Waterslag in het watertoevoer- en verwarmingssysteem: oorzaken + preventieve maatregelen

Een van de grootste problemen bij het gebruik van autonome verwarmings- en watervoorzieningssystemen is drukval.Waterslag in het watertoevoer- en waterverwarmingssysteem als gevolg van deze plotselinge verandering kan ernstige schade veroorzaken. Hij moet gewaarschuwd worden, ben je het daar niet mee eens?

We zullen u vertellen hoe u het fenomeen kunt voorkomen en de negatieve gevolgen ervan kunt neutraliseren, waardoor een ononderbroken werking van de circuits wordt gegarandeerd. Hier leert u welke methoden worden gebruikt om waterslag te elimineren in systemen die water naar waterkranen en verwarmingsapparaten transporteren.

Het artikel dat ter beoordeling wordt gepresenteerd, onderzoekt in detail de aard van waterslag. Er worden preventieve maatregelen vermeld om het ontstaan ​​van een gevaarlijke situatie te voorkomen. Voor een visueel begrip van dit moeilijke onderwerp zijn diagrammen, foto-illustraties en video's bijgevoegd.

Wat is waterslag?

Waterslag is een kortdurende maar aanzienlijke drukstijging in een met vloeistof gevuld systeem. Dit fenomeen doet zich voor wanneer een vloeistofstroom in botsing komt met een obstakel dat op zijn pad verschijnt. Typische voorbeelden van het optreden van dergelijke obstakels zijn het plotseling sluiten van afsluiters, het plotseling stoppen van de pomp, luchtbellen, enz.

Nadat een obstakel is tegengekomen, blijft de waterstroom door traagheid stromen met de snelheid waarmee het bewoog voordat het obstakel verscheen.De eerste lagen die in contact komen met het obstakel worden met dezelfde snelheid verdicht als gevolg van de komst van volgende lagen.

Door de constante injectie van nieuwe stromingslagen neemt de druk snel toe en ‘zoekt’ de vloeistof naar een manier om zijn deel te dumpen om het te kunnen ontladen.

Een soortgelijke situatie doet zich vrijwel altijd voor wanneer de stroom breekt kogelkraan of een klep. Op het eerste gezicht lijkt het fenomeen misschien onschuldig. Daarom besteden veel eigenaren er niet veel aandacht aan.

Maar als de voorwaarden voor een dreigend defect in buizen en fittingen worden ontdekt, is het in feite de moeite waard om dit zo snel mogelijk te elimineren. Door waterslag ontstaan ​​er immers scheuren en scheuren in het verwarmingssysteem, evenals schade aan de apparatuur.

Dit ernstige probleem kan worden voorafgegaan door klikken en stoten, maar ook door vreemd geluid in de watertoevoerleidingen, vergezeld van een karakteristiek "grommen".

Klikken komt vooral voor op plaatsen waar grotere leidingen op kleinere leidingen zijn aangesloten. Het water dat langs hun binnenmuren stroomt, stuit op een obstakel, zij het onvolledig, maar nog steeds een obstakel.

Regelmatig optreden van waterslag heeft een negatieve invloed op de werking van het systeem, waardoor de levensduur ervan aanzienlijk wordt verkort

In geval van een noodsituatie kunnen de volgende personen last hebben van het waterslageffect:

• apparatuur (de dichtheid van pijpleidingen is verbroken en verwarmingstoestellen zijn vernietigd);
• eigendom (water dat uit een beschadigd netwerk stroomt, zal het huis overstromen en tot schade aan het meubilair leiden);
• huishouden (als er een overtreding optreedt in het verwarmingssysteem, bestaat er gevaar voor ernstige thermische brandwonden).

Volgens de statistieken is het “leeuwendeel” van pijpleidingstoringen, namelijk ongeveer 60%, het gevolg van waterslag. Vaker kunnen negatieve gevolgen van dit effect worden waargenomen in versleten leidingen bedekt met corrosie.

De gevolgen van reguliere hydrodynamische schokken kunnen onvoorspelbaar zijn, en de meest voorkomende daarvan is een doorbraak

Het veroorzaakt de meeste problemen bij lange pijpleidingen, bijvoorbeeld bij het installeren "warme vloer", langs de contouren waarvan een tot een bepaalde temperatuur verwarmde vloeistof circuleert.

De mate van schade hangt grotendeels af van de locatie van het obstakel: als het zich aan het begin van een lange pijpleiding bevindt, zal de hoeveelheid verhoogde druk onbeduidend zijn, maar als het aan het einde is, zal het veel hoger zijn.

