Qu'est-ce que le coup de bélier dans le système de chauffage: causes et conséquences

Mesures préventives de base

En plus du strict respect de toutes les règles d'exploitation établies, il est possible de prévenir la survenue d'un accident si une série d'actions préventives sont menées de manière opportune et régulière. La raison en est que dans le système principal de chauffage ou d'alimentation en eau, tous les processus sont étroitement interconnectés. Un coup de bélier, imprévu par l'utilisateur, n'est que la dernière étape destructrice, qui peut bien conduire à diverses conséquences négatives. Tout cela se passe dans le contexte de l'état technique relativement médiocre des tuyaux utilisés depuis des années.

Les chutes de pression et les vibrations qui surviennent ne contribuent qu'à la formation de différentes fissures dans l'épaisseur du métal. Au fil du temps, des défauts plus graves apparaissent, qui, après l'apparition d'un coup de bélier, se manifestent instantanément dans des zones de stress interne trop élevé. Il peut s'agir de divers coudes, joints mécaniques et même soudures.

Les manipulations préventives comprennent les étapes suivantes:

1. Contrôle en temps opportun de la pression derrière la membrane flexible du vase d'expansion exploité. Si au cours de cette procédure l'assistant découvre des résultats insatisfaisants, il est alors interdit de faire fonctionner le système sans ajustement qualitatif.
2. Vérification de la santé des groupes de sécurité impliqués. Cela s'applique à un purgeur d'air, une soupape de sécurité, ainsi qu'un manomètre classique.
3. Contrôle de la position de la vanne d'arrêt et contrôle des raccords métalliques.
4. Vérifiez régulièrement l'état de tous les filtres. Ces éléments sont responsables de la rétention du sable fin, du tartre classique, des fragments de rouille. Si nécessaire, le maître doit nettoyer puis rincer les filtres.
5. Test du système utilisé pour détecter les fuites. Vous devez également vérifier le degré d'usure de tous les éléments.

De nombreux experts recommandent de remplacer le tuyau rigide classique par un produit en plastique. Il est plus flexible à utiliser et se dilate rapidement sous pression. Mais vous devez être prudent, car la dépressurisation des articulations n'est pas exclue.

Une approche professionnelle de la prévention, qui vise à maintenir l'état global optimal du système de chauffage et de chauffe-eau, comprend nécessairement des types de travaux élémentaires. Il n'est pas recommandé d'ignorer cette étape. Cela est dû au fait que la réparation du chauffage dans une maison privée entraîne un important gaspillage de fonds et de temps libre. Toutes les mesures de protection décrites seront efficaces si l'approche du travail est globale. Ce n'est que dans une telle situation qu'il est possible de neutraliser diverses conséquences indésirables et de prolonger la période de travail coordonné du système.

Installation d'un filtre de lavage de haute qualité

Quelles sont les conséquences d'un coup de bélier sur le système de chauffage

Très souvent, après le démarrage du système de chauffage avec l'arrivée du temps froid, des clics et des coups périodiques peuvent être entendus dans les tuyaux. Veuillez noter que si de tels phénomènes se produisent trop souvent, cela peut nécessiter des réparations urgentes du système de chauffage. Un tel besoin peut être dû au fait qu'un coup de bélier dans les canalisations entraîne parfois une percée du liquide de refroidissement, un dysfonctionnement des équipements de chauffage ou une détérioration du vase d'expansion.

Comme il est assez difficile de déterminer indépendamment les résultats possibles de l'impact d'une onde de choc sur le système, des spécialistes sont généralement invités à ces fins, dont les services sont assez coûteux. Par conséquent, nous recommandons fortement qu'avant le début de la saison de chauffage, diagnostiquer le circuit de chauffage et identifier toutes les défaillances possibles.

La cause la plus fréquente de coup de bélier dans le circuit de chauffage est la différence de section des tuyaux utilisés. Puisqu'une friction accrue constante est créée dans une section d'une canalisation de plus petit diamètre, elle empêche le liquide de refroidissement de se déplacer librement dans le système. Par conséquent, des ronflements, des sifflements ou des clics sont constamment entendus dans les tuyaux en raison de l'augmentation de la pression.

Si votre système de chauffage a un tel problème, il devra être refait. Sinon, avec le temps, des problèmes avec elle réapparaîtront.

Les fluctuations et leurs causes

Les coups de bélier indiquent un dysfonctionnement du système. Le calcul des pertes de charge dans le système de chauffage est déterminé en additionnant les pertes à des intervalles individuels, qui constituent tout le cycle. L'identification précoce de la cause et son élimination peuvent éviter des problèmes plus graves qui entraînent des réparations coûteuses.

Si la pression dans le système de chauffage baisse, cela peut être dû aux raisons suivantes:

• l'apparition d'une fuite;
• échec des réglages du vase d'expansion;
• défaillance des pompes;
• l'apparition de microfissures dans l'échangeur de chaleur de la chaudière;
• panne de courant.

Comment augmenter la pression dans le système de chauffage?

Le vase d'expansion régule la pression différentielle

En cas de fuite, tous les points de connexion doivent être contrôlés. Si la cause n'est pas identifiée visuellement, il est nécessaire d'examiner chaque zone séparément. Pour cela, les vannes des robinets sont fermées séquentiellement. Les manomètres montreront le changement de pression après avoir coupé une section particulière. Après avoir trouvé une connexion problématique, il doit être resserré, préalablement scellé en plus. Si nécessaire, l'ensemble ou une partie du tuyau est remplacé.

Le vase d'expansion régule les différences dues au chauffage et au refroidissement du liquide. Le signe d'un dysfonctionnement du réservoir ou d'un volume insuffisant est une augmentation de la pression et une nouvelle baisse.

Ajoutez un jeu de 1,25% à ce résultat. Le liquide chauffé, en expansion, expulsera l'air du réservoir à travers la valve du compartiment à air. Une fois l'eau refroidie, son volume diminuera et la pression dans le système sera inférieure à celle requise. Si le vase d'expansion est plus petit que nécessaire, il doit être remplacé.

