Búa nước trong hệ thống cấp nước và sưởi ấm: nguyên nhân + biện pháp phòng ngừa

Một trong những vấn đề chính khi vận hành hệ thống cấp nước và sưởi ấm tự động là sụt áp.Búa nước trong hệ thống cấp nước và đun nước nóng do sự thay đổi đột ngột này có thể gây ra hư hỏng nghiêm trọng. Anh ta cần được cảnh báo, bạn có đồng ý không?

Chúng tôi sẽ cho bạn biết cách ngăn chặn hiện tượng này và hóa giải những hậu quả tiêu cực của nó, đảm bảo mạch điện hoạt động không bị gián đoạn. Tại đây, bạn sẽ tìm hiểu những phương pháp được sử dụng để loại bỏ búa nước trong các hệ thống vận chuyển nước đến vòi nước và thiết bị sưởi ấm.

Bài viết được trình bày để xem xét chi tiết về bản chất của búa nước. Các biện pháp phòng ngừa được liệt kê để ngăn chặn sự xuất hiện của một tình huống nguy hiểm. Để hiểu trực quan về chủ đề khó này, hãy đính kèm sơ đồ, hình ảnh minh họa và video.

Búa nước là gì?

Búa nước là hiện tượng tăng áp suất ngắn hạn nhưng đáng kể trong hệ thống chứa đầy chất lỏng. Hiện tượng này xảy ra khi dòng chất lỏng va chạm với chướng ngại vật xuất hiện trên đường đi của nó. Các ví dụ điển hình về sự xuất hiện của các chướng ngại vật như vậy bao gồm việc đóng van ngắt đột ngột, dừng bơm đột ngột, khóa không khí, v.v.

Khi gặp chướng ngại vật, dòng nước theo quán tính tiếp tục chảy với tốc độ di chuyển trước khi xuất hiện chướng ngại vật.Các lớp đầu tiên tiếp xúc với chướng ngại vật được nén với tốc độ như nhau do các lớp tiếp theo xuất hiện.

Do sự bơm liên tục của các lớp dòng chảy mới, áp suất tăng lên nhanh chóng và chất lỏng “tìm cách” đổ phần của nó ra để xả nó ra.

Tình huống tương tự hầu như luôn xảy ra khi dòng chảy bị đứt van bi hoặc một van. Thoạt nhìn, hiện tượng này có vẻ vô hại. Đó là lý do tại sao nhiều chủ sở hữu không chú ý nhiều đến nó.

Nhưng trên thực tế, nếu phát hiện ra các điều kiện tiên quyết cho một khiếm khuyết sắp xảy ra trong đường ống và phụ kiện thì cần loại bỏ nó càng nhanh càng tốt. Rốt cuộc, do búa nước, hệ thống sưởi xuất hiện các vết nứt và nứt, cũng như hư hỏng thiết bị.

Vấn đề nghiêm trọng này có thể xảy ra trước tiếng click và tiếng gõ, cũng như tiếng ồn bên ngoài trong đường ống cấp nước, kèm theo tiếng “gầm gừ” đặc trưng.

Tiếng click chủ yếu xảy ra ở những nơi ống lớn hơn được nối với ống nhỏ hơn. Nước đi dọc theo các bức tường bên trong của chúng gặp phải một chướng ngại vật, tuy không đầy đủ nhưng vẫn là một chướng ngại vật.

Sự xuất hiện thường xuyên của búa nước ảnh hưởng tiêu cực đến hoạt động của hệ thống, làm giảm đáng kể tuổi thọ của hệ thống

Trong trường hợp khẩn cấp, những người sau đây có thể bị ảnh hưởng bởi búa nước:

• thiết bị (độ kín của đường ống bị hỏng và các thiết bị sưởi ấm bị phá hủy);
• tài sản (nước chảy từ mạng lưới bị hư hỏng sẽ tràn vào nhà và làm hư hỏng đồ đạc);
• hộ gia đình (nếu xảy ra vi phạm trong hệ thống sưởi, có nguy cơ bị bỏng nhiệt nghiêm trọng).