Meestal manifesteert het effect zich wanneer bij het leggen van het verwarmingssysteem buizen met verschillende diameters worden gebruikt. Als leidingen van “verschillende afmetingen” niet met behulp van adapters op een gemeenschappelijke “noemer” worden gebracht, is een drukverhoging in het verwarmingssysteem onvermijdelijk. In deze situatie is het circuit, om het systeem te beschermen, uitgerust met een speciale klep: een thermostaat.

Oorzaken van waterslag

De fysieke aard van dit fenomeen ligt in het volledige verlies of aanzienlijke vermindering van de doorvoer van waterleidingen, waardoor de vloeistofdruk in het systeem toeneemt.

In huizen waar de technische communicatie slecht is ontworpen en uitgerust, hoor je vaak het karakteristieke tikken en klikken in de pijpleiding.

Ze zijn een externe manifestatie van waterslag en treden op wanneer de vloeistofcirculatie in een gesloten systeem plotseling stopt en de beweging vervolgens ook plotseling wordt hervat.

Natuurlijke obstakels voor pijpleidingen zijn vaak luchtbellen, adapters van een grotere naar een kleinere diameter of geïnstalleerde afsluiters

Als er een obstakel verschijnt in het pad van een waterstroom die met een bepaalde snelheid beweegt, neemt de bewegingssnelheid af en blijft het volume toenemen. Omdat het geen uitweg vindt, vormt het een tegengestelde golf, die, in botsing met het hoofdwater, verhoogt de druk in het systeem. Soms kan het een drempel van 20 Atm bereiken.

Vanwege de krapte van de snelweg kan het verzamelde volume nergens heen, maar krachtige energie streeft er nog steeds naar een uitlaatklep in de externe omgeving te vinden. De slagkracht die het gevolg is van een dergelijke botsing creëert het gevaar van breuk van de buis, die niet voldoende veiligheidsmarge heeft.

Om deze reden is het voor de uitrusting van het systeem noodzakelijk om naadloze water- en gasleidingen te gebruiken die zijn aangepast voor waternetwerken die voldoen aan GOST 3262-75, of drukmetaal-kunststof-analogen vervaardigd in overeenstemming met GOST 18599.

Door de permanente impact van waterenergie zullen zowel de pijpleiding zelf als de starre elementen van het systeem geleidelijk of snel beginnen in te storten

De belangrijkste factoren die het optreden van waterslag in leidingen veroorzaken zijn:

• onderbrekingen in de werking of uitval van de circulatiepomp;
• aanwezigheid van lucht in een gesloten circuit van het systeem;
• stroomstoringen;
• in geval van plotseling sluiten van afsluiters.

Een kortstondige drukverhoging in een gesloten circuit als gevolg van vloeistofinjectie boven de voorgeschreven norm kan optreden als, wanneer de pomp wordt ingeschakeld, de waaier met hoge snelheden begint te bewegen.

Onlangs, tijdens het arrangement autonoom verwarmingssysteem In plaats van oude kleppen en schuifafsluiters wordt steeds vaker gebruik gemaakt van kogelkranen waarvan het ontwerp niet zorgt voor een soepele werking.

Hun vermogen om een ​​snelwerkend effect te hebben heeft een keerzijde: het is een van de meest voorkomende oorzaken van waterslag.

Als er bij het starten van het systeem geen lucht uit het systeem komt, ontstaat er bij het openen van de kogelkraan een botsing van lucht met een vrijwel onsamendrukbare vloeistof

Uit veiligheidsoverwegingen verdienen schroefkleppen meer de voorkeur omdat ze, door het geleidelijk afwikkelen van de aspotten, zorgen voor een soepel openen/sluiten van de afsluitkleppen.

Een soortgelijke situatie doet zich voor wanneer er geen lucht uit het circuit wordt vrijgegeven voordat het systeem wordt gestart. Wanneer de kraan wordt geopend, komt het water in een luchtplug terecht, die in een gesloten systeem fungeert als een soort pneumatische schokdemper.

Hoe het probleem vermijden?

Een goede bescherming van het watertoevoerleidingsysteem zal de intensiteit helpen verminderen en de invloed van overdruk neutraliseren.

Beschermingsmechanismen voor autonome systemen tegen waterslag zijn in de meeste gevallen gericht op het afvlakken van de stromingskracht van de watermassa

Om het ontstaan ​​van overdruk van eenmalige en blijvende aard te voorkomen, zowel in een afzonderlijk gedeelte van het circuit als in het gehele systeem als geheel, worden een aantal basismaatregelen toegepast.