Une augmentation de pression peut être causée par une membrane endommagée ou un réglage incorrect du régulateur de pression du système de chauffage. Si le diaphragme est endommagé, le mamelon doit être remplacé. C'est simple et rapide. Pour configurer le réservoir, il doit être déconnecté du système. Puis pompez la quantité requise d'atmosphères dans la chambre à air avec une pompe et réinstallez-la.

Vous pouvez déterminer le dysfonctionnement de la pompe en l'éteignant. Si rien ne se passe après l'arrêt, c'est que la pompe ne fonctionne pas. La raison peut être un dysfonctionnement de ses mécanismes ou un manque de puissance. Vous devez vous assurer qu'il est connecté au réseau.

S'il y a des problèmes avec l'échangeur de chaleur, il doit être remplacé. Pendant le fonctionnement, des microfissures peuvent apparaître dans la structure métallique. Cela ne peut pas être éliminé, seulement le remplacement.

Pourquoi la pression dans le système de chauffage augmente-t-elle?

Les raisons de ce phénomène peuvent être une mauvaise circulation du fluide ou son arrêt complet en raison de:

• la formation d'un sas d'air;
• colmatage de la canalisation ou des filtres;
• fonctionnement du régulateur de pression de chauffage;
• alimentation continue;
• les vannes d'arrêt se chevauchent.

Comment éliminer les gouttes?

Un sas d'air dans le système ne permet pas au fluide de passer. L'air ne peut être évacué. Pour cela, lors de l'installation, il est nécessaire de prévoir l'installation d'un régulateur de pression pour le système de chauffage - un évent à ressort. Cela fonctionne en mode automatique. Les radiateurs du nouveau design sont équipés d'éléments similaires. Ils sont situés en haut de la batterie et fonctionnent en mode manuel.

Pourquoi la pression dans le système de chauffage augmente-t-elle lorsque la saleté et le tartre s'accumulent dans les filtres et sur les parois des tuyaux? Parce que l'écoulement du fluide est obstrué. Le filtre à eau peut être nettoyé en retirant l'élément filtrant. Il est plus difficile de se débarrasser du tartre et des obstructions dans les tuyaux. Dans certains cas, un rinçage avec des moyens spéciaux aide. Parfois, le problème ne peut être résolu qu'en remplaçant la section de tuyau.

Le régulateur de pression de chauffage, en cas d'augmentation de la température, ferme les vannes par lesquelles le liquide entre dans le système. Si cela n'est pas raisonnable d'un point de vue technique, le problème peut être corrigé en ajustant. Si cette procédure n'est pas possible, l'ensemble doit être remplacé. En cas de panne du système de contrôle électronique de l'appoint, il doit être ajusté ou remplacé.

Le facteur humain notoire n'a pas encore été annulé. Par conséquent, en pratique, les vannes d'arrêt se chevauchent, ce qui conduit à l'apparition d'une pression accrue dans le système de chauffage. Pour normaliser ce chiffre, il vous suffit d'ouvrir les vannes.

Ce qui devrait être présent dans le système de chauffage d'une maison privée pour éviter les coups de bélier

Le système de chauffage doit être protégé des coups de bélier, par conséquent, même au stade de la conception, les éléments nécessaires sont fournis. Tous sont utilisés en combinaison. Il est à noter que vous trouverez ci-dessous une liste d'appareils sélectionnés en fonction des caractéristiques du système de chauffage: type de pompe, appartement ou maison privée, diamètres et longueur des canalisations. Seul un professionnel ayant étudié les caractéristiques de votre maison peut sélectionner entièrement l'ensemble des appareils et des luminaires.

• vannes d'arrêt spéciales à fermeture en douceur - lors de l'achat d'éléments d'un système de chauffage, privilégiez les robinets à fermeture en douceur. Cela évitera au système un saut brutal de pression et le liquide de refroidissement aura un effet plus doux sur la canalisation et les raccords lorsque les robinets sont fermés, ce qui vous évitera un coup de bélier fort;
• un système automatique qui régule le débit du liquide de refroidissement - la pompe avec une telle modernisation démarre en douceur le liquide, ce qui affecte plus doucement le système de chauffage dans son ensemble. Fonctionnant en mode automatique, un tel dispositif régule indépendamment le débit de fluide sans intervention humaine;
• hydroaccumulateur (vase d'expansion) - cet appareil doit être présent dans le système de chauffage d'une maison privée. Après tout, il compense les chutes de pression, réduisant ainsi la charge. Son principe de fonctionnement est le suivant: lors d'un coup de bélier à l'intérieur du réservoir, la membrane en caoutchouc est expulsée par une colonne d'eau. Cela compense la pression à l'intérieur du système de chauffage;
• un thermostat avec un mécanisme à ressort - le principe de son fonctionnement est identique à un accumulateur hydraulique à la seule différence que le compensateur de pression n'est pas une membrane en caoutchouc, mais un mécanisme à ressort;
• amortisseur hydraulique à membrane - cet appareil est installé sur l'eau chaude et froide afin d'éteindre les chutes de pression lors de l'ouverture et de la fermeture des robinets. Le principe de fonctionnement est identique aux deux appareils précédents.

En utilisant ces appareils, il est possible d'exclure la survenue de coups de bélier dans le chauffage d'une maison privée s'ils sont utilisés lors de l'installation d'un nouveau système. Il existe également des moyens d'empêcher ce phénomène de se produire dans un système déjà opérationnel.

Conséquences possibles d'un coup de bélier et son danger

Les signes du phénomène peuvent être reconnus par des sons parasites dans le système: clics, coups, effondrements.Des signes visuels aideront également: robinets qui fuient, mélangeurs, raccords à compression-connecteurs avec joints en caoutchouc.

Lorsque le système d'alimentation en eau est exposé à de fréquents coups de bélier, même avec une force faible, les joints, les joints sont d'abord expulsés. La violation de l'étanchéité du système peut entraîner l'apparition de centres de déformation et de rupture de tuyaux.

En raison de l'augmentation de la pression, l'alimentation en eau est interrompue. Mais ce n'est pas la seule nuisance. Si un coup de bélier a entraîné la rupture complète d'un tuyau, par exemple dans un immeuble à appartements, toute la structure est laissée sans eau. Le flux de liquide gâte la propriété des propriétaires des appartements, les voisins des étages inférieurs sont inondés. En conséquence - travail sur la réparation et la restauration de plusieurs objets de logement.

