自律暖房システムと給水の操作における主な問題の1つは、圧力降下です。この急激な落下に起因する給水および給湯システムのウォーターハンマーは、重大な損傷を引き起こす可能性があります。それは警告されなければならない、同意しますか?
この現象を防止し、その悪影響を無力化して、回路の中断のない動作を保証する方法を説明します。ここでは、給水栓や暖房器具に水を輸送するシステムでウォーターハンマーを除外するためにどのような方法が使用されているかを説明します。
慣れ親しむために提示された記事では、ウォーターハンマーの性質が詳細に説明されています。危険な状況の発生を排除する予防策が記載されています。難しいトピックが添付された図、写真のイラスト、ビデオの明確な認識のために。
ウォーターハンマーとは?
ウォーターハンマーは、流体で満たされたシステムにおける短期的ですが大きな圧力サージです。この現象は、流体の流れが経路内の障害物と衝突したときに発生します。このような障壁の発生の典型的な例には、バルブの急激な重なり、ポンプの突然の停止、エアプラグなどが含まれます。
障害物に直面すると、慣性による水の流れは、障害物が現れるまで移動した速度で流れを続けます。障害物と接触している最初のレイヤーは、後続のレイヤーの到着により、同じ速度で圧縮されます。
流れの新しい層が絶え間なく噴射されるため、圧力は急速に上昇し、液体はその一部を放出して排出する方法を「探索」します。
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ウォーターハンマーの遅い発症の危険性
溶接金属管の破裂
スレッドパイプの破損
巻線とガスケットの損傷
給水システムの遮断弁
圧力計工場設定
水道メーターの問題
同様の状況は、ほとんどの場合、ボールバルブまたはバルブで流れが遮断されたときに発生します。一見、この現象は無害に見えるかもしれません。そして、多くの所有者は彼にあまり注意を払っていません。
しかし、実際には、パイプや継手の醸造欠陥の前提条件を見つけた場合は、それをできるだけ早く排除する価値があります。確かに、暖房システムのウォーターハンマーにより、割れや亀裂が発生し、機器の損傷も発生します。
この深刻な問題の前には、クリック音やノック音、および給水管の異音が特徴的な「うなり」を伴うことがあります。
クリックは、大きなパイプが小さなセクションに接続されている場所で主に発生します。内壁に沿って流れる水は、劣っているとはいえ、それでもなお障害に遭遇します。
ウォーターハンマーの定期的な発生は、システムの動作に悪影響を及ぼし、システムの寿命を大幅に短縮します
緊急事態が発生した場合、ウォーターハンマーの影響は以下に影響を与える可能性があります。
- 装置 (パイプラインの気密性が損なわれ、加熱装置が破壊されます);
- 財産 (損傷したネットワークから流れ出る水は、住宅を氾濫させ、家具の損傷につながります);
- 家庭 (違反が暖房システムで発生した場合、深刻な熱傷の危険があります)。
統計によると、パイプライン事故の「ライオンズシェア」は約60%に達し、水撃により発生します。多くの場合、この影響のマイナスの影響は、腐食に覆われた摩耗したパイプで観察できます。
定期的な流体力学的衝撃の結果は予測できない可能性があり、それらの間で最も一般的なのは画期的なことです。
たとえば、一定の温度に予熱された液体が循環する輪郭線に沿って「暖かい床」を配置する場合など、延長パイプラインで最も問題が発生します。
損傷の程度は、バリアの場所に大きく依存します。それが延長パイプラインの始まりの場合、圧力の増加の大きさは重要ではありませんが、終わりの場合ははるかに高くなります。
ほとんどの場合、異なる直径のパイプが暖房システムの設置に関与したときに効果が現れます。アダプターの助けを借りて「マルチサイズ」のパイプが共通の「分母」にもたらされない場合、加熱システム内の圧力の増加は避けられません。この状況では、システムを保護するために、サーモスタットという特別なバルブが回路に装備されています。
ウォーターハンマーの原因
この現象の物理的な性質は、システム内の液体の圧力が増加する結果として、水道管のスループットが完全に失われるか大幅に低下することです。
エンジニアリングコミュニケーションが文盲で設計および装備されている家では、パイプラインで特徴的なタッピングやクリック音が聞こえることがよくあります。
それらはウォーターハンマーの外的兆候であり、液体の循環が閉鎖系で突然停止し、その後その動きが突然再開したときに発生します。
パイプラインの自然なプラグは、多くの場合、航空交通渋滞、大口径から小口径へのアダプター、または設置された遮断弁です
