

• Novosibirsk
• nažka křídlatá

• Jekatěrinburg
• Ufa

• А
• Abakan
• Анадырь
• Arkhangelsk
• Astrachaň

• Б
• Balashikha
• Barnaul
• Belgorod
• Birobidzhan
• Blagoveshchensk
• Bryansk

• В
• Veliky Novgorod
• Vladivostok
• Vladikavkaz
• Vladimir
• Volzhsky
• Vologda
• Voroněž

• Г
• Горно-Алтайск
• Impozantní

• И
• Ivanovo
• Iževsk
• Irkutsk

• Й
• Yoshkar-Ola

• К
• Kaliningrad
• Kaluga
• Kemerovo
• Kirov
• Kostroma
• dvoukolák
• Kursk
• Kyzyl

• Л
• Lipetsk

• М
• Magadan
• Magas
• Magnitogorsk
• Maikop
• Makhachkala
• Murmansk
• Mytishchi

• Н
• Naberezhnye Chelny
• Nalchik
• Naryan-Mar
• Nizhnevartovsk
• Nižnij Tagil
• Novokuzněck
• Novorossiysk
• Novosibirsk

• О
• Orel
• Orenburg

• П
• Penza
• trvalá
• Petrozavodsk
• Petropavlovsk-Kamchatsky
• Podolsk
• Pskov

• Р
• Ryazan

• С
• Salavat
• Salekhard
• Saransk
• Saratov
• Smolensk
• Sochi
• Stavropol
• Sterlitamak
• Surgut
• Syktyvkar

• Т
• Tambov
• Tver
• Togliatti
• Tomsk
• Tula
• Tyumen

• У
• Улан-Удэ
• Ulyanovsk

• Х
• Chabarovsk
• Chanty-Mansijsk

• Ч
• Cheboksary
• Cherepovets
• Chita

• Э
• Elista

• Ю
• Južno-Sachalinsk

• Я
• Jaroslavl