Un coup de bélier dans le système d'alimentation en eau chaude, en plus des dommages matériels finaux, menace de brûlures. Le danger menace lorsque le système de chauffage est dépressurisé, où le transporteur maintient une température de + 70 ° C et est constamment sous pression. Une rupture dans une batterie ou une canalisation pendant la saison de chauffage hivernale endommagera le système. Frost mettra fin à l'entreprise destructrice - le pipeline devra être changé.

Éviter les coups de bélier - règles de base

Les personnes confrontées aux coups de bélier et qui connaissent de première main leur effet destructeur sont intéressées: est-il possible d'éviter tout cela? Il existe plusieurs options à la fois, familiarisons-nous avec chacune d'elles.

• Surtout, agissez avec douceur et douceur. Ne fermez pas brusquement le robinet à boisseau sphérique, sinon un impact se produira. Pour éviter son apparition, fermez les raccords en douceur, il n'est pas nécessaire de se précipiter. Prenez le temps de passer quelques secondes supplémentaires - pas beaucoup par rapport à la rénovation de plomberie à venir.
• Pour réduire cet effet, vous pouvez légèrement améliorer le système. Comme déjà noté, pour cela, des accumulateurs sont installés (ils sont également appelés amortisseurs), qui accumulent de l'eau en cas d'augmentation de la pression dans le circuit.



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• Si des chocs se produisent en raison de l'arrêt de la pompe, vous pouvez installer une vanne spéciale de protection. De tels dispositifs fonctionnent exclusivement à l'impact et réduisent la pression croissante dans la ligne. Cette vanne est extrêmement fiable. Il est installé à côté de la pompe.
• L'automatisation est une autre solution possible au problème. Grâce à des unités de contrôle spéciales, l'activation et l'arrêt du système seront extrêmement fluides. La pompe augmentera ou diminuera la pression si nécessaire, grâce à quoi le risque de coup de bélier est pratiquement réduit à zéro.
• Enfin, si un coup de bélier se produit en raison d'une mauvaise planification de l'ensemble du système, la seule issue est de le refaire complètement.

Noter! Si les problèmes ne sont pas éliminés immédiatement après l'apparition des coups, le système devra dans tous les cas, tôt ou tard, être refait. Après tout, si la situation se répète tout le temps, tous les éléments - y compris les tuyaux - échoueront bientôt. Après cela, les réparations coûteront beaucoup plus cher.

Causes des coups de bélier

La raison la plus importante est la fermeture brutale des vannes d'arrêt. Si l'eau coule en un mince filet, le risque est minime, mais avec des ouvertures / fermetures soudaines du robinet, le danger est maximisé.

Pourquoi un coup de bélier se produit-il dans le système d'alimentation en eau:

1. Avec mise en marche soudaine de pompes puissantes. Cela se produit lorsque l'alimentation des objets équipés de stations de pompage puissantes est instable.
2. En présence de bouchons d'air dans le système d'alimentation en eau, chauffage. Par conséquent, avant de mettre en service des systèmes fermés avec un véhicule liquide, il faut d'abord évacuer l'air.

Aujourd'hui, les coups de bélier sont considérés comme les facteurs les plus courants de défaillance des systèmes d'alimentation en eau. Cela est dû à l'émergence de nouvelles vannes d'arrêt qui ne nécessitent pas de longs tours de vanne (robinet) pour ouvrir / fermer l'eau.

Comment éviter les coups de bélier

Afin d'éviter ou de réduire les coups de bélier dans le système, il existe un certain nombre de mesures spécifiques pour aider à protéger le réseau de canalisations dans son ensemble ou dans une zone spécifique.

Fermeture en douceur des vannes

L'une des principales raisons de l'apparition de coups de bélier est un arrêt brutal des vannes.

Cela est dû au fait que la période de fermeture de la vanne est très courte. En conséquence, une forte chute de pression à cet endroit est inévitable. Afin d'éviter le problème à ce stade, il est nécessaire d'augmenter la durée de la coupure du débit de liquide. Grâce à cette action, l'augmentation de la pression à cet endroit se fera en douceur sans saut brusque.

C'est pourquoi, au stade de l'installation, le système de plomberie est recommandé d'installer des vannes d'arrêt (robinets, vannes) avec un temps d'arrêt plus long.

Utilisation de moyens automatiques dans le système

Les dispositifs automatiques intégrés au réseau sont conçus pour "éteindre" en douceur la pression croissante. Parmi ces moyens, on peut noter des équipements de pompage capables de changer le nombre de tours en mode automatique, ou des conceptions équipées de convertisseurs de fréquence.

Introduction d'amortisseurs

Les hydroaccumulateurs et les amortisseurs mis en œuvre aujourd'hui sont capables de remplir simultanément plusieurs fonctions importantes. Ils collectent non seulement le liquide, mais éliminent également l'excès d'eau du système et aident également à prévenir diverses manifestations indésirables. Les accumulateurs hydrauliques remplissent toutes les fonctions des unités de compensation. Ils sont installés uniquement dans le sens du flux principal d'eau dans les sections du circuit de chauffage, où la probabilité d'une diminution ou d'une augmentation soudaine du niveau de la pression mesurée est particulièrement élevée.

Une sorte d'extincteur, ainsi qu'un accumulateur hydraulique, dans la pratique, est un ballon volumineux en acier, dans lequel jusqu'à 35 litres de liquide peuvent facilement s'insérer. Ils comprennent deux sections séparées par une cloison en caoutchouc ou en caoutchouc durable à la fois. En cas d'augmentation de pression, tous les coups de bélier sont redirigés vers le réservoir. En raison de la flexion de la membrane impliquée au moment d'une forte augmentation des indicateurs, les spécialistes parviennent à obtenir l'effet d'expansion forcée du contour.

Les tuyaux en caoutchouc renforcé résistant à la chaleur ou en plastique élastique agissent comme des éléments amortisseurs. Pour obtenir l'effet souhaité, il suffit largement d'utiliser un produit d'une longueur de 35 centimètres. Si la canalisation est longue, la section de l'amortisseur doit être augmentée d'au moins 12 cm.

