Vízütés jelensége, megelőzése
A vízütés (water hammer) egy hidraulikus lökéshullám, amely akkor keletkezik, amikor a mozgó vízáramot hirtelen megállítják, vagy áramlási irányt változtatnak. Ez a gyors nyomásváltozás ütéseket, csőrázkódást, zajokat és akár csőrepedést, illetve a szivattyú károsodását is okozhatja.
1. A vízütés okai
A vízütés főként az alábbi helyzetekben fordulhat elő:
- Gyors szelepzárás - ha egy csapot vagy szelepet hirtelen elzárnak, az áramló közeg lökésszerűen csapódik vissza.
- Szivattyú hirtelen leállása vagy beindulása - a gyors nyomásváltozás a folyadékoszlop mozgásának hirtelen változását okozza (lásd még: lágy indítás, inverter).
- Légzárványok a csőhálózatban - az egyenetlen áramlás nyomásingadozásokat idézhet elő.
- Hosszú csőszakaszok és nagy vízsebesség - minél nagyobb az áramlás sebessége, annál erősebb lehet a vízütés hatása.
- Nem megfelelő visszacsapó szelepek - ha a visszacsapó szelep túl gyorsan vagy helytelenül működik, akkor a hirtelen sebességváltozás hatására a folyadék vízütést idézhet elő.
2. A vízütés megelőzése
A jelenség elkerülésére többféle megoldás alkalmazható:
- Lassan záródó szelepek használata - csökkenti a hirtelen nyomásváltozásokat.
- Nyomáscsökkentő szelepek beépítése - mérsékli a csővezetékben kialakuló nyomásingadozásokat.
- Megfelelő csőméretezés - nagyobb csőátmérővel lassabb folyadékáramlás érhető el, csökkentve a lökéshullámok erejét.
- Légtelenítő szelepek beépítése - segít a légzárványok eltávolításában.
- Visszacsapó szelep megfelelő kiválasztása - a rugós vagy lassan záródó visszacsapó szelepek csökkentik a folyadék visszacsapódásának erejét.
- Hidrofor tartály alkalmazása - kiegyenlíti a nyomásingadozásokat (lásd még külön Hidrofor bejegyzésünk).
- Inverteres/lágy indítású szivattyú alkalmazása (lásd még külön Inverterek bejegyzésünk).
3. Az inverteres/lágy indítású szivattyúk szerepe a vízütés megelőzésében
Az inverteres (frekvenciaváltós) szivattyúk és lágyindítású szivattyúk jelentősen csökkentik a vízütés kialakulásának kockázatát és mérséklik annak hatását az alábbi módokon:
- Fokozatos nyomásépítés és leállás
- A hagyományos szivattyúk hirtelen indulnak be és állnak le, ami gyors nyomásváltozást okoz.
- Az inverteres és lágyindítású szivattyúk ezzel szemben lassan növelik illetve csökkentik a fordulatszámukat, így a folyadék áramlása fokozatosan áll be, így elkerülhető a lökéshullámok kialakulása.
- Állandó nyomás biztosítása
- Az inverteres szivattyúk folyamatosan igazítják a teljesítményüket az aktuális vízfelhasználáshoz, így nincsenek hirtelen nyomásingadozások, amelyek vízütést okozhatnának.
- Visszafolyás csökkentése
- A szivattyú gyors leállása hirtelen áramláscsökkenést eredményezhet, ami a visszacsapó szelepeknél ütközést okozhat.
- Egy inverteres vagy lágyindítású szivattyú fokozatosan csökkenti a teljesítményét, így a folyadék áramlása lassabban áll le, megelőzve a visszacsapódást.
- Szivattyú és rendszer élettartamának növelése
- A gyakori és hirtelen indítások és leállások nemcsak vízütést okozhatnak, hanem a szivattyú motorját és csapágyait is fokozottan terhelik.
- Az inverteres vezérlés csökkenti az indítási áramlökéseket és a mechanikai kopást, így a szivattyú hosszabb élettartamú lesz.
- A csővezeték védelme
- A csövek, szerelvények és hidrofor tartályok kevésbé vannak kitéve hirtelen nyomásváltozásoknak, ha inverteres vagy lágyindítású szivattyút alkalmazunk.
4. A vízütés hatásainak csillapítása - ha már jelen van
Ha a vízütés már problémát okoz, akkor az alábbi módszerekkel mérsékelhető a hatása:
- Vízütés csillapító eszközök telepítése - speciális rugós vagy légpárnás csillapítók alkalmazása csökkenti a lökéshullámok erejét.
- Nyomáskiegyenlítő tartály beépítése - segíthet a nyomáshullámok elnyelésében.
- Csővezeték megfelelő rögzítése - gumiágyazású rögzítőbilincsek használata csillapítja a csövek rázkódását.
- Szivattyú beállításainak módosítása - a nyomáskapcsoló finomhangolása vagy inverteres vezérlés alkalmazása hatékony megoldás lehet.
5. Összefoglalás
- A vízütés egy veszélyes jelenség, amely csőrepedéshez, szivattyú károsodáshoz és rendszerhibákhoz vezethet, ezért mindenképpen kerülendő.
- Inverteres / lágyindítású szivattyúk a fokozatos indítás és leállítás révén megelőzik a vízütést, valamit stabilizálják a nyomást, ezáltal védve a csőhálózatot és a szivattyút.
