Воздух в системе холодного водоснабжения. Причины появления и методы удаления воздуха в системах горячего водоснабжения домов

Воздушные пробки в водоподающих магистралях приводят к нарушению однородности водного потока, что вызывает гидроудары и ведет к скорому износу труб и фасонных элементов. Чтобы избежать деформации водопровода, нужно знать, какими способами можно ликвидировать скопления воздуха в полости трубопровода.

Основные причины воздушных пробок

При возникновении воздушных пробок следует проверить герметичность соединений

Возникновение пузырьков в водоподающих магистралях связано с внутренней физико-химической реакцией или проникновением извне. В первом случае происходит выход газа из самого водного потока, ведь в 1000 литров воды растворено примерно 30 граммов воздуха. Высвобождение газообразной субстанции происходит быстрее, если жидкость течет медленно, и если она нагрета. Именно по этой причине в трубах горячего водоснабжения пустоты и каверны возникают намного чаще. Во втором случае в магистральные сети просачивается воздух из внешней среды.

Основные причины появления воздуха извне в системе водоснабжения частного дома:

при снижении уровня жидкости воздух может подсасывать через невозвратный клапан;
плохо обтянуты фитинговые элементы с уплотнительными деталями из резины, происходит разгерметизация на стыках;
воздух в водопроводных коммуникациях не удален с первого пуска системы.

В вертикально направленных трубах воздух поднимается вверх либо рассасывается по всей полости. В горизонтальных – скапливается в наиболее высоких местах, что неблагоприятно для всей системы.

Разрушение воздушных пузырей происходит при скорости передвижения потока от четверти метра в секунду. Если она меньше, пробки могут оставаться на одном месте продолжительное время.

Опасность воздушных пузырей в трубопроводе

Гидроудар способен разорвать трубу

Пузырьки, особенно большие, способны разрушить даже крепкие элементы магистрали. Основные неприятности, которые они доставляют владельцам частных домов:

Накапливаются в одних и тех же участках, приводя к поломкам трубных отрезков и переходников. Также они представляют опасность для поворотных и извилистых трубных отрезков, где воздух задерживается.
Разбивают водяной поток, что неудобно пользователю. Краны все время «выплевывают» воду, вибрируют.
Провоцируют гидравлические удары.

Гидроудары приводят к образованию продольных трещин, из-за чего трубы понемногу разрушаются. По прошествии времени в месте растрескивания труба ломается, и система перестает функционировать. Поэтому важно обустроить дополнительные элементы, позволяющие быстро избавляться от опасных пузырей.

Как избавиться от воздуха в водопроводе

Если воздушные пузыри мешают работе трубопровода, но стравливающие элементы еще не установлены, отключите насосную станцию, качающую воду из скважины. Затем откройте все сливные краны и осуществите сброс воды вместе с пузырьками из сети. После этого подключите напорное оборудование и пустите водный поток.

Избавиться навсегда от воздушных пробок в водопроводе частного дома помогут аппараты для стравливания и спуска:

механические клапаны, например устройство Маевского;
шаровые краны и вентили;
автоматические воздухоотводчики.

Стравливать воздух при помощи запорной арматуры приходится вручную, что довольно трудоемко. Поэтому лучше выбрать альтернативные варианты.

Механический клапан

Устройство не отличается сложностью, но прибор способен быстро и эффективно избавить магистраль от пузырей. Принцип действия механического клапана следующий:

Полый цилиндр с крышкой, в которую вмонтирована резьбовая заглушка, подключается к водопроводу резьбовым соединением.
Внутри цилиндрической коробки подвешен пластмассовый шарик-поплавок. Когда в трубопроводе только вода, поплавок поднимается к заглушечному отверстию, и, благодаря напору водного потока, плотно перекрывает его.
Как только в устройство просачивается воздух, шарик уходит вниз и стравливает воздушную пробку.

Приборы, способные убрать воздух, монтируются в наиболее высоких, поворотных и изогнутых местах магистрали – там, где высок риск воздушных скоплений.

Автоматический воздухоотводчик

Автоматы для устранения воздуха из водопроводных сетей бывают трех типов:

поплавковые клапаны;
приборы пускового действия;
устройства комбинированного типа.