Amortisseur de coup de bélier de haute qualité

Méthodes de modernisation complexe du système

La modernisation complète du système implique l'installation d'équipements visant à neutraliser l'effet de la surpression.

Méthode n ° 1. L'utilisation de joints de dilatation et d'amortisseurs

Les registres et les accumulateurs remplissent simultanément trois fonctions: ils collectent le liquide, tout en éliminant son excès de volume du système, et aident également à prévenir un phénomène indésirable.

Un dispositif de compensation, dont le rôle est joué par un accumulateur hydraulique, est installé dans le sens du mouvement de l'eau à ces intervalles du circuit de chauffage où il existe une forte probabilité de fluctuations de pression dans le système.

L'accumulateur ou amortisseur hydraulique est un ballon en acier d'un volume allant jusqu'à 30 litres, comprenant deux sections séparées par une membrane en caoutchouc ou en caoutchouc.

Lorsqu'une surpression se produit dans le système, la colonne d'eau de la première section commence à appuyer sur la membrane de séparation, en raison de laquelle elle se plie dans la direction de la chambre à air

Lorsque la pression augmente, des chocs hydrauliques sont «projetés» dans le réservoir.En raison de la flexion de la membrane en caoutchouc vers la chambre à air au moment où la colonne d'eau monte, l'effet d'augmenter artificiellement le volume du circuit est obtenu.

Des tuyaux en caoutchouc renforcé résistant à la chaleur ou en plastique élastique sont utilisés comme dispositifs d'amortissement des chocs.

Le matériau élastique des dispositifs amortisseurs amortit spontanément l'énergie du coup de bélier au point où la pression atteint une valeur critique

Pour obtenir l'effet souhaité, il suffit d'utiliser un produit d'une longueur de 20 à 30 cm.Si le pipeline a une grande longueur, la section de l'amortisseur est augmentée de 10 cm supplémentaires.

Méthode n ° 2. Installation d'une soupape de sécurité à membrane

Une soupape de sécurité à membrane est placée sur le tuyau de dérivation à côté de la pompe afin de libérer une quantité d'eau prédéterminée en cas de surpression.

La soupape de sécurité, équipée d'un joint rigide, qui agit comme un relâchement rapide de la pression, est un dispositif de sécurité fiable pour un système autonome

Selon le fabricant et le type de modèle, la soupape de sécurité est actionnée par une commande électrique du contrôleur ou par un dispositif pilote à action rapide.

L'appareil se déclenche lorsque la pression dépasse un niveau de sécurité, protégeant la station de pompage si l'équipement s'arrête brusquement. Lors d'une augmentation de pression dangereuse, il s'ouvre complètement et lorsqu'il revient à un niveau normal, le régulateur se ferme lentement.

Méthode n ° 3. Équiper la vanne thermostatique d'un shunt

Le shunt est un tube étroit avec une lumière de 0,2 à 0,4 mm, qui est installé dans le sens de la circulation du liquide de refroidissement. La tâche principale de l'élément est de réduire progressivement la pression lorsque des surcharges apparaissent.

Un tube étroit, dont la section transversale ne dépasse pas 0,2-0,4 mm, est placé du côté d'où le liquide entre dans le thermostat

La méthode de manœuvre est utilisée lors de la disposition de systèmes autonomes dont le pipeline n'est constitué que de nouveaux tuyaux. Cela est dû au fait que la présence de rouille et de sédiments dans les vieilles canalisations peut réduire l'efficacité du shuntage vers «non». Pour cette raison, lors de l'utilisation d'un shunt à l'entrée du circuit de chauffage, il est recommandé d'installer des filtres à eau efficaces.

Méthode n ° 4. Utilisation d'un thermostat de super protection

Il s'agit d'une sorte de dispositif de sécurité qui surveille la pression dans le système et ne lui permet pas de fonctionner une fois que l'indicateur a atteint un niveau critique. L'appareil est équipé d'un mécanisme à ressort situé entre la tête thermique et la valve. Le mécanisme à ressort est déclenché par une surpression, empêchant la vanne de se fermer complètement.

Ces thermostats sont installés strictement dans la direction indiquée sur le corps.

Qu'est-ce qu'un coup de bélier dans un système d'alimentation en eau

Un coup de bélier est une augmentation puissante à court terme de la pression d'un liquide qui circule dans les tuyaux. La pression augmente en raison du changement du débit.

Le signe de changement de pression affecte le type de coup de bélier:

• positif - auquel la pression augmente en raison de la fermeture brusque de la vanne ou de l'inclusion de l'unité de pompage;
• négatif - auquel la pression augmente en raison de l'arrêt de la pompe.

Selon les lois de la physique, même lorsque le robinet est soudainement fermé, l'eau continue de bouger. Seul le débit le plus proche de la vanne s'arrête, les couches restantes continuent de s'écouler. La collision des couches arrêtées et en mouvement provoque également une augmentation de la pression. Si nous imaginons que l'entrée a été brusquement fermée devant une foule en mouvement, alors les premiers rangs se sont déjà arrêtés - les suivants tombent dessus, continuant à marcher, cela s'avère être un coup de cœur. L'eau agit également, ce qui provoque un coup de bélier.

La pression monte instantanément, le niveau monte de plusieurs dizaines d'atmosphères. Les conséquences ne peuvent être évitées.

Théorie des coups de bélier

L'apparition du phénomène n'est possible qu'en raison du manque de compensation des pertes de charge. Un saut à un endroit entraîne la propagation de la force sur toute la longueur du pipeline. S'il y a un point faible dans le système, le matériau peut être déformé ou détruit complètement, un trou est formé dans le système.

L'effet a été découvert pour la première fois à la fin du XIXe siècle par le scientifique russe N.E. Joukovski. Il a également dérivé une formule permettant de calculer le temps nécessaire pour fermer le robinet afin d'éviter des conséquences désagréables. La formule ressemble à ceci: Dp = p (u0-u1), où:

• Dp est l'augmentation de pression en N / m2;
• p est la densité du liquide en kg / m3;
• u0, u1 - indicateurs moyens de la vitesse de l'eau dans le pipeline avant et après la fermeture des robinets.