Theo thống kê, “phần lớn” sự cố đường ống chiếm khoảng 60% là do búa nước. Thông thường, những hậu quả tiêu cực từ hiệu ứng này có thể được quan sát thấy ở những đường ống bị mòn, bị ăn mòn.

Hậu quả của những cú sốc thủy động lực thường xuyên có thể khó lường, trong đó phổ biến nhất là sự đột phá

Nó gây ra nhiều rắc rối nhất cho các đường ống dài, ví dụ như khi lắp đặt "sàn ấm", dọc theo các đường viền mà chất lỏng được làm nóng đến một nhiệt độ nhất định sẽ lưu thông.

Mức độ thiệt hại phần lớn phụ thuộc vào vị trí của chướng ngại vật: nếu ở đầu đường ống dài thì lượng áp suất tăng lên sẽ không đáng kể, nhưng nếu ở cuối đường ống sẽ cao hơn nhiều.

Thông thường, hiệu ứng này thể hiện khi các ống có đường kính khác nhau được sử dụng khi lắp đặt hệ thống sưởi. Nếu các đường ống “có kích thước khác nhau” không được đưa về một “mẫu số” chung bằng cách sử dụng bộ điều hợp thì việc tăng áp suất trong hệ thống sưởi là điều không thể tránh khỏi. Trong tình huống này, để bảo vệ hệ thống, mạch điện được trang bị một van đặc biệt - bộ điều chỉnh nhiệt.

Nguyên nhân gây ra búa nước

Bản chất vật lý của hiện tượng này nằm ở chỗ mất hoàn toàn hoặc giảm đáng kể lưu lượng của đường ống dẫn nước, do đó áp suất chất lỏng trong hệ thống tăng lên.

Trong những ngôi nhà nơi thông tin liên lạc kỹ thuật được thiết kế và trang bị kém, bạn thường có thể nghe thấy tiếng gõ và tiếng lách cách đặc trưng trong đường ống.

Chúng là biểu hiện bên ngoài của búa nước và xảy ra khi quá trình tuần hoàn chất lỏng trong một hệ thống khép kín đột ngột dừng lại, sau đó chuyển động của nó cũng đột ngột tiếp tục.

Các chướng ngại vật tự nhiên trong đường ống thường là các túi khí, bộ điều hợp từ đường kính lớn hơn đến đường kính nhỏ hơn hoặc các van ngắt được lắp đặt.

Nếu xuất hiện chướng ngại vật trên đường đi của dòng nước đang di chuyển với một tốc độ nhất định, tốc độ di chuyển của nó sẽ chậm lại và âm lượng tiếp tục tăng. Không tìm được lối thoát, nó tạo thành một làn sóng ngược, va chạm với khối nước chính, làm tăng áp lực trong hệ thống. Đôi khi nó có thể đạt tới ngưỡng 20 Atm.

Do đường cao tốc chật hẹp, khối lượng tích lũy không còn nơi nào để đi, nhưng nguồn năng lượng mạnh mẽ vẫn nỗ lực tìm lối thoát ra môi trường bên ngoài. Lực tác động do va chạm như vậy tạo ra nguy cơ vỡ đường ống, đường ống không có đủ giới hạn an toàn.

Vì lý do này, để trang bị cho hệ thống, cần sử dụng các ống dẫn khí và nước liền mạch thích ứng với mạng lưới cấp nước tuân thủ GOST 3262-75 hoặc các chất tương tự kim loại-nhựa áp lực được sản xuất theo GOST 18599.

Từ tác động vĩnh viễn của năng lượng nước, cả đường ống và các bộ phận cứng của hệ thống sẽ bắt đầu sụp đổ dần dần hoặc nhanh chóng.

Các yếu tố chính gây ra hiện tượng búa nước trong đường ống là:

• gián đoạn hoạt động hoặc hỏng bơm tuần hoàn;
• sự hiện diện của không khí trong mạch kín của hệ thống;
• cúp điện;
• trong trường hợp đóng van ngắt đột ngột.