При выборе отводчика смотрят на объем потенциальных пробок, рабочее давление в сети и качественные показатели воды. Эти данные можно найти в техническом руководстве прибора. Не следует брать автомат с максимальной мощностью. При работе на минимуме он скорее износится.

Самодельный накопитель воздуха

Автоматические устройства не всегда справляются с отводом воздуха в загородных домах. Обычно в таких магистралях воздушных пузырьков очень много, вода фонтанирует из клапанного устройства.

Вместо автомата для сброса воздуха ставят накопитель, представляющий собой бачок с трубкой и краником.

Прибор можно соорудить своими руками. Для эффективной работы сечение воздухонакопителя должно быть в пять раз больше аналогичного показателя трубопровода. Накопитель монтируется в самой высокой точке водоносной коммуникации.

При монтаже водоподающих сетей в загородном коттедже важно предусмотреть установку приборов для ликвидации воздуха. Они защищают работающую систему от гидроударов и быстрого разрушения.

Вода нужна на даче, в огороде или в саду на протяжении всего теплого периода, но не везде имеется магистральный водопровод. Поэтому для получения воды иногда пробуривают скважину, в работе которой бывают определенные проблемы. Например, когда некоторое количество воздуха появляется в воде из скважины, в результате чего работа насоса сбивается, а следовательно, подача воды прерывается, падает давление и возникают другие сложности. Все это снижает качество подаваемой воды, сокращает срок работы насоса и всех шлангов.

Что собой представляет кавитация

Появление различного количества пузырьков воздуха в потоке воды (прерывание потока воды) называют кавитацией. Бывает это при сильном снижении давления, которое может происходить по различным причинам. В этом случае количество и объемы пузырьков могут увеличиваться и объединяться, в результате чего появляются довольно большие объемы воздуха, которые располагаются в потоке воды.

Разрушение таких воздушных пустот и пузырьков происходит только под воздействием очень высокого давления. Во время такого процесса, который происходит очень быстро, появляется своеобразное шипение. Оно всегда сопровождает кавитацию.

Обычно процесс образования пузырьков (кавитация) происходит в скважинах глубиной больше 8 метров под воздействием высокого давления и длинных труб.

На такой глубине вода начинает переходить в газообразное состояние, и поток воды наполняется воздухом.

Чаще всего этот процесс появляется в водных источниках, имеющих телескопическое строение. Это означает, что скважина состоит из нескольких отрезков труб (от 2 до 4-5), каждая последующая меньше, чем предыдущая. Вспомните детский раскладывающийся телескоп (строение у них одинаковое).

Телескопическая труба

Как только в водном потоке начнут появляться воздушные пузырьки и пустоты, нужно начинать действовать, поскольку в результате кавитации могут возникнуть вибрация, гидравлические удары, что в свою очередь приводит к снижению напора воды, уменьшению производительности насоса, разрушению деталей, их коррозии, а также поломке насосных станций (или просто насосов).

Определить, где возникает образование воздушных пузырьков, довольно сложно без специального оборудования. Но попробуем назвать основные причины, по которым этот процесс возникает, а также требования, которые должны выполняться, чтобы кавитация не появлялась.

Своя скважина в частном доме – это замечательно. Не нужно зависеть от водопровода, а сама вода кажется особенно чистой…

Как устранить кавитацию

Для начала вспомним, что выбор насоса для скважины напрямую зависит от ее диаметра. Для скважины диаметром в 10 см покупают погружной насос, а для меньшего диаметра нужен плунжерный или циркулярный тип насоса. Также нужно знать, что емкость для хранения воды располагают на расстоянии от насоса не меньше пяти диаметров трубы, ведущей от скважины к емкости.

При появлении воздуха в качаемой из скважины воде, нужно провести такие действия. В первую очередь стоит попробовать увеличить диаметр всасывающей трубы.

Избавиться от кавитации можно, если переставить насос поближе к емкости, где собирается вода из скважины.

Образование воздушных пузырьков и пустот в потоке воды зависит количества поворотов в трубе, которая отходит от скважины и идет к емкости с водой. Лучше всего, если на ней будет минимальное количество поворотов, которые должны располагаться в одной плоскости. Особенно нужно избегать изгибов трубы под 90 градусов.

Бурение скважины на участке кажется решением всех проблем с водой. Такие объемы способны покрыть питьевые и…

Поскольку от поворотов трубы избавится полностью довольно сложно или практически невозможно, то лучше всего, если они будут иметь угол наклона от 30 до 45 градусов. Такое решение позволяет уменьшить вихревые процессы, а также увеличивает диаметр всасывающей трубы и помогает уменьшить кавитацию. Кроме того, если имеются отводы небольшого диаметра, то их лучше заменить на несколько больший размер. Также желательно произвести замену труб жесткого типа на гибкий.

Шиберная задвижка

Для устранения сильной кавитации, вызывающей необратимые последствия и, соответственно, разрушения, стоит убрать обратный клапан, поставить шиберную задвижку, а всасывающую часть трубы заменить трубой с гладкой поверхностью, что помогает снизить давление. Основной часть шиберной задвижки является кусок стальной пластины, который при помощи штока с приводом полностью отсекает поток воды. Чтобы облегчить работу с таким типом задвижек, привод делают электрическим, механическим или пневматическим. Конечно, производится и ручной привод, но для его использования требуется некоторая физическая сила.

Поскольку образование пузырьков и воздушных пустот можно победить высоким давлением, которое намного выше атмосферного, то можно усилить давление всасывающей силы насосной станции за счет дополнительного подключения бустерного насоса, увеличения уровня воды в емкости и понижением уровня расположения насоса. Чтобы понизить уровень расположение насоса, выкапывают небольшой приямок, ширина и длина которого позволить поставить насосную станцию или насос, и чтобы оставалось место для удобного обслуживания.

Дно приямка обязательно выравнивают, уплотняют, а кроме того, его можно отсыпать небольшим слоем щебенки или песка. Это нужно для того, чтобы земля не приставала к подошве обуви и к металлическим основаниям насоса.

Другие причины появления пузырьков воздуха в воде

Все перечисленные выше причины кавитации (образования воздушных пузырьков и пустот в потоке воды) возникают при работе аппаратов, имеющих усиленную мощность и при потреблении больших объемов воды. И это отнюдь не полный список, из-за чего появляется кавитация, а поэтому продолжим говорить на эту тему.

Если скважина на даче или в саду используется только в теплое время года или она требуется только для получения не слишком больших объемов воды, то бывает несколько моментов, при которых в воде из скважины может появиться воздух.

При подготовке насоса или насосной станции к работе обязательно обращают внимание на сальники. Это так называемые прокладки, которые применяются для уплотнения соединения насосов, и не допускают попадания воды в мотор насоса. Они представляют собой шнур, сплетенный из нескольких хлопчатобумажных, асбестовых или лубяных волокон и имеющий квадратное сечение. В середине такого сальника имеется сердечник из свинца, но в него могут также быть вплетены 4 проволоки из свинца. Старые и изношенные сальники мешают в работе насосов. В результате негерметичности таких соединений в нагнетательный отдел насоса просачивается воздух, и он идет с потоком воды.
Появление воздушных пузырьков может происходить за счет подсоса на отрезке трубы, находящейся в скважине. В этом случае проводят полную замену труб на этом участке, а также всех сопутствующих деталей.
Также кавитация может появляться, если не хватает воды в слое, до которого вырыта скважина. При таких условиях обычно существует два варианта избавиться от воздушных пузырьков в потоке воды. Для начала можно попробовать снизить объемы выкачиваемой воды. Но если нехватка жидкости становится проблемой, то стоит задуматься над новой скважиной. Главное в этом деле, найти на своем участке полноценный водоносный слой с достаточным запасом воды хорошего качества. А для этого лучше все-таки обратиться к специалистам, поскольку поиск источника и работы по бурению довольно затратные и отнимают много сил. Подробнее о том, как выбрать удачное место для , можно узнать .