Pour savoir comment prouver le coup de bélier dans un système d'alimentation en eau, vous devez connaître le diamètre et le matériau du tuyau, ainsi que le degré de compressibilité de l'eau. Tous les calculs sont effectués après avoir établi le paramètre de densité de l'eau. Il diffère par la quantité de sels dissous. La détermination de la vitesse de propagation d'un coup de bélier se fait selon la formule c = 2L / T, où:

• c - désignation de la vitesse de l'onde de choc;
• L est la longueur du pipeline;
• T est le temps.

La simplicité de la formule permet d'identifier rapidement la vitesse de propagation d'un choc, qui, en fait, est une onde avec des oscillations d'une fréquence donnée. Et maintenant, comment connaître les fluctuations par unité de temps.

Pour cela, la formule M = 2L / a est utile, où:

• M est la durée du cycle d'oscillation;
• L est la longueur du pipeline;
• a - vitesse de l'onde en m / s.

Pour simplifier tous les calculs, la connaissance de la vitesse de l'onde de choc à l'impact pour les tuyaux constitués des matériaux les plus courants permettra:

• acier = 900-1300 m / s;
• fonte = 1000-1200 m / s;
• plastique = 300-500 m / s.

Vous devez maintenant remplacer les valeurs de la formule et calculer la fréquence d'oscillation du coup de bélier dans la section d'alimentation en eau d'une longueur donnée. La théorie des coups de bélier aidera à prouver rapidement l'occurrence du phénomène et à prévenir les risques éventuels lors de la planification de la construction d'une maison ou du remplacement de la plomberie, du système de chauffage.

La nature du coup de bélier

Il n'est pas difficile de caractériser ou de décrire un coup de bélier dans un système d'alimentation en eau, une imagination de travail et une connaissance minimale de la physique y contribueront. Imaginez comment l'eau circule dans un pipeline, elle se déplace à une certaine vitesse et exerce une pression de 2-3 atmosphères sur les parois du tuyau.

Mais soudainement, un obstacle se présente sur le chemin de l'écoulement de l'eau, il peut être:

• La légèreté est un sas résultant d'un mauvais fonctionnement du système d'alimentation en eau, de sa conception illettrée, etc. (tout le monde sait que vous devez ouvrir les vannes dans les systèmes de plomberie afin de libérer de l'air avant de fournir de l'eau, nous parlons généralement de systèmes de chauffage).
• Les vannes d'arrêt sont un élément de vanne ou une vanne à bille qui ferme le tuyau afin d'arrêter l'eau et d'empêcher son écoulement ultérieur dans le système d'alimentation en eau. Chaque système de chauffage et autres systèmes d'alimentation en eau sont équipés de tels robinets dans certaines zones.

Face à un tel obstacle, le débit d'eau ne peut pas réduire instantanément sa vitesse, ce qui signifie qu'à la même vitesse dans une certaine zone, il y a une tentative d'augmenter le volume de liquide, c'est-à-dire un brusque saut de pression. Dans une telle situation, le tuyau est testé pour sa résistance par une élévation colossale des atmosphères et peut ne pas résister.

Il en découle qu'un coup de bélier dans une canalisation est une cause fréquente de sa destruction, et plus le système d'alimentation en eau dure longtemps, plus il devient vulnérable, en particulier dans le cas de canalisations métalliques sujettes à la corrosion.

Méthodes de protection de base

Pour protéger les matériaux, l'équipement et les communications contre les coups de bélier, les méthodes suivantes sont utilisées:

1. Installation de thermostats avec shunt intégré;
2. Inserts en plastique;
3. Installation de dispositifs à membrane;
4. Contrôle des modes de fonctionnement de la pompe en fonction des données du capteur de pression dans le système;
5. Mesures préventives générales.

Les thermorégulateurs avec shunt intégré sont installés en tant que vannes d'arrêt. Un shunt est un tube de petit diamètre qui laisse passer l'excès de liquide de refroidissement lorsque la pression augmente.

Les éléments en acier sont le plus souvent susceptibles d'être détruits par les coups de bélier en raison de la rigidité de la structure, de l'absence d'effet d'amortissement des chocs. Pour créer un amortisseur, de petites sections de tuyaux en polymère sont souvent découpées, qui ont une bonne flexibilité. En cas de coup de bélier, ils compensent la force de choc en se pliant, sans être endommagés.

Les accumulateurs hydrauliques et les vases d'expansion font également un bon travail d'augmentation de la pression, prenant en charge l'excédent. La membrane, en caoutchouc ou en polymère, se plie, comprime l'air dans la chambre à air. L'eau provenant du chauffage pénètre dans l'espace vacant, la pression totale dans le système diminue.

Les pompes de circulation sont équipées d'un système de contrôle de la pression. Le capteur surveille la pression de l'eau dans le réseau. Lorsque la valeur est augmentée, il émet une commande pour diminuer la vitesse de la pompe. Ce système est applicable aux pompes avec contrôle de fréquence de la vitesse de rotation de la roue.

Mesures préventives générales pour éviter les coups de bélier et leurs conséquences:

• Effectuer un contrôle en douceur des vannes d'arrêt;
• Allumez les pompes à basse vitesse;
• Vérifier les performances des bouches d'aération et des soupapes de sécurité;
• Purger régulièrement l'air de l'équipement en temps opportun;
• Effectuer régulièrement une inspection visuelle de l'intégrité des éléments structurels du chauffage;
• Surveillez l'intégrité de la membrane expansée.

Le coup de bélier est un phénomène fréquent et dangereux dans les réseaux de chaleur. Leur prévention en temps opportun évitera les dommages aux communications et aux équipements de chauffage, préservera leur intégrité et leurs performances.

Les propriétaires d'appartements privés et de maisons entendent souvent des coups forts et distincts dans le pipeline de chauffage équipé. Beaucoup ne prêtent pas l'attention voulue à ce phénomène, mais l'issue de la situation peut être très différente. Les spécialistes doivent souvent corriger les résultats de la destruction de pièces importantes.

