Fűtőrendszer Tichelman hurok: ábra és számítás

A cikk tartalma

• Rendszer Leírás
• Alkalmazási terület
• Hidraulikus adatok
• Kazánház csövek
• Csővezeték rendszer
• Radiátor szerelvények

A hőtechnika egyik legérdekesebb témája a kapcsolódó kétcsöves hűtőfolyadék-ellátó fűtőrendszerek, amelyeket a mesterek között Tichelman-rendszernek hívnak. Eszközük valóban egyedülálló: a rendszer gyakorlatilag nem igényel kiegyensúlyozást, stabil működés jellemzi, ugyanakkor számos hátránnyal is rendelkezik.

Rendszer Leírás

Professzionális körökben a Tichelman hurkot kétcsöves fűtési rendszernek nevezik, amely a hűtőfolyadék elhaladó mozgásával jár. Ez a név teljes mértékben tükrözi a működés lényegét és elvét, a megkülönböztető jellemzők a kétcsöves rendszer hátterében láthatók, a hűtőfolyadék fordított mozgásával, amely szinte mindenkinek ismert.

Képzeljen el egy egyenes vonalú radiátorhálózatot. A klasszikus séma szerint a fűtőegység ennek a sornak a elején helyezkedik el, ahonnan a teljes hálózat mentén két cső követi a forró és a visszatérő hideg hűtőfolyadék bevezetését. Ebben az esetben minden radiátor egyfajta shunt, ezért minél nagyobb a fűtőberendezés távolsága a fűtőegységtől, annál nagyobb a hidraulikus ellenállása a csatlakozás hurkában.

1 – Kétcsöves csatlakozási ábra ellenáramú hűtőfolyadékkal ellátott radiátorokhoz a betáplálásban és a visszatérésben; 2 – kapcsolási rajz Tichelman hurok átmenő csatlakozással

Ha egy radiátor sorozatot egy gyűrűbe gördítünk, akkor annak mindkét széle a hőegységgel szomszédos. Ebben az esetben sokkal jövedelmezőbb annak biztosítása, hogy a visszatérő vezeték nem a hűtőfolyadékot irányítja vissza a kazánházba, hanem továbbra is követi a láncot, vagyis az út mentén. Más szavakkal: a betápcső a fűtőegységből következik, és a szélsőséges hűtőnél végződik, viszont a visszatérő cső az első hűtőből származik, és a kazánházba megy. Ugyanez az elv akkor is megvalósítható, ha a radiátorok lineárisan helyezkednek el a térben, egyszerűen attól a helytől, ahol a szélsőséges radiátort behelyezték a visszatérő csőbe, és a cső kinyílik, hogy visszatérjen a hűtött hűtőfolyadékhoz. Ugyanakkor egy bizonyos területen a fűtési rendszer háromcsöves lesz, tehát a Tichelman hurkot néha.

Tichelman hurok az radiátorok elhelyezésével az épület kerülete körül. Mindegyik hűtőnél a betápláló és visszatérő csövek teljes hossza nagyjából megegyezik. 1 – fűtőkazán; 2 – biztonsági csoport; 3 – fűtőtestek; 4 – ellátócső; 5 – visszatérő cső; 6 – cirkulációs szivattyú; 7 – tágulási tartály

De miért szükségesek ilyen komplikációk? Ha alaposan megvizsgálja az ábrát, kiderül, hogy az ellátó- és a visszatérő csővezetékek hossza az egyes radiátoroknál megegyezik. Ennélfogva a következtetés: az egyes csatlakozási hurkok hidraulikus ellenállása megegyezik a többi szakasz szakaszával, azaz a rendszernek egyszerűen nincs szüksége egyensúlyozásra.

Alkalmazási terület

A rendszer hidraulikus beállításának elkerülésének kísértése azonban nem vezethet sietős döntésekhez. A kétcsöves rendszerhez nagy anyagfelhasználás jellemző, ezért a telepítése nem minden esetben indokolt.

Vegyük figyelembe egy olyan fogalmat, mint a fűtőberendezés „megnyomásának” mértéke egy kétcsöves visszatérő rendszer kiegyensúlyozásakor. Annak alulbecslésével, hogy az első néhány radiátor csatlakozási pontjánál a névleges áthaladást befolyásolják, csökkenthető a bennük lévő hűtőfolyadék áramlási sebessége, ezáltal csökkentve a nyomásesést, hogy elegendő nyomás maradjon a hálózat következő szakaszaiban. Ha a radiátorhálózat nagyszámú, egymástól nagy távolságban elhelyezkedő fűtőkészülékből áll, akkor a kezdeti radiátorokon az áramlást olyan mértékben kell korlátozni, hogy az azokban lévő áramlás nem elegendő a normál hőkibocsátáshoz. Ez erősebb szivattyúk használatát kényszeríti, ezért észrevehető zaj keletkezik a hűtőfolyadék áramlása során az egyes csomópontokban. Általánosságban elmondhatjuk, hogy a kétcsöves átvezető rendszer berendezése csak akkor indokolt, ha a radiátorok száma meghaladja a 8-10-t, a csővezeték teljes hosszának 70 m-nél nagyobb.