水が一定の速度で移動するときに障害物が発生すると、その速度が遅くなり、体積が増加し続けます。解決策が見つからない場合、それは後方波を形成し、それが水の本体と衝突して、システム内の圧力を増加させます。時にはそれは20気圧のしきい値に達することができます。
ラインが引き締まっているため、蓄積されたボリュームはどこにも行きませんが、強力なエネルギーが外部環境への道を見つけることを求めています。そのような衝突から生じる衝撃力は、管の破裂の危険をもたらし、それは安全の十分なマージンを持っていません。
このため、システムの配置には、GOST 3262-75に準拠した水道ネットワークに適合したシームレスな水道ガスパイプ、またはGOST 18599に従って作成された耐圧性金属プラスチックアナログを使用する必要があります。
水エネルギーの恒久的な影響から、パイプライン自体とシステムの剛性要素の両方が徐々にまたは急速に破壊されます
パイプ内のウォーターハンマーの発生を引き起こす主な要因は次のとおりです。
- 循環ポンプの機能不全または故障;
- システムの閉ループ内の空気の存在;
- 停電;
- 遮断弁の突然の遮断時。
ポンプの電源を入れたときに、インペラが高回転で動き始めると、標準を超える流体の注入による閉回路内の圧力の短期的な上昇が発生する可能性があります。
最近では、古いバルブやゲートバルブの代わりに、自律加熱システムを装備するときに、ボールバルブが使用されることが多くなり、そのデバイスではスムーズな運転ができません。
速効性の効果は裏返しになり、ウォーターハンマーの最も一般的な原因の1つです。
システムの起動時にシステムから空気が放出されなかった場合、ボールバルブを開いた瞬間に、空気は実質的に非圧縮性の流体と衝突します。
車軸ボックスの段階的な巻き戻しにより、シャットオフバルブのスムーズな開閉を提供するため、安全性の観点から、スクリュータップがより好ましい。
システムを始動する前に回路から空気が放出されない場合も、同様の状況が発生します。蛇口を開くと、水が空気栓と衝突します。閉鎖系では、空気栓の一種として機能します。
問題を回避するには?
給水配管システムの適切な保護は、強度を低下させ、過剰な圧力の影響を中和するのに役立ちます。
ほとんどの場合、水撃に対する自律システムの保護メカニズムは、水塊の流れを滑らかにすることを目的としています
回路の個別のセクションとシステム全体の両方で、単一の永続的な性質の過剰な圧力が発生するのを防ぐために、いくつかの基本的な対策が使用されています。
オプション1。ソフトオーバーラップシステム
これは、配管システムを起動および停止するための基本的な要件の1つであり、規制文書に明確に記載されています。
事実は、パイプ壁の弾性による油圧衝撃のエネルギーは、そのすべての強度と同時には作用しないということです。弾性変形の補正により、いくつかの時間間隔に分割されます。
したがって、同じ総衝撃力で、ある瞬間の衝撃力が大幅に減少します。ソフトスタートにより、圧力の蓄積プロセスを時間を延長して、システムへの重大な損傷を最小限に抑えることができます。
シャットオフバルブを選択するときは、水のオーバーラップの間隔が比較的長い製品を優先する必要があります
装置設置段階では、止水までの隙間が大きい設計のクレーンを設置します。
オプション#2。自動装置の使用
自動化は、システム内の静圧をスムーズに修正するように設定する必要があります。所望の効果を達成するために、内蔵の周波数変換器が装備されている、速度を自動変更するポンプまたは電子制御を備えたユニットを設置するのに役立ちます。
自動システムを使用すると、流体の流れを制御し、パイプライン内の圧力の読み取り値を読み取ることができます
電気モーターの自動速度制御を備えたポンプは、システム内の圧力を徐々に増加/減少させることができます。同時に、ソフトウェアは2つのタスクを同時に実行します。給水の圧力を監視し、圧力を自動的に調整します。
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ハイドロブローに対するハイドロアキュムレータ
メンブレンタンクアクション
室内暖房用メンブレンタンク
追加のポンプ場
システムを包括的にアップグレードする方法
システムの包括的な近代化には、過剰な圧力の影響を中和することを目的とした機器の設置が含まれます。
方法#1。伸縮継手とショックアブソーバーの使用
吸収装置とアキュムレータは、3つの機能を同時に実行します。液体を収集すると同時に、システムから余分な量を排除し、望ましくない現象を防止します。
その役割がアキュムレータである補償装置は、システム内の圧力変動の可能性が高い加熱回路のこれらの間隔で水の移動方向に設置されます。
油圧アキュムレーターまたはクエンチャーは、ゴムまたはゴムの膜で区切られた2つのセクションを含む、30リットルまでの容量の鋼製フラスコです。