Dans certains cas, des blessures aux résidents sont possibles. Les coups de bélier dans le système de chauffage équipé sont la principale cause de la plupart des pannes et de la destruction des équipements de chauffage. Une solution de haute qualité et opportune de ce problème est d'une grande importance pour le fonctionnement stable et sans problème du système.

Conséquences classiques d'une urgence

Protection des systèmes de chauffage contre les coups de bélier

Le coup de bélier est un phénomène qui se produit dans un pipeline lorsque la vitesse du fluide change rapidement. Les coups de bélier se caractérisent par des augmentations et des diminutions instantanées de la pression, ce qui peut entraîner la rupture de la canalisation. La probabilité de coups de bélier augmente avec une augmentation de la puissance des sources de chaleur, une augmentation des diamètres et de la longueur des réseaux de chaleur, et lorsque le réseau est équipé de régulateurs, vannes et vannes.

Les causes des coups de bélier sont: l'arrêt brutal des pompes d'une source de chaleur ou d'une station de pompage lorsque l'alimentation électrique est coupée; mise en marche soudaine des pompes; ébullition du liquide de refroidissement dans la chaudière en cas de diminution du débit du liquide de refroidissement et condensation ultérieure; fermeture rapide des vannes de régulation et des vannes d'arrêt au niveau de la source de chaleur, des stations de pompage et du réseau de chaleur.

La protection contre les coups de bélier peut être assurée par l'utilisation d'un certain nombre de dispositifs spéciaux.

Dans les stations de pompage, il peut être recommandé d'installer une cloison antichoc entre les canalisations de retour et d'alimentation avec un clapet anti-retour installé dessus (Fig. 1). En cas d'arrêt brutal des pompes, lorsque la pression dans la canalisation de retour dépasse la pression dans l'alimentation, le clapet anti-retour sur la cloison antichoc s'ouvre, ce qui conduit à l'égalisation des pressions dans les canalisations et à l'atténuation du choc. vague.

Dans les chaufferies, pour éviter les coups de bélier, on utilise des sas d'eau qui sont connectés au collecteur de retour. Le sas d'eau est un "tuyau dans un tuyau" installé verticalement avec une hauteur d'environ 3 m au-dessus de la tête dans le collecteur de retour. Le tuyau intérieur du joint hydraulique est découpé dans le collecteur de retour du réseau de chauffage, le tuyau externe sert à recevoir la libération du liquide de refroidissement lorsque le joint hydraulique est déclenché et est relié soit au réservoir de réception, soit au système d'égouts.

Figure. 1. Schéma du cavalier antichoc:

1 - pompe; 2 - cavalier antichoc; 3 - clapet anti-retour; 4 - réseau de chaleur; 5 - consommateurs de chaleur

Le système pour assurer la fiabilité et la protection comprend également des vannes de sécurité et de contrôle (ZRK) RK-1 avec des régulateurs du type RD-3a à trois soufflets et des vannes à impulsion IK-25 pour l'arrêt d'urgence de la chaufferie du système. De plus, les systèmes de défense aérienne sont équipés de régulateurs RD-3a à simple soufflet, ce qui permet de réguler la pression de l'eau d'alimentation dans les conduites d'alimentation et de retour (Fig. 2). Le système utilise une automatisation hydraulique dont le fonctionnement ne dépend pas de la disponibilité de l'électricité. En cas de panne de courant et d'arrêt soudain des pompes, la pression devant la pompe augmente, ce qui entraîne le fonctionnement de la vanne d'impulsion IK, en conséquence, les régulateurs RK-1 se ferment, coupant la chaudière. équipement de la salle. Le coup de bélier est éteint suite à l'actionnement du joint hydraulique. La combinaison de protection «Hydrozatvor-ZRK» assure la protection des équipements de chaudière, du réseau de chauffage et des systèmes de chauffage.

Figure. 2. Schéma d'installation des dispositifs de protection:

1 - pompe; 2 - régulateur RD-3a; 3 - chaudière; 4 - vanne à impulsions IK-25; 5 - vanne RK-1; 6 - joint hydraulique; 7 - consommateurs de chaleur

Les éléments suivants peuvent être utilisés comme dispositifs de décompression à grande vitesse pour les systèmes d'alimentation en chaleur: un joint hydraulique, une soupape de décharge de la conception SKV VTI, des membranes convexes éclatantes, des membranes plates éclatantes, une soupape de décharge de la conception Soyuztekhenergo.

Avec une pression dans la conduite de retour comprise entre 0,1 et 0,25 MPa, il est préférable d'installer un joint hydraulique. Si la pression dans la conduite de retour est supérieure à 0,25 MPa, il est possible d'installer une soupape de décharge dans les pompes du réseau avec un moteur électrique ayant un moment de rotation supérieur à 150 kg x m2 (par exemple, les pompes du SE2500-180, Type 20D-6, etc.). Lorsque la pression dans la conduite de retour est supérieure à 0,25 MPa, pour les pompes réseau avec moteurs électriques ayant un moment de rotation inférieur à 150 kg x m2, il est plus conseillé d'installer des dispositifs de sécurité à membrane avec un temps de réponse d'environ 0,05 s.

Modernisation d'une vanne thermostatique

Cet accessoire est un tube compact. Le jeu final peut varier de 0,2 à 0,6 millimètre. Le shunt est monté dans le sens du fluide en circulation. La tâche principale de la pièce est de réduire progressivement la pression lorsque des surcharges sont détectées. Lors de la conception de systèmes autonomes, la méthode de manœuvre est nécessairement utilisée, car ce n'est que dans ce cas qu'il est possible de protéger le nouveau pipeline contre la rupture.

Cet effet est dû à la présence de rouille et d'autres débris dans les tuyaux usés, ce qui constitue un obstacle sérieux à l'obtention du résultat souhaité. C'est pour cette raison que lors de l'utilisation du shunt à la sortie même du circuit de chauffage équipé, il est conseillé d'installer des filtres à eau de haute qualité.

Les raisons

Qu'est-ce qui pourrait causer ce problème? Considérez les causes des coups de bélier dans le système de chauffage:

1. Ouverture ou fermeture brusque des vannes d'arrêt.
2. Aérer le système.
3. Changement rapide du mode de fonctionnement de la pompe - démarrage ou arrêt.
4. Rétrécissement ou flexion du tuyau.