A Tichelman-rendszer anyagfogyasztása jelentősen növekszik, ha lehetetlen a radiátorhálót gyűrűbe tekerni, vagyis a fűtési vezetéket az épület kerülete mentén szigorúan elhelyezni. Ezt általában akadályozzák az ajtók és a padló üvegezése. Ilyen esetekben további csövet kell felszerelni, amelyen keresztül a hűtőfolyadék visszatér a kazánházba, és mivel az önkényesen elfoglalt hurok teljes hossza legalább felére növekszik, a fővezeték névleges áthaladásának vagy a szivattyú teljesítményének növelése érdekében. A kollektor (gerenda) rendszer berendezése miatt elvileg elkerülhetők a többletköltségek, azonban jobb az anyagfogyasztás előzetes összehasonlító számítása..

Hidraulikus adatok

A Tichelman hurok elvén alapuló rendszer működése rendkívül stabil. Ezt a tényt egyértelműen bizonyítják a hidraulikus számítási adatok, de ehhez számos telepítési szabály betartása szükséges..

Egy ilyen rendszer fő funkcionális eleme a hidraulikus szivattyú. Ez nyomást hoz létre a kimenetnél, azaz a betáplálásnál és vákuumot a bemeneti nyílásnál – visszatér. Numerikusan mindkét érték értéke a szivattyútól való távolsággal csökken, és a nyomásesés nem lineárisan fordul elő, a dinamikus nyomás kvadratikus értéke jellemzi. Ez a minta nyomon követhető mind a tápvezeték, mind a visszatérő vezeték esetében, általában az esést leírhatjuk egy 100 m hosszú csővezeték példáján:

Távolság a szivattyútól a hűtőfolyadék mozgási irányában (m)	Tápnyomás (a névleges% -ában)	Visszatérő vákuum (a névleges% -ában)	A hűtő nyomásának csökkenése
tíz	90%	öt%	95%
20	75%	20%	95%
harminc	55%	35%	90%
50	45%	40%	85%
60	40%	45%	85%
70	35%	55%	90%
80	20%	75%	95%
90	öt%	90%	95%

Ez átlagolt adat, de még ezekből is látható, hogy látszólagos egységesség mellett a hűtőhálózat közepén a nyomásveszteség valamivel nagyobb, mint a szélein. Valójában, az egyes radiátorokban alkalmazott nyomás és vákuum arányos változása következtében az egyes fűtőberendezésekben szinte azonos nyomáskülönbség marad fenn, azonban a Tichelman hurok megfelelő és stabil működése érdekében számos szabályt kell betartani, amelyeket később tárgyalunk..

Kazánház csövek

A hűtőfolyadék áthaladó mozgású kétcsöves rendszer nyitva vagy zárva lehet. Mint már említettük, a szivattyú a fő működő elem, ezért telepítését nem lehet elkerülni. Nem számíthat a természetes keringésre még a megfelelően szervezett felső csővezetékeknél sem. Mint már említettük, egy tipikus Tichelmann hurok 10 vagy annál több radiátort tartalmaz, nem valószínű, hogy egy ilyen kar csak gravitációs mozgással átnyúlik..

A kazán tápvezetékére egy hagyományos biztonsági trojkát telepítenek: automatikus légtelenítőt, légtelenítő szelepet és nyomásmérőt. Nyílt rendszereknél a szállító kimenetet függőleges csatornában kell elhelyezni a lejtő kialakulási magasságáig, egy nyitott tágulási tartályt kell felszerelni a legmagasabb pontra. Ezenkívül a tápcsövet közvetlenül az elosztóhálózatra vezetik.

Egy cirkulációs szivattyú van felszerelve a kazán visszatérőjén, amelynek teljesítményét a teljes rendszer hidraulikus ellenállása határozza meg. A szűrő közvetlenül a szivattyú elõtt helyezkedik el, és közvetlenül a szivattyú után van egy tee egy tágulási tartály és egy alacsony nyomásmérõ csatlakoztatására. Ezen a helyen a töltőcső is megjelenik.