Optie 1. Soepele systeemuitschakeling

Dit is een van de belangrijkste vereisten bij het opstarten en afsluiten van pijpleidingsystemen, wat duidelijk wordt vermeld in de regelgevingsdocumenten.

Feit is dat de energie van de hydraulische schok, als gevolg van de elasticiteit van de buiswanden, niet met al zijn kracht tegelijkertijd werkt. Vanwege de compensatie van elastische vervormingen is deze verdeeld in verschillende tijdsintervallen.

Bij dezelfde totale slagkracht zal het slagvermogen op een bepaald moment dus aanzienlijk afnemen. Door soepel in te schakelen kan het proces van drukopbouw in de loop van de tijd worden verlengd, waardoor aanzienlijke schade aan het systeem tot een minimum wordt beperkt.

Bij het kiezen van afsluiters moet de voorkeur worden gegeven aan producten met een relatief lange periode van waterafsluiting

Kranen, waarvan het ontwerp een grote opening biedt totdat het water is uitgeschakeld, worden geïnstalleerd in de fase van de installatie van de apparatuur.

Optie 2. Toepassing van automatische apparaten

De automatisering moet worden geconfigureerd om de statische druk in het systeem soepel aan te passen. De installatie van pompen met automatische snelheidsregeling of elektronisch geregelde units die zijn uitgerust met ingebouwde frequentieomvormers helpt om het gewenste effect te bereiken.

Door het gebruik van automatische systemen kunt u de vloeistofstroom regelen en de druk in de pijpleiding aflezen

Pompen die zijn uitgerust met automatische motorsnelheidsregeling zijn in staat de druk in het systeem soepel te verhogen/verlagen. In dit geval voert de software tegelijkertijd twee taken uit: bewaakt drukveranderingen in de watertoevoer en past de druk automatisch aan.

Methoden voor uitgebreide systeemmodernisering

Een uitgebreide modernisering van het systeem omvat de installatie van apparatuur gericht op het neutraliseren van de effecten van overdruk.

Methode #1. Toepassing van compensatoren en schokdempers

Dempers en hydraulische accumulatoren voer tegelijkertijd drie functies uit: verzamel vloeistof, elimineer het overtollige volume uit het systeem en help ook ongewenste verschijnselen te voorkomen.

Een compensatieapparaat, waarvan de rol wordt gespeeld door een hydraulische accumulator, wordt geïnstalleerd in de richting van de waterbeweging op die intervallen van het verwarmingscircuit waar de kans op drukschommelingen in het systeem groot is.

Een hydraulische accumulator of demper is een stalen fles met een inhoud van maximaal 30 liter, inclusief twee secties gescheiden door een rubber of rubberen membraan.

Wanneer er overdruk in het systeem ontstaat, begint de waterkolom van het eerste gedeelte druk uit te oefenen op het scheidingsmembraan, waardoor het in de richting van de luchtkamer buigt

Wanneer de druk toeneemt, worden hydraulische schokken in het reservoir "gedropt". Door het rubberen membraan naar de luchtkamer te buigen op het moment dat de waterkolom stijgt, wordt het effect van het kunstmatig vergroten van het volume van het circuit bereikt.

Als schokabsorberende apparaten worden buizen van hittebestendig versterkt rubber of elastisch plastic gebruikt.

Het elastische materiaal van de schokabsorberende apparaten absorbeert spontaan de energie van de hydraulische schok op het punt waar de druk een kritische waarde heeft bereikt

Om het gewenste effect te bereiken, volstaat het om een ​​product van 20-30 cm lang te gebruiken.Als de pijpleiding lang is, wordt het schokdempergedeelte met nog eens 10 cm vergroot.

Methode #2.Installatie van een veiligheidsklep van het membraantype

Een veiligheidsklep van het membraantype wordt op een pijpuitlaat nabij de pomp geplaatst om een ​​vooraf bepaalde hoeveelheid water vrij te geven wanneer er sprake is van overdruk.

De veiligheidsklep, uitgerust met een stijve afdichting die een snelle drukontlastingsfunctie vervult, is een betrouwbare zekering voor het autonome systeem

Afhankelijk van de fabrikant en het modeltype wordt de veiligheidsklep bediend door een elektrisch commando van de controller of door een snelwerkend stuurapparaat.

Het apparaat wordt geactiveerd wanneer de druk een veilig niveau overschrijdt en beschermt tankstation wanneer de apparatuur plotseling stopt. Op het moment van een gevaarlijke drukstijging gaat deze volledig open, en wanneer deze naar een normaal niveau zakt, sluit de regelaar langzaam.