В водоснабжающих сетях воздушные скопления нарушают постоянство и однородность потока жидкости (воды), а также могут вызвать ускоренную коррозию трубопроводов и фитингов. Поэтому очень важно бороться с образованием воздушных пробок и пузырьков. В напорных системах такой газ либо выходит из самой воды, либо заносится из атмосферы при неполной герметичности контура.

Правильно рассчитанный проект и его грамотное исполнение полностью исключают засасывание воздуха, а также не дают ему шанса скопиться в конкретных, постоянных местах (изгибах, поворотах или изломах трубопроводов). Что касается самой жидкости, то на каждую тонну ресурса приходится около 30-ти граммов воздушной смеси. Соответственно, воздух в системе водоснабжения тем активней высвобождается, чем меньше давление и выше температура.

Причины воздушных пробок в трубах

Такой побочный продукт содержит примерно 32% кислорода, то есть здесь окисляющего вещества на треть больше, чем в атмосфере. Свободно выраженная форма этих скоплений неодинакова. Сферическими можно считать лишь пузырьки до 1 мм. Большее количество может иметь эллипсоидную или грибовидную топологию. На вертикальных участках стояков водоснабжения воздушно-газовые включения поднимаются вверх или пребывают во взвешенном виде. В горизонтальных трубопроводах они всегда «прилипают» к стенкам в наивысшей точке, что может создать кондиции для активного ржавления труб

Когда скорость воды начинает превышать ½ м/с, воздушные скопления начинают двигаться вместе с ней. Если жидкость течёт в контуре быстрее 1 м/с, то воздух в системе водоснабжения разрывается на мельчайшие капсулы и создаётся некая эмульсия из газа и жидкости. Практические наблюдения выявили, что минимальная скорость разрушения подобных скоплений в водопроводе около ¼ м/с. При меньшей интенсивности прохождения потока воздушные пробки в состоянии держаться продолжительное время в одних и тех же участках, что нежелательно.

Воздушно-газовая смесь может не только высвобождаться из воды, но и взаимодействовать с ней, а при необходимой скорости полтока - разрушаться или выходить наружу.

Для избавления от воздушных скоплений применяют различные приборы спускного/стравливающего характера. Это и автоматические спускники воздуха, и механические клапана (к примеру, "клапан Маевского"), и обычная запорная арматура (вентиля, шаровые краны). Стандартный регулятор такого рода выполнен в виде цилиндрической оболочки с плоской крышкой. В центре последней смонтирована резьбовая заглушка с отверстием в 3-5 мм. Внутри корпуса помещается шар-поплавок из полимера или пробки. Когда воздуха в трубах нет, этот элемент плотно запирает отверстие в крышке под действием сетевого давления. Если в приборе появляется воздушное скопление, то шар на какой-то момент падает и позволяет данной смеси выйти через отверстие в крышке.

Спускники воздуха в состоянии выполнить также и обратное действие – ввести в напорную сеть некоторое количество кислорода. Это бывает случайно или необходимо при быстром сливе ресурса перед осмотром и ремонтом водопровода.

Чтобы воздух в системе водоснабжения своевременно выводился, следует грамотно устанавливать сбрасывающие его механизмы по нужным точкам. Их монтируют в верхних точках трубопроводов, на изломах или изгибах, так как именно там и скапливается воздушно-газовая смесь.

Трубы водоснабжения созданы для транспортировки воды, поэтому воздуху здесь не место. Тем не менее, воздух попадает в трубы. Почему это происходит и чем опасен воздух в системах водоснабжения частных домов? Можно ли предотвратить его проникновение и как удалить воздух из системы водоснабжения?

Чем опасен воздух в водопроводе

Почему появляется воздух в водопроводе

Существует две причины появления воздуха в системе водоснабжения дома:

Снаружи . Через негерметичные соединения воздух попадает в трубы;
Изнутри . В потоке воды, проходящем по трубам, растворено приблизительно 30 грамм воздуха на 1 тонну воды. Постепенно воздух высвобождается. Чем медленнее течет вода, и чем она горячее, тем процесс идет быстрее. То есть, в системах горячего водоснабжения вероятность появления воздушных пробок выше.