A kazánház elzárószelepeit teljes furatú gömbcsapok ábrázolják, amelyeket beépítenek:

• a szivattyú mindkét oldalán
• a tágulási tartály kimenetén
• a töltőcsőn
• a kazán és a fővezeték csatlakozási pontjain

Ezenkívül egy csatlakozó bypass-csövet lehet felszerelni a kazánházba, amelynek résébe egy elektromos, általában zárt szelep van beszerelve, amelyet a keringés leállításakor aktiválnak. A megkerülő betétet a keringetőszivattyú előtt kell elvégezni: a megkerülőt úgy tervezték, hogy megvédje a hőmérsékleti sokkot, és elkerüli a kazán hőcserélőjét a hálózatról, és nem fordítva.

A Tichelman rendszer abban az esetben is jó, ha a radiátorhálózat viszonylag nagy teljesítményének köszönhetően beépített hidraulikus berendezéssel rendelkező kazán működik. Ha azonban szükség van a radiátorhálózat és a meleg padló működésének összehangolására, akkor a rendszer minden karja saját cirkulációs szivattyúval van felszerelve. Ha a vállak teljesítménye jelentősen eltér, hidraulikus nyílra van szükség.

Csővezeték rendszer

A Tichelman hurok mind a felső, mind az alsó huzalozása általában PPR csövekkel történik. Ha rejtett csővezetékre van szükség, akkor javasoljuk, hogy a PEX rendszert benyúló szerelvényekkel használja. Ha a csöveket szilárd alapokon kell lerakni, akkor szigetelő hüvelyt kell használni..

A Tichelman egy emeletes ház fűtési rendszere rendkívül egyszerű. A hűtőfolyadék-ellátó csővezeték a fűtőegységről a teljes radiátorhálózat mentén halad. A névleges csőátmérőt addig kell fenntartani, amíg az utolsó előtti radiátort a sorban nem veszik át, ezután a hûtõcsatlakozás átmérõjére történik átmenet, általában 20 mm polipropilén vagy 16 mm PEX. A visszatérő áramvezetéket ugyanabban a sorrendben fektetjük le, de a betáplálás felé, azaz az első radiátor a forró hűtőfolyadék áramlása irányában csökkentett átmérővel van csatlakoztatva.

Ha a Tichelman rendszer több emeleten van elrendezve, akkor függőleges emelvényt kell felszerelni. A főellátó cső a legmagasabb ponthoz vezet, ahonnan elágazik a felső emelet táplálására. Ezután a vonal lefordul, ebben a szakaszban az összes alsó szintre bevágják a betáplálást. A közös visszatérő áramvezetéket analóg módon hajtják végre egy kétcsöves rendszerrel, amelynek a hűtőfolyadék ellentétes mozgása van, vagyis egyszerűen gyűjtővezetékként működik.

A Tichelman hurok csöveinek átmérőjét a hőtechnikai számítás általános módszerei szerint kell kiszámítani, a főcsövek optimális Kvs-értékének megválasztása alapján. Ugyanakkor kívánatos, hogy a névleges furat fokozatos alulbecslése ne forduljon elő a hűtőfolyadék mozgási irányában, különben a rendszer természetes kiegyenlítése nem lesz olyan magas színvonalú. Azokban az rendszerekben, amelyek elosztóvezetékeinek hossza legfeljebb 120 m, a főcsövek névleges furatát legalább 270 mm-nek tekintik², és radiátorokat összekötő csövekhez – kb. 130 mm².

Radiátor szerelvények

Gyakran előfordul, hogy a hűtőfolyadék áthaladó mozgású kétcsöves fűtési rendszernek nem kell a radiátorokat vezérlőszeleppel kiegészítenie. Úgy gondolják, hogy ez a tény állítólag kiegyenlíti a további csövek és szerelvények számára a járulékos költségeket. A radiátorok megfelelő működése azonban ebben az esetben alig lehetséges..

A Tichelmann rendszerben található radiátorok termosztatikus fejeit hiba nélkül kell felszerelni. Nélkülük nem lehetséges a különböző helyiségekben a radiátorokat testreszabni, ami a változó éghajlati viszonyok között nem túl kényelmes. Ami a kiegyenlítő szelepeket (fojtószelepeket) illeti, a vita különösen forró ezen a ponton. Mint fentebb említettük, még a hűtőfolyadék áthaladó mozgása esetén is megfigyelhető a nyomásesés a radiátorok között. A rendszer helyes kiszámításával ez a jelenség kompenzálható a szakaszok számának változtatásával a különböző zónák radiátoraiban. Ha azonban minimális a hiba kockázata, akkor a legjobb, ha a vezérlőszelepeket mindkét végén legalább az első néhány radiátorra beszereljük..

A Tichelmann hurok statikus beállítási módszerekkel is kiegyensúlyozható. Az úgynevezett „alátétről” beszélünk. Ha a helyi ellenállási együtthatókat hidraulikus számítások határozzák meg, akkor a vezérlőszelepek kicserélhetők olