Colpo d'ariete nell'approvvigionamento idrico e nel sistema di riscaldamento: ragioni + misure preventive

Uno dei principali problemi nel funzionamento di sistemi di riscaldamento autonomi e di approvvigionamento idrico è la caduta di pressione. Il colpo d'ariete nella rete idrica e nel sistema di riscaldamento dell'acqua, derivanti da questa forte caduta, possono causare gravi danni. Deve essere avvertito, d'accordo?

Ti diremo come prevenire il fenomeno e neutralizzarne le conseguenze negative, garantendo il funzionamento ininterrotto dei circuiti. Qui imparerai quali metodi vengono utilizzati per eliminare il colpo d'ariete nei sistemi che trasportano l'acqua nei rubinetti dell'acqua e negli apparecchi di riscaldamento.

Nell'articolo presentato per la familiarizzazione, la natura del colpo d'ariete è descritta in dettaglio. Sono elencate le misure preventive che escludono il verificarsi di una situazione pericolosa. Per una chiara percezione di un argomento difficile sono stati allegati diagrammi, fotografie e video.

Che cos'è un colpo d'ariete?

Un colpo d'ariete è un aumento di pressione a breve termine, ma significativo, in un sistema pieno di fluido. Questo fenomeno si verifica quando un flusso fluido si scontra con un ostacolo sul suo cammino. Esempi tipici del verificarsi di tali barriere includono una forte sovrapposizione di valvole di intercettazione, un arresto improvviso della pompa, una presa d'aria, ecc.

Di fronte a un ostacolo, il flusso d'acqua per inerzia continua il flusso alla velocità con cui si muoveva fino a quando l'ostacolo appariva. I primi strati a contatto con l'ostacolo vengono compattati alla stessa velocità a causa dell'arrivo dei seguenti strati.

A causa della costante iniezione di nuovi strati del flusso, la pressione aumenta rapidamente e il liquido "cerca" un modo per scaricare la sua parte per scaricarla.

Una situazione simile si verifica quasi sempre quando il flusso si interrompe. valvola a sfera o valvola a saracinesca. A prima vista, il fenomeno può sembrare innocuo. E così tanti proprietari non gli prestano molta attenzione.

Ma in effetti, se trovi i prerequisiti per un difetto di produzione di tubi e raccordi, vale la pena eliminarlo il prima possibile. Infatti, a causa del colpo d'ariete nel sistema di riscaldamento, compaiono spaccature e crepe, nonché danni alle apparecchiature.

Questo grave problema può essere preceduto da clic e urti, nonché da rumori estranei nei tubi di alimentazione dell'acqua, accompagnati da un caratteristico "ringhio".

Il clic si verifica principalmente in quei luoghi in cui tubi più grandi sono collegati a sezioni più piccole. L'acqua che scorre lungo le loro pareti interne incontra un ostacolo, sebbene inferiore, ma tranquillo.

Il verificarsi regolare del colpo d'ariete influisce negativamente sul funzionamento del sistema, riducendone significativamente la durata

In caso di emergenza, gli effetti del colpo d'ariete possono influenzare:

• attrezzatura (la tenuta delle tubazioni è rotta e i dispositivi di riscaldamento sono distrutti);
• proprietà (l'acqua che fuoriesce da una rete danneggiata inonderà le abitazioni e causerà danni ai mobili);
• membri della famiglia (se la violazione si è verificata nel sistema di riscaldamento, esiste il pericolo di gravi ustioni termiche).

Secondo le statistiche, la "parte del leone" degli incidenti con i gasdotti, pari a circa il 60%, si verifica a causa del colpo d'ariete. Più spesso, le conseguenze negative di questo effetto possono essere osservate nei tubi usurati che sono corrosi.

Le conseguenze dei normali shock idrodinamici possono essere imprevedibili e il più comune tra questi è una svolta.

La maggior parte dei problemi che consegna a condotte lunghe, ad esempio, quando si organizza "Pavimento caldo", lungo i contorni di cui un liquido viene riscaldato fino a una certa temperatura.

Il grado di danno dipende in gran parte dal luogo di insorgenza della barriera: se è all'inizio di una tubazione estesa, l'entità dell'aumento della pressione sarà insignificante, ma se alla fine sarà molto più alto.

Molto spesso, l'effetto si manifesta quando sono stati coinvolti tubi di diverso diametro nell'installazione del sistema di riscaldamento.Se i tubi "misti" che utilizzano adattatori non vengono portati a un comune "denominatore", è inevitabile un aumento della pressione nel sistema di riscaldamento. In questa situazione, per proteggere il sistema, il circuito è dotato di una valvola speciale: il termostato.

Cause del colpo d'ariete

La natura fisica di questo fenomeno risiede in una perdita completa o in una riduzione significativa della portata dei tubi dell'acqua, a seguito della quale aumenta la pressione del liquido nel sistema.

Nelle case in cui le comunicazioni ingegneristiche erano progettate e attrezzate analfabeticamente, si possono spesso sentire battiti e clic caratteristici nella pipeline.

Sono una manifestazione esterna del colpo d'ariete e sorgono quando la circolazione di un liquido si interrompe improvvisamente in un sistema chiuso, e poi il suo movimento riprende improvvisamente.

Le prese naturali della tubazione sono spesso prese d'aria, adattatori da un diametro maggiore a uno più piccolo o valvole di intercettazione installate

Se si verifica un ostacolo nel percorso di un'acqua che si muove a una determinata velocità, la sua velocità rallenterà e il volume continuerà ad aumentare. Non trovando una via d'uscita, forma un'onda arretrata che, urtando il corpo idrico principale, aumenta la pressione del sistema. A volte può raggiungere una soglia di 20 Atm.

A causa della rigidità della linea, il volume accumulato non ha nessun posto dove andare, ma l'energia potente cerca ancora di trovare una via d'uscita nell'ambiente esterno. La forza d'impatto risultante da una tale collisione crea il pericolo di una rottura del tubo, che non ha un adeguato margine di sicurezza.

Per questo motivo, per la disposizione del sistema, è necessario utilizzare tubi acqua-gas senza saldatura adattati alle reti idriche conformi a GOST 3262-75 o analoghi metallo-plastica a tenuta di pressione prodotti in conformità a GOST 18599.

Dall'impatto permanente dell'energia dell'acqua, sia la stessa tubazione che gli elementi rigidi del sistema verranno gradualmente o rapidamente distrutti

I principali fattori che provocano il verificarsi del colpo d'ariete nei tubi sono:

• malfunzionamenti o avaria della pompa di circolazione;
• la presenza di aria nel circuito chiuso del sistema;
• interruzioni di corrente;
• all'arresto improvviso delle valvole di intercettazione.

Un aumento a breve termine della pressione in un circuito chiuso dovuto all'iniezione di liquido al di sopra della norma impostata può verificarsi se la girante inizia a muoversi a velocità elevate quando la pompa viene accesa.

Di recente all'accordo sistema di riscaldamento autonomo invece di vecchie valvole e valvole a saracinesca, le valvole a sfera sono sempre più utilizzate, il cui dispositivo non prevede un funzionamento regolare.

La loro capacità di avere un effetto ad azione rapida ha un rovescio della medaglia, essendo una delle cause più comuni di colpo d'ariete.

Se l'aria non è stata rilasciata dal sistema all'avvio, al momento dell'apertura della valvola a sfera, l'aria si scontra con un fluido praticamente incomprimibile

In termini di sicurezza, sono preferibili rubinetti a vite, poiché a causa dello svolgimento graduale delle scatole degli assi, forniscono apertura / chiusura regolari delle valvole di intercettazione.

Una situazione simile si verifica quando l'aria non viene rilasciata dal circuito prima di avviare il sistema. Al momento dell'apertura del rubinetto, l'acqua si scontra con una presa d'aria, che in un sistema chiuso agisce come una specie di ammortizzatore pneumatico.

Come evitare un problema?

La protezione competente del sistema di tubazioni per l'approvvigionamento idrico contribuirà a ridurre l'intensità e neutralizzare l'effetto dell'eccesso di pressione.

I meccanismi di protezione dei sistemi autonomi contro il colpo d'ariete nella maggior parte dei casi hanno lo scopo di attenuare il flusso della massa d'acqua

Per impedire la creazione di una pressione in eccesso di natura singola e permanente sia su una sezione separata del circuito che sull'intero sistema nel suo insieme, vengono utilizzate una serie di misure di base.