システムに過剰な圧力が発生すると、最初のセクションの水柱が分離膜に圧力をかけ始め、それによって空気チャンバーの方向に曲がります
圧力が上昇すると、油圧ショックがタンクに「キックオフ」します。水柱を上げる際にゴム膜が気室に向かって屈曲することにより、人為的に輪郭の体積を増やす効果が得られます。
衝撃吸収装置として、耐熱強化ゴムまたは弾性プラスチック製のパイプを使用します。
ショックアブソーバーの弾性材料は、圧力が臨界値に達したポイントでウォーターハンマーのエネルギーを自然に消滅させます
効果を出すには20〜30cmの長さのもので十分で、パイプラインが長いとショックアブソーバー部が10cm長くなります。
方法#2。ダイヤフラム式安全弁の取り付け
ダイヤフラム式安全弁は、ポンプの隣の配管出口に配置され、過剰な圧力で所定量の水を排出します。
急速な圧力解放の機能を実行する剛性シールを備えた安全弁は、自律システムの信頼できるヒューズです
メーカーとモデルのタイプに応じて、安全弁は、コントローラーの電気コマンドまたはパイロットクイックアクションデバイスによって駆動されます。
この装置は、圧力が安全なレベルを超えたときに動作し、装置が突然停止したときにポンプステーションを保護します。危険な圧力の急上昇時に完全に開き、正常なレベルに下がるとレギュレーターはゆっくりと閉じます。
方法#3。サーモスタットバルブにシャントを装備
シャントは、クリアランスが0.2〜0.4 mmの細いチューブで、冷媒の循環方向に取り付けられています。要素の主な役割は、過負荷が発生したときに圧力を徐々に下げることです。
断面積が0.2〜0.4 mmを超えない細い管は、液体がサーモスタットに入る側から配置されます。
バイパス方式は自律システムの配置に使用され、そのパイプラインは新しいパイプのみで構成されます。これは、古いパイプに錆や堆積物が存在すると、シャントの効率が「いいえ」に低下する可能性があるためです。このため、加熱回路の入口でシャントを使用する場合は、効率的な水フィルターを設置することをお勧めします。
方法#4。スーパープロテクション付きサーモスタットの使用
これは、システムの圧力を監視する一種のヒューズであり、インジケータが臨界点に達した後は機能しません。デバイスには、サーマルヘッドとバルブの間に配置されたスプリングメカニズムが装備されています。スプリング機構は過圧で作動し、バルブが完全に閉じるのを防ぎます。
このようなサーモスタットは、ハウジングに示されている方向に厳密に取り付けられています。
保守作業
パイプラインの運用に関するルールを厳密に遵守することに加えて、タイムリーな予防策は事故の防止に役立ちます。結局のところ、給水システムまたは暖房回路のすべてのプロセスは相互に接続されています。また、ウォーターハンマーは、水供給の技術的条件が不十分であることを背景にして、悪影響をもたらす可能性がある最終的な破壊的な「低下」にすぎません。
パイプラインの振動と圧力の変化は、金属構造のマイクロクラックの形成に寄与します。ウォーターハンマーの発生中に時間の経過とともに形成された欠陥は、内部応力が増加している領域(機械的接合部、曲がり、溶接部)にすぐに現れます。
予防は、暖房システムのバランスを取ることです。暖房システムは、設置が完了した後、または暖房が民家で修理された後に実行されます。
予防中に行われる作業の主な複合体:
- セキュリティグループヘルスチェック:安全弁、通気口、圧力計;
- 膨張タンク膜の後ろの定期的な圧力チェック、および満足のいく結果とその修正が検出された場合。
- システムリークテスト そして、パイプの摩耗の程度をチェックします。
- バルブ位置追跡漏れ用のロックおよび調整バルブ。
- フィルターステータスの定期チェック、必要に応じて、スケール、砂や錆の粒子を遅らせる-要素の洗浄と洗浄;
給排水衛生設備の稼働状態を維持するための予防には、単純なタイプの作業が含まれます。しかし、それらを無視する価値はありません。結局のところ、これは本格的な修理作業を行うためのかなりのお金と時間の無駄につながる可能性があります。
リストされた保護対策は、包括的に適用される場合に最も効果的です。しかし、問題を解決するための統合されたアプローチのおかげで、悪影響を中和し、それによってシステムの寿命を延ばすことができます。
ビデオ#1。ウォーターハンマー、それがどのように起こるか:
ビデオ#2。クエンチャー効率テスト:
給水システムのウォーターハンマーは、深刻な被害を引き起こす可能性のある一般的な出来事です。そして、あなたの仕事はできるだけ早く問題を解決することです。 実際、状況が繰り返されると、システムの要素はすぐに失敗します。そしてその後の修理ははるかに費用がかかります。
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