В системах водоснабжения частных домов воздух появляется по следующим причинам:

при падении уровня воды воздух может подсасывать через обратный клапан;
плохо затянуты фитинги с резиновыми уплотнителями;
в горячих системах водоснабжения наблюдается процесс кавитации: образуется пар, пузырьки воздуха собираются в воде, формируя пустоты или каверны;
воздух в трубах водоснабжения остался с первого запуска оборудования.

В воздушных пузырях кислорода на 30% больше, чем в атмосферном воздухе. Этим объясняется высокая окисляющая способность воздуха в системах горячего водоснабжения. Пузыри воздуха могут быть различной формы: сферические – мелкие, не больше 1 миллиметра в диаметре, грибовидные, овальные.

В вертикальных трубах пузыри устремляются вверх или распределяются по всему объему. В горизонтальных магистралях они останавливаются в самых высоких точках, где ведут разрушающую работу.

При скорости воды в трубах более 0,5 метра в секунду пузыри двигаются, не задерживаясь. Когда скорость превышает 1 метр в секунду, пузыри разбиваются на очень мелкие пузырьки. Получается подобие эмульсии из воды и воздуха. Пузыри воздуха в системе водоснабжения частного дома начинают разрушаться при скорости движения жидкости от 0,25 метра в секунду. Если она ниже, пробки могут застаиваться в одних местах довольно долго.

Как избавиться от воздуха в трубах

Если воздух в системе водоснабжения частного дома уже есть, но она не оборудована стравливателями, необходимо:

Выключить насосную станцию.
Открыть все сливные краны, сбросить воду и воздух из системы водоснабжения. После чего трубы заполняются опять.

Удалить воздух из системы водоснабжения можно раз и навсегда с помощью стравливающих или спускных приборов:

механических клапанов типа клапана Маевского;
автоматических воздухоотводчиков;
шаровых кранов;
вентилей.

Устройство механического клапана для сброса воздуха из системы водоснабжения таково: цилиндрическая коробочка, сверху закрывается крышкой, снизу резьба для подключения к водопроводу. Посередине крышки заглушка на резьбе. Внутри цилиндра подвешивается пластиковый поплавок в форме шарика. Если в системе горячего водоснабжения нет воздуха, шарик поднимается к отверстию в заглушке и под давлением сети плотно его закрывает. Как только в устройство проникает воздух, шарик отходит и воздух выводится. Через стравливатели воздух может проникнуть в систему, что бывает полезным при ремонте или осмотре сетей и ускоряет слив воды.

Удаляющие воздух устройства устанавливаются в определенных местах системы водоснабжения: в самых верхних оконечностях, на поворотах или изломах. То есть там, где повышена вероятность скопления воздуха.

Самодельный воздухонакопитель

В сельских водопроводах нередко вперемежку с водой течет воздух. Пользоваться таким водопроводом тяжело и неудобно, а автоматика не всегда справляется: если воздуха очень много, вода переливается фонтаном прямо из клапана. Поэтому вместо автоматического стравливателя для сброса воздуха в системе водоснабжения устанавливают воздухонакопитель . Его можно сделать самостоятельно, это бак с отводной трубкой и краном. Диаметр накопителя должен быть в 5 раз больше диаметра водопроводной трубы, тогда он сможет эффективно работать.

Воздухонакопитель устанавливается в самой верхней точке водопровода там, где удобно стравливать воздух вручную. Баки для скопления воздуха широко используются в многоэтажных домах в системах горячего водоснабжения.

Автоматические воздухоотводчики

Устройства для устранения воздуха из водопроводных систем широко представлены на рынке. Поплавковые клапаны это воздухоотводчики постоянного действия . Они защищают работающую систему от скопления воздуха и газов. Когда давление в системе падает до атмосферного, поплавковый клапан впускает воздух в трубы. Чтобы устранить причину появления воздуха в системе водоснабжения дома дополнительно устанавливается обратный клапан. Есть модели воздухоотводчиков, уже оснащенные обратным клапаном.

Воздухоотводчики пускового действия используются для отвода воздуха во время заполнения системы водой или для запуска воздуха при дренажных работах.

Воздухоотводчики комбинированного действия обладают свойствами обоих описанных ранее устройств.