Des actions brusques avec des éléments d'arrêt (ouverture ou fermeture) provoquent un changement rapide de pression à l'emplacement de l'équipement. Lors de la fermeture, la pression sur la vanne et ses éléments de liaison augmente. Souvent, les joints des raccords filetés, les joints entre les brides et à pression accrue détériorent également les éléments de l'équipement d'arrêt.

Lorsqu'une ouverture brusque se produit, l'eau rapidement, prenant de la vitesse, se déplace vers la zone de pression réduite située derrière la vanne. Dans cette situation, les sections situées après l'armature sont endommagées. En particulier, les endroits les plus résistants aux fluides sont sensibles aux chocs hydrauliques - coudes de tuyaux, dispositifs de chauffage (batteries, convecteurs, etc.).

Causes d'un coup de bélier

L'air dans le système peut être le résultat d'une mauvaise configuration et d'erreurs d'installation. En raison d'une installation incorrecte, la pente requise des communications est absente, des «sacs» et des «zones mortes» apparaissent. La congestion de l'air se produit souvent dans ces zones.

L'eau s'arrête devant le bouchon d'air et la pression commence à s'accumuler. Le liquide de refroidissement commence lentement à comprimer le volume d'air et, lorsqu'il atteint un certain niveau de pression, brise la barrière. Ensuite, il circule vers la zone de basse pression, endommageant les éléments et les composants du système.

Lorsque le tuyau présente de fortes rétrécissements, cela affecte également le fait que le liquide de refroidissement prend de la vitesse. Le calcaire et d'autres dépôts peuvent entraîner une diminution de l'alésage. Le rétrécissement du tuyau doit être lisse et s'étendre sur toute sa longueur.

Le mode de la pompe de circulation affecte également la survenue possible de coups de bélier dans le système de chauffage. Les chocs se produisent souvent au démarrage de la pompe (en particulier à haute vitesse). Pour autant, l'eau prend de la vitesse et circule à travers les communications qui avaient auparavant une pression hydrostatique. Au démarrage, la pression du fluide devient dynamique, ce qui augmente sa vitesse.

À l'arrêt, la pompe de circulation est un obstacle naturel sur le trajet du liquide de refroidissement. La pression devant elle augmente, il y a un écoulement d'eau à travers la roue.

Les coups de bélier sont considérés comme un phénomène courant dans les systèmes de chauffage à vapeur. Les raisons de leur apparition sont divers états de vapeur et de liquide. Par conséquent, les communications des systèmes à vapeur sont en métal, à partir de matériaux durables.

Brève description

Un coup de bélier très courant dans un système de chauffage de haute qualité bien équipé est une sorte de phénomène basé sur les normes de la dynamique de diverses substances. La manifestation elle-même diffère en ce que, avec un changement périodique de la vitesse de mouvement de l'écoulement du fluide de travail, une augmentation de la pression est observée. L'eau agit comme le principal caloporteur, dont le principal indicateur est l'incompressibilité. Pendant la période de circulation du liquide de refroidissement chargé à travers les canalisations et les éléments chauffants, divers obstacles hydrauliques peuvent se présenter sur son trajet. Dans la plupart des cas, il s'agit de virages, de changements brusques du diamètre des canalisations, ainsi que de vannes de type d'arrêt et de contrôle.

Dans les conditions défavorables créées, le liquide de refroidissement peut endommager les éléments qui présentent une forte résistance hydraulique à l'écoulement. Il peut s'agir de convecteurs, de coudes de tuyaux, de divers appareils, de radiateurs et même d'échangeurs de chaleur de chaudière.

Un accident peut bien survenir à la suite d'une usure progressive de la structure de commande et de ses éléments, ou à la suite de l'impact soudain d'une forte augmentation des performances. Dans toutes les situations, les conséquences d'un coup de bélier entraînent un gaspillage de matière pour éliminer la fuite. Afin de ne pas vous retrouver dans une telle situation, il faut comprendre les raisons de base de la formation d'un coup de bélier.Les conséquences d'un accident sont toujours imprévisibles, allant de la panne la plus courante de la pompe de circulation à l'inondation à grande échelle de toute la maison. Tout dépend de la qualité et de la puissance du système.

Les conséquences les plus courantes de l'exposition aux coups de bélier

Effets

Avec une exposition répétée à une pression élevée, qui se produit à la suite d'un coup de bélier, même des systèmes très fiables peuvent perdre leur étanchéité. La rupture du pipeline peut également se produire à la suite d'un coup de bélier unique mais puissant.

En raison de cet impact, l'alimentation en eau des installations auxquelles la conduite d'eau est raccordée est complètement arrêtée. Malheureusement, les conséquences de ce phénomène ne se limitent pas uniquement au manque d'eau dans le robinet.

Si une rupture de tuyau se produit dans un immeuble d'habitation, après la rupture de la conduite et l'entrée de liquide dans le logement, la propriété des propriétaires de l'appartement, ainsi que les voisins à l'étage inférieur, seront endommagés.

Si la conduite d'eau principale se brise, par laquelle toute la zone de la ville est alimentée en eau, l'accident peut déjà être considéré comme une urgence.

À la suite d'un tel incident, les résidents de dizaines d'immeubles d'appartements se retrouveront non seulement sans eau potable, mais également sans égouts, car toutes les cuvettes de toilettes sont alimentées par un tuyau d'alimentation en eau froide. Il est également peu probable que l'utilisation d'une douche, même avec un tuyau d'eau chaude intact, fonctionne.

Si une conduite d'eau chaude est endommagée à la suite d'un coup de bélier, cet incident, en plus des dommages matériels, peut entraîner de graves brûlures. La dépressurisation du système de chauffage peut être particulièrement dangereuse, dans laquelle le liquide de refroidissement est toujours sous une pression importante et la température du liquide est supérieure à +70 degrés.