Opzione n. 1. Sistema di sovrapposizione morbido

Questo è uno dei requisiti di base per l'avvio e l'arresto dei sistemi di tubazioni, che è chiaramente indicato nei documenti normativi.

Il fatto è che l'energia dello shock idraulico dovuta all'elasticità delle pareti del tubo non agisce contemporaneamente con tutta la sua forza. A causa della compensazione delle deformazioni elastiche, è diviso in diversi intervalli di tempo.

E quindi, con la stessa forza di impatto totale, la potenza di impatto in un determinato momento diminuirà in modo significativo. Mediante un avvio graduale, il processo di aumento della pressione può essere prolungato nel tempo, riducendo al minimo i danni significativi al sistema.

Quando si scelgono le valvole di intercettazione, è necessario privilegiare i prodotti che hanno un intervallo relativamente ampio di acqua sovrapposta

Le gru, il cui design offre un ampio spazio fino all'arresto dell'acqua, sono installate nella fase di installazione dell'apparecchiatura.

Opzione n. 2. L'uso di dispositivi automatici

L'automazione dovrebbe essere impostata per correggere senza problemi la pressione statica nel sistema. Per ottenere l'effetto desiderato, è possibile installare pompe con cambio automatico del numero di giri o unità con controllo elettronico, che sono dotate di convertitori di frequenza integrati.

L'uso di sistemi automatici ti permetterà di controllare il flusso del fluido, oltre a leggere le letture della sua pressione nella tubazione

Le pompe dotate di controllo automatico della velocità del motore elettrico sono in grado di aumentare / diminuire uniformemente la pressione nel sistema. In questo caso, il software esegue contemporaneamente due attività: monitora la pressione nella fornitura d'acqua e regola automaticamente la pressione.

Modi per aggiornare in modo completo il sistema

Una completa modernizzazione del sistema prevede l'installazione di apparecchiature volte a neutralizzare gli effetti di una pressione eccessiva.

Metodo n. 1. L'uso di giunti di dilatazione e ammortizzatori

Ammortizzatori e accumulatori svolgono contemporaneamente tre funzioni: raccogliere il liquido, eliminando al contempo il suo volume in eccesso dal sistema e aiutare anche a prevenire un fenomeno indesiderato.

Il dispositivo di compensazione, il cui ruolo è l'accumulatore, è installato nella direzione del movimento dell'acqua a quegli intervalli del circuito di riscaldamento in cui vi è un'alta probabilità di fluttuazioni di pressione nel sistema.

L'accumulatore o estintore idraulico è un matraccio in acciaio con un volume fino a 30 litri, incluse due sezioni separate da una membrana di gomma o di gomma.

Se si verifica una pressione eccessiva nel sistema, la colonna d'acqua della prima sezione inizia a premere sulla membrana di separazione, a causa della quale si piega nella direzione della camera d'aria

Con l'aumentare della pressione, gli shock idraulici "danno il via" al serbatoio.A causa della flessione della membrana di gomma verso la camera d'aria al momento del sollevamento della colonna d'acqua, si ottiene l'effetto di aumentare artificialmente il volume del circuito.

Poiché i dispositivi di assorbimento degli urti utilizzano tubi in gomma rinforzata resistente al calore o plastica elastica.

Il materiale elastico degli ammortizzatori estingue spontaneamente l'energia del colpo d'ariete nel punto in cui la pressione ha raggiunto un valore critico

Per ottenere l'effetto desiderato, è sufficiente utilizzare un prodotto con una lunghezza di 20-30 cm. Se la tubazione ha una lunghezza elevata, la sezione dell'ammortizzatore viene aumentata di altri 10 cm.

Metodo n. 2. Installazione di una valvola di sicurezza a membrana

La valvola di sicurezza a membrana è posizionata sull'uscita del tubo accanto alla pompa per scaricare una quantità predeterminata di acqua con una pressione in eccesso.

La valvola di sicurezza, dotata di una tenuta rigida, che svolge la funzione di rapido scarico della pressione, è un fusibile affidabile del sistema autonomo

A seconda del produttore e del tipo di modello, la valvola di sicurezza viene azionata dal comando elettrico del controller o mediante un dispositivo pilota ad azione rapida.