Sự gia tăng áp suất trong thời gian ngắn trong mạch kín do phun chất lỏng vượt quá định mức quy định có thể xảy ra nếu khi bật bơm, bánh công tác bắt đầu chuyển động ở tốc độ cao.

Mới đây, trong quá trình sắp xếp hệ thống sưởi ấm tự trị Thay vì các loại van và van cổng cũ, van bi ngày càng được sử dụng nhiều hơn, thiết kế của chúng không mang lại khả năng vận hành trơn tru.

Khả năng tác dụng nhanh của chúng có nhược điểm, là một trong những nguyên nhân phổ biến nhất gây ra hiện tượng búa nước.

Nếu không khí không được thoát ra khỏi hệ thống khi khởi động hệ thống, thì khi van bi mở ra, sẽ xảy ra va chạm của không khí với chất lỏng thực tế không thể nén được.

Về mặt an toàn, van trục vít được ưa chuộng hơn vì hộp trục được tháo dần dần nên đảm bảo việc đóng/mở van ngắt trơn tru.

Tình huống tương tự xảy ra khi không khí không được thoát ra khỏi mạch trước khi khởi động hệ thống. Khi mở vòi, nước gặp một nút không khí, trong một hệ thống khép kín, nút này hoạt động như một loại giảm xóc khí nén.

Làm thế nào để tránh vấn đề?

Việc bảo vệ hệ thống đường ống cấp nước đúng cách sẽ giúp giảm cường độ và vô hiệu hóa ảnh hưởng của áp suất dư thừa.

Cơ chế bảo vệ cho các hệ thống tự trị chống lại búa nước trong hầu hết các trường hợp nhằm mục đích làm dịu lực dòng chảy của khối nước.

Để ngăn chặn việc tạo ra áp suất dư thừa có tính chất một lần và vĩnh viễn, cả trong một phần riêng biệt của mạch điện và trong toàn bộ hệ thống, một số biện pháp cơ bản được sử dụng.

Lựa chọn 1. Tắt hệ thống mượt mà

Đây là một trong những yêu cầu chính khi khởi động và tắt hệ thống đường ống được nêu rõ trong các văn bản quy phạm.

Thực tế là năng lượng của cú sốc thủy lực, do tính đàn hồi của thành ống, không tác dụng hết lực cùng một lúc. Do bù các biến dạng đàn hồi nên nó được chia thành nhiều khoảng thời gian.

Vì vậy, với cùng một lực tác động như nhau thì lực tác động tại một thời điểm nhất định sẽ giảm đi đáng kể. Bằng cách bật trơn tru, quá trình tích tụ áp suất có thể được kéo dài theo thời gian, giảm thiểu thiệt hại đáng kể cho hệ thống.

Khi chọn van ngắt, nên ưu tiên những sản phẩm có thời gian ngắt nước tương đối lớn.

Vòi, thiết kế có khe hở lớn cho đến khi tắt nước, được lắp đặt ở giai đoạn lắp đặt thiết bị.

Lựa chọn 2. Ứng dụng các thiết bị tự động

Việc tự động hóa phải được cấu hình để điều chỉnh trơn tru áp suất tĩnh trong hệ thống. Việc lắp đặt máy bơm có bộ điều khiển tốc độ tự động hoặc bộ điều khiển điện tử được trang bị bộ biến tần tích hợp giúp đạt được hiệu quả mong muốn.

Việc sử dụng hệ thống tự động sẽ cho phép bạn kiểm soát dòng chất lỏng, cũng như đọc chỉ số áp suất của nó trong đường ống

Máy bơm được trang bị điều khiển tốc độ động cơ tự động có khả năng tăng/giảm áp suất trong hệ thống một cách trơn tru. Trong trường hợp này, phần mềm thực hiện đồng thời hai nhiệm vụ: theo dõi sự thay đổi áp suất trong nguồn cấp nước và tự động điều chỉnh áp suất.

Các phương pháp hiện đại hóa toàn diện hệ thống

Việc hiện đại hóa toàn diện hệ thống bao gồm việc lắp đặt các thiết bị nhằm vô hiệu hóa tác động của áp suất dư thừa.

Phương pháp số 1. Ứng dụng của bộ bù và giảm xóc

Bộ giảm chấn và ắc quy thủy lực đồng thời thực hiện ba chức năng: thu gom chất lỏng, loại bỏ khối lượng dư thừa ra khỏi hệ thống, đồng thời giúp ngăn ngừa các hiện tượng không mong muốn.

Một thiết bị bù, có vai trò là bộ tích lũy thủy lực, được lắp đặt theo hướng chuyển động của nước tại các khoảng thời gian của mạch sưởi, nơi có khả năng cao xảy ra dao động áp suất trong hệ thống.

Bình tích áp hay van điều tiết thủy lực là một bình thép có thể tích lên tới 30 lít, gồm hai phần được ngăn cách bằng màng cao su hoặc cao su.

Khi áp suất dư thừa xảy ra trong hệ thống, cột nước của phần đầu tiên bắt đầu tạo áp lực lên màng ngăn, do đó nó uốn cong theo hướng của buồng khí.

Khi áp suất tăng lên, các cú sốc thủy lực sẽ “rơi” vào bể chứa. Bằng cách uốn màng cao su về phía buồng khí tại thời điểm cột nước dâng lên, người ta đạt được hiệu quả tăng âm lượng của mạch một cách giả tạo.

Ống làm bằng cao su gia cố chịu nhiệt hoặc nhựa đàn hồi được sử dụng làm thiết bị giảm chấn.

Vật liệu đàn hồi của thiết bị giảm xóc tự động hấp thụ năng lượng của cú sốc thủy lực tại thời điểm áp suất đạt đến giá trị tới hạn.

Để đạt được hiệu quả như mong muốn, chỉ cần sử dụng sản phẩm dài 20-30 cm là đủ, nếu đường dẫn dài thì tăng tiết diện giảm xóc thêm 10 cm.

Phương pháp số 2.Lắp đặt van an toàn dạng màng

Một van an toàn dạng màng được đặt trên đầu ra của đường ống gần máy bơm để xả một lượng nước định trước khi có áp suất vượt quá.

Van an toàn được trang bị vòng đệm cứng thực hiện chức năng xả áp nhanh, là cầu chì đáng tin cậy cho hệ thống tự động

Tùy thuộc vào nhà sản xuất và loại kiểu máy, van an toàn được kích hoạt bằng lệnh điện từ bộ điều khiển hoặc bằng thiết bị điều khiển tác động nhanh.

Thiết bị được kích hoạt khi áp suất vượt quá mức an toàn, bảo vệ trạm bơm khi thiết bị dừng đột ngột. Tại thời điểm áp suất tăng cao nguy hiểm, nó sẽ mở hoàn toàn và khi giảm xuống mức bình thường, bộ điều chỉnh sẽ từ từ đóng lại.

Phương pháp số 3. Trang bị van điều nhiệt có shunt

Shunt là một ống hẹp có khe hở 0,2-0,4 mm, được lắp theo hướng tuần hoàn chất làm mát. Nhiệm vụ chính của phần tử là dần dần áp suất thấp hơn.

Một ống hẹp có tiết diện không vượt quá 0,2-0,4 mm được đặt ở phía nơi chất lỏng đi vào bộ điều nhiệt

Phương pháp bỏ qua được sử dụng khi sắp xếp các hệ thống tự trị, đường ống chỉ được làm bằng các đường ống mới. Điều này là do sự hiện diện của rỉ sét và cặn trong đường ống cũ có thể làm giảm hiệu quả của việc chuyển hướng về “không”. Vì lý do này, khi sử dụng shunt ở đầu vào của mạch sưởi, nên lắp đặt các bộ lọc nước hiệu quả.