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Les conséquences des coups de bélier dans les canalisations de gros diamètre dans la ville peuvent également être très graves. Outre les blessures éventuelles que peuvent subir les piétons proches du lieu de l'accident, une fuite importante de liquide entraîne très souvent une paralysie du tronçon routier, notamment lorsque des passagers sont transportés sur ce tronçon par des véhicules à traction électrique.

Les conséquences de la survenue d'un coup de bélier peuvent entraîner des dommages importants, il est donc si important d'apprendre à éviter l'apparition d'une forte augmentation de la pression dans les canalisations.

Chevauchement progressif du système

C'est l'une des exigences les plus importantes lors du démarrage puis de l'arrêt d'une installation de chauffage. Tous les paramètres optimaux sont décrits en détail dans les documents d'accompagnement de base. La raison entière est que l'énergie accumulée du coup de bélier, en raison de la résistance accrue des parois du tuyau, peut ne pas agir avec toute sa puissance.

Cette fonction est obtenue grâce à une flexion ultra-rapide dans la direction souhaitée. Avec une force d'impact finale égale, l'indicateur de puissance de l'influence sur une certaine section du système diminuera considérablement. Grâce à une mise en marche en douceur, les spécialistes peuvent augmenter considérablement le taux de montée en pression dans le temps, minimisant ainsi le risque d'endommagement du système de chauffage d'un chalet ou d'un immeuble d'appartements.

Comment éviter le problème?

Pour réduire l'intensité et neutraliser l'effet de la surpression, une protection compétente du système d'alimentation en eau vous aidera.

Les mécanismes de protection des systèmes autonomes contre les coups de bélier visent dans la plupart des cas à lisser la force du débit massique d'eau

Pour éviter la création d'une surpression ponctuelle et permanente, à la fois dans une section séparée du circuit et dans l'ensemble du système dans son ensemble, un certain nombre de mesures de base sont utilisées.

Option 1. Superposition douce du système

C'est l'une des principales exigences lors du démarrage et de l'arrêt des réseaux de canalisations, qui est clairement énoncée dans les documents réglementaires.

Le fait est que l'énergie d'un coup de bélier, en raison de l'élasticité des parois du tuyau, n'agit pas simultanément avec toute sa force. En raison de la compensation des déformations élastiques, il est divisé en plusieurs intervalles de temps.

Par conséquent, avec la même force d'impact totale, la puissance d'impact à un certain moment diminuera considérablement. Au moyen d'un démarrage progressif, le processus de montée en pression peut être prolongé au fil du temps, minimisant ainsi les dommages importants au système.

Lors du choix des vannes d'arrêt, la préférence doit être donnée aux produits qui ont un écart relativement grand de coupure d'eau

Des grues, dont la conception prévoit un grand espace jusqu'à la fermeture de l'eau, sont installées au stade de l'installation de l'équipement.

Option 2. Application d'appareils automatiques

Les automatismes doivent être réglés pour corriger en douceur la pression statique dans le système. L'installation de pompes avec changement automatique du nombre de tours ou d'unités à commande électronique, équipées de convertisseurs de fréquence intégrés, aide à obtenir l'effet souhaité.

L'utilisation de systèmes automatiques vous permettra de contrôler le débit de liquide, ainsi que de lire les lectures de sa pression dans la canalisation

Les pompes équipées d'un contrôle automatique de la vitesse du moteur électrique sont capables d'augmenter / diminuer en douceur la pression dans le système. Dans ce cas, le logiciel effectue simultanément deux tâches: surveille le changement de pression dans le système d'alimentation en eau et régule automatiquement la pression.

Galerie d'images

Photo de

Accumulateur hydraulique contre les coups de bélier

Action du réservoir à membrane

Réservoir à membrane pour chauffage fermé

Station de pompage supplémentaire

Les batteries gargouillent

La raison suivante du bruit dans les tuyaux de chauffage métalliques est l'air. Si quelque chose bouillonne et bouillonne constamment dans la batterie, comme dans l'estomac d'une vache malade - lui, chérie. L'isolation phonique des tuyaux de chauffage, même si elle était réalisée, ne donnerait rien - le son sera entendu à travers les parois du radiateur.

Êtes-vous au dernier étage d'une maison avec une sortie inférieure (lorsque les tuyaux d'alimentation et de retour de chauffage sont situés au sous-sol)? Recherchez ensuite un robinet Mayevsky sur le radiateur ou un cavalier entre les pièces adjacentes - un appareil qui aide à libérer l'air.

Dans tous les autres cas, il vaut la peine de rechercher une contre-pente (bien sûr, si le système de chauffage fonctionne normalement à tous les autres égards, à l'exception du bruit). Un radiateur suspendu avec une inclinaison ou une section d'alimentation, qui est plus basse à la colonne montante qu'à proximité de la batterie elle-même - c'est ce que vous devez réparer, et très probablement en été - il est difficilement possible d'arrêter le système de chauffage en hiver pendant une longue période, en particulier dans le climat rigoureux de la Sibérie ou de l'Extrême-Orient serait une bonne idée.

Moyens de prévenir les coups de bélier

Immédiatement après l'installation ou la révision du système de chauffage, il faut prendre soin d'éviter les coups de bélier. Ceci peut être réalisé à l'aide de la configuration correcte de l'opération de contour. Si cela est fait correctement, vous minimiserez les conséquences des erreurs d'installation ou de mise en page pour l'ensemble du système.

Si vous envisagez de mettre à jour et d'améliorer le chauffage de la maison, il vaut la peine de choisir des composants et des consommables durables et résistants à l'usure. Dans ce cas, vous devez faire attention aux caractéristiques de performance des pièces.

Afin d'éviter une forte augmentation de la pression dans les tuyaux, le circuit de chauffage doit être complété par des dispositifs de compensation - des accumulateurs hydrauliques. Ils absorbent l'excès d'eau, évitant les blocages et la formation de coups de bélier.

De plus, une pompe électrique est un dispositif pratique pour contrôler le niveau de pression à l'intérieur du système. Il permet à l'eau d'être introduite progressivement dans la canalisation, en ajustant la pression en cas de moindre fluctuation de pression.

Nous avons donc parlé des principales causes et conséquences des coups de bélier dans les pipelines. Nous espérons que ces informations vous aideront à éviter d'éventuels problèmes et coûts matériels.