Il dispositivo viene attivato quando la pressione supera un livello di sicurezza, proteggendo stazione di pompaggio quando l'apparecchiatura si ferma improvvisamente. Al momento di un pericoloso aumento di pressione, si apre completamente e quando scende a un livello normale, il regolatore si chiude lentamente.

Metodo n. 3. Dotare la valvola termostatica di uno shunt

Lo shunt è un tubo stretto con una distanza di 0,2-0,4 mm, che viene installato nella direzione di circolazione del liquido di raffreddamento. Il compito principale dell'elemento è che quando i sovraccarichi compaiono gradualmente ridurre la pressione.

Un tubo stretto, la cui sezione trasversale non supera 0,2-0,4 mm, è posizionato sul lato da cui il liquido entra nel termostato

Il metodo di bypass viene utilizzato quando disposizione di sistemi autonomila cui pipeline è composta solo da nuovi tubi. Ciò è dovuto al fatto che la presenza di ruggine e sedimenti nei vecchi tubi può ridurre l'efficienza dello shunt a "no". Per questo motivo, quando si utilizza uno shunt all'ingresso del circuito di riscaldamento, si consiglia di installare filtri per l'acqua efficienti.

Metodo n. 4. Utilizzo di un termostato con protezione eccellente

Questo è un tipo di fusibile che controlla la pressione nel sistema e non gli consente di funzionare dopo che l'indicatore ha raggiunto un punto critico. Il dispositivo è dotato di un meccanismo a molla situato tra la testa termica e la valvola. Il meccanismo a molla funziona a sovrapressione, impedendo la chiusura completa della valvola.

Tali termostati sono installati rigorosamente nella direzione indicata sull'alloggiamento.

Lavori di manutenzione

Oltre a osservare scrupolosamente le regole per la gestione delle condotte, misure preventive tempestive aiutano a prevenire un incidente. Dopotutto, tutti i processi nel sistema di approvvigionamento idrico o nel circuito di riscaldamento sono interconnessi. E il colpo d'ariete è solo l'ultima "goccia" distruttiva che può portare a conseguenze negative sullo sfondo di condizioni tecniche insoddisfacenti dell'approvvigionamento idrico.

Le vibrazioni della tubazione e le variazioni di pressione contribuiscono alla formazione di microcricche nella struttura metallica. I difetti che si formano nel tempo durante l'insorgenza del colpo d'ariete compaiono istantaneamente in aree di maggiore stress interno: giunti meccanici, curve e saldature.

La prevenzione consiste nel bilanciare il sistema di riscaldamento, che viene eseguito dopo il completamento dell'installazione o la riparazione del riscaldamento in una casa privata

Il principale complesso di lavoro svolto durante la prevenzione:

• controllo dello stato del gruppo di sicurezza: valvola di sicurezza, sfiato aria e manometro;
• controllo periodico della pressione dietro la membrana del vaso di espansionee dopo il rilevamento di risultati insoddisfacenti e la sua correzione;
• prova di tenuta del sistema e controllo del grado di usura dei tubi;
• localizzazione della posizione della valvolath valvole di blocco e regolazione per perdite;
• controllo regolare dello stato del filtro, ritardando la formazione di calcare, particelle di sabbia e ruggine, se necessario - elementi di pulizia e lavaggio;

Prevenzione volta a mantenere le condizioni di lavoro dell'impianto idraulico e sistema di riscaldamento, include semplici tipi di lavoro. Ma ignorarli non ne vale la pena. Dopotutto, ciò può comportare una significativa perdita di tempo e denaro per l'esecuzione di lavori di riparazione a tutti gli effetti.

Le misure di protezione elencate sono più efficaci se applicate in modo completo. Ma grazie a un approccio integrato per risolvere il problema, è possibile neutralizzare le conseguenze negative e prolungare così la vita del sistema.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Video n. 1. Colpo d'ariete, come succede:

Video n. 2. Test di efficienza quencher:

Il colpo d'ariete in un sistema di approvvigionamento idrico è un evento comune che può causare gravi danni. E il tuo compito è risolvere il problema il prima possibile. In effetti, quando la situazione si ripete, gli elementi del sistema falliranno presto. E la riparazione dopo costerà molto di più.

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