Methode #3. Een thermostatische klep uitrusten met een shunt

De shunt is een smalle buis met een speling van 0,2-0,4 mm, die in de richting van de koelvloeistofcirculatie wordt geïnstalleerd. De hoofdtaak van het element is om geleidelijk aan te werken lagere druk.

Een smalle buis, waarvan het dwarsdoorsnedebereik niet groter is dan 0,2-0,4 mm, wordt geplaatst aan de kant waar de vloeistof de thermostaat binnenkomt

De bypass-methode wordt gebruikt wanneer inrichting van autonome systemen, waarvan de pijpleiding alleen uit nieuwe pijpen bestaat. Dit komt door het feit dat de aanwezigheid van roest en sediment in oude leidingen de effectiviteit van het rangeren naar “nee” kan verminderen. Om deze reden wordt bij gebruik van een shunt aan de inlaat van het verwarmingscircuit aanbevolen om efficiënte waterfilters te installeren.

Methode #4. Een superveiligheidsthermostaat gebruiken

Dit is een soort zekering die de druk in het systeem bewaakt en deze niet laat werken nadat de indicator een kritisch niveau heeft bereikt. Het apparaat is uitgerust met een veermechanisme dat zich tussen de thermische kop en de klep bevindt. Het veermechanisme wordt geactiveerd door overdruk, waardoor de klep niet volledig kan sluiten.

Dergelijke thermostaten worden strikt in de richting aangegeven op de behuizing geïnstalleerd.

Het uitvoeren van preventieve werkzaamheden

Naast het strikt volgen van de regels voor het exploiteren van pijpleidingen, helpt de tijdige implementatie van preventieve maatregelen ongevallen te voorkomen. Alle processen in het watertoevoersysteem of verwarmingscircuit zijn immers met elkaar verbonden. En de waterslag is slechts de laatste destructieve "druppel" die tot negatieve gevolgen kan leiden tegen de achtergrond van de onbevredigende technische staat van het watervoorzieningssysteem.

Pijpleidingtrillingen en drukveranderingen dragen bij aan de vorming van microscheuren in de metaalstructuur. Defecten die in de loop van de tijd tijdens het begin van waterslag ontstaan, verschijnen onmiddellijk op plaatsen met verhoogde interne spanning: mechanische verbindingen, bochten en lasnaden.

Preventie bestaat uit het balanceren van het verwarmingssysteem, dat wordt uitgevoerd na voltooiing van de installatie of reparatie van verwarming in een privéwoning.

De belangrijkste reeks werkzaamheden die tijdens preventie worden uitgevoerd:

• gezondheidscontrole van beveiligingsgroepen: veiligheidsklep, ontluchter en manometer;
• periodiek de druk achter het expansievatmembraan controleren, en als er onbevredigende resultaten worden gedetecteerd, de aanpassing ervan;
• het systeem testen op lekkages en het controleren van de mate van leidingslijtage;
• bewaking van de kleppositieafsluit- en regelkleppen op lekkage;
• controleer regelmatig de staat van de filtersdie kalk-, zand- en roestdeeltjes vasthouden; reinig en spoel indien nodig de elementen;

Preventie gericht op het behoud van de goede staat van sanitair en verwarmingssysteem, omvat eenvoudige soorten werk. Maar je moet ze niet negeren. Dit kan immers leiden tot aanzienlijke verspilling van geld en tijd voor volwaardige reparatiewerkzaamheden.

De genoemde beschermingsmaatregelen zijn het meest effectief als ze integraal worden toegepast. Maar dankzij een geïntegreerde aanpak om het probleem op te lossen, kunt u de negatieve gevolgen neutraliseren en daardoor de levensduur van het systeem verlengen.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Video #1. Waterslag, hoe het gebeurt:

Video #2. Test van de effectiviteit van de demper:

Waterslag in een watertoevoersysteem is een veel voorkomend verschijnsel dat ernstige schade kan veroorzaken. En het is jouw taak om het probleem zo snel mogelijk op te lossen. Als de situatie zich herhaalt, zullen de elementen van het systeem immers spoedig falen. En reparaties daarna zullen veel duurder zijn.

Stel vragen en schrijf opmerkingen in het onderstaande blok. We wachten op uw verhalen over hoe u een waterslag in het systeem hebt geregistreerd of de gevolgen ervan hebt opgemerkt. Ik ben geïnteresseerd in uw mening over de gepresenteerde informatie.