При выборе воздухоотводчика учитывается объем выпускаемого воздуха. Этот показатель можно найти в характеристиках прибора. Не следует подбирать автоматический воздухоотводчик помощнее. Работая вполсилы, он быстрее износится.

Для корректной работы воздухоотводчика важно рабочее давление в водопроводе и качество жидкости. Если плотность ресурса ниже 960 килограммов на кубометр, устанавливают поплавки специальной конструкции.

Виодеоролик о простейшем воздухоотводчике – клапане Маевского:

Попробую и я описать свою проблему, может какие мысли у кого будут...
Имею насосную станцию в бане, в ней на входе свой обратный клапан и небольшой гидроаккумулятор. Забор воды из колодца протяженностью порядка 20 метров. В колодце свой обратный клапан и сетчатый фильтр. Автоматика на насосной станции включает насос при 1.5 атм и выключает при 4-х. Иногда возникают проблемы с тем, что насос не может добить давление до тех самых 4-х атм, срываясь где-то на 3,8-3.9 и после определенного числа попыток вылетает с ошибкой. Выявить закономерность этого явления не могу. Может вылететь раз в месяц, может 2 раза в день. После длительного простоя проблем нет, скорее при эксплуатации. Воды в колодце достаточно и по уровню и по дебету. Краны водой не "плюются", но завоздушивание насоса и системы периодически происходит. Борюсь с этим делом просто пропустив пару минут воду насосом через сброс (кран сразу за насосом). При этом слышно, что и с системы тоже выходит воздух.
Исключить совсем возможные проблемы с обратным клапаном в колодце не могу (не климатит сейчас туда спускаться...), но по косвенным признакам это маловероятно, т. к. после длительного простоя насоса проблема не наблюдается. Скорее это похоже на подсос воздуха во время работы насоса на предельны режимах (в конце когда разрежение максимальное) через возможные неплотности соединений (например через тот же сальник греющего кабеля).
В общем поиск причины думаю отложить на следующий сезон, а сейчас хочу попробовать побороться со следствиями...
Тут должен сказать, что система водоснабжения у меня не совсем "по-феншую"...
ГВС у меня готовится проточным способом через косвенный теплообменник. Есть бак теплоаккумулятор на 500 литров, в котором две последовательные спирали гофрированной нержавеки (18 или 20мм не помню) греют воду.
В связи с этим системы ХВС и ГВС у меня никак и ни чем не разделены (нету обратных клапанов).
Более того, в системе имеется еще один гидроаккумулятор (литров на 20, точно не помню) общий для холодной и горячей (т.к. нету и предохранительного клапана) воды и стоит практически на входе в теплообменник. Давление воздуха в нем сейчас около 2 атм.
Такая схема сделана не от большого ума, а просто на скорую руку, т. к. еще не вся разводка закончена (мансардный этаж пока просто заглушен). Однако все работает вполне нормально и по холодной и по горячей воде. Этот второй гидроаккумулятор позволяет с одной стороны не дергать насосную при смыве унитаза и с другой обходиться без предохранительного клапана и прыжков давления в ГВС. Специально проверял этот момент. Давление в системе 4 атм., нагреваю теплоаккумулятор до 65С - никаких подвижек манометра на происходит.
Итак, вводные почти все, теперь попробую порассуждать...
1. Поскольку проблема возникает эпизодически, значит мощности насосной станции в нормальном режиме работы достаточно для создания необходимого давления в моей системе (4атм).
2. Эпизодический недобор 0,1-0,2 атм говорит о появлении небольшого количества воздуха (сжимаемая среда) в системе, преодолеть который насос уже не может, продолжая засасывать воздух в систему.
3. Отсутствие "плевков" из кранов говорит о том что воздушных пробок собственно в магистралях нет.
Где же может прятаться воздух и как с этим бороться?.. Как вариант - во втором гидроаккумуляторе (тем боле что и само подключение его сделано несколько коряво, потом сфоткаю).
Как бороться? Повышение/понижение давления воздуха в гидроаккумуляторе, установка сепаратора воздуха перед ним.
Спасибо всем дочитавшим... Буду признателен, если кто-то выскажет свои соображения.