Phương pháp số 4. Sử dụng bình giữ nhiệt siêu an toàn

Đây là loại cầu chì theo dõi áp suất trong hệ thống và không cho phép nó hoạt động sau khi chỉ báo đạt đến mức tới hạn. Thiết bị được trang bị cơ cấu lò xo nằm giữa đầu nhiệt và van. Cơ cấu lò xo được kích hoạt bởi áp suất dư thừa, khiến van không thể đóng hoàn toàn.

Các bộ điều nhiệt như vậy được lắp đặt đúng theo hướng ghi trên vỏ.

Thực hiện công tác phòng ngừa

Ngoài việc tuân thủ nghiêm ngặt các quy định vận hành đường ống, việc thực hiện kịp thời các biện pháp phòng ngừa giúp ngăn ngừa tai nạn. Xét cho cùng, tất cả các quá trình trong hệ thống cấp nước hoặc mạch sưởi đều được kết nối với nhau. Và búa nước chỉ là “thả nước” mang tính hủy diệt cuối cùng, có thể dẫn đến những hậu quả tiêu cực do tình trạng kỹ thuật của hệ thống cấp nước không đạt yêu cầu.

Sự rung động của đường ống và sự thay đổi áp suất góp phần hình thành các vết nứt nhỏ trong cấu trúc kim loại. Các khuyết tật hình thành theo thời gian trong quá trình sử dụng búa nước ngay lập tức xuất hiện ở những khu vực có ứng suất bên trong tăng cao: các mối nối cơ học, các chỗ uốn cong và đường hàn.

Phòng ngừa bao gồm việc cân bằng hệ thống sưởi, được thực hiện sau khi hoàn thành lắp đặt hoặc sửa chữa hệ thống sưởi tại nhà riêng.

Nhóm công việc chính được thực hiện trong quá trình phòng ngừa:

• kiểm tra sức khỏe nhóm bảo mật: van an toàn, lỗ thoát khí và đồng hồ đo áp suất;
• kiểm tra định kỳ áp suất phía sau màng bể giãn nở, nếu phát hiện kết quả không đạt yêu cầu thì điều chỉnh;
• kiểm tra rò rỉ hệ thống và kiểm tra mức độ mòn của đường ống;
• giám sát vị trí vanvan ngắt và kiểm soát rò rỉ;
• thường xuyên kiểm tra tình trạng của bộ lọcgiữ lại cặn, cát và các hạt rỉ sét, nếu cần, làm sạch và rửa sạch các bộ phận;

Phòng ngừa nhằm duy trì tình trạng tốt của hệ thống ống nước và hệ thống máy sưởi, bao gồm các loại công việc đơn giản. Nhưng bạn không nên bỏ qua chúng. Rốt cuộc, điều này có thể dẫn đến lãng phí đáng kể tiền bạc và thời gian cho công việc sửa chữa toàn diện.

Các biện pháp bảo vệ được liệt kê sẽ có hiệu quả nhất nếu chúng được áp dụng một cách toàn diện. Nhưng nhờ cách tiếp cận tích hợp để giải quyết vấn đề, bạn sẽ có thể hóa giải những hậu quả tiêu cực và từ đó kéo dài tuổi thọ của hệ thống.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Video số 1. Búa nước, nó xảy ra như thế nào:

Video số 2. Kiểm tra hiệu quả của bộ giảm chấn:

Búa nước trong hệ thống cấp nước là hiện tượng thường xuyên xảy ra và có thể gây ra tác hại nghiêm trọng. Và nhiệm vụ của bạn là khắc phục sự cố càng nhanh càng tốt. Suy cho cùng, nếu tình trạng này lặp lại, các thành phần của hệ thống sẽ sớm thất bại. Và việc sửa chữa sau đó sẽ tốn kém hơn nhiều.

Vui lòng đặt câu hỏi và viết bình luận vào khối bên dưới. Chúng tôi đang chờ câu chuyện của bạn về cách bạn ghi lại búa nước trong hệ thống hoặc nhận thấy hậu quả của nó. Tôi quan tâm đến ý kiến ​​​​của bạn về thông tin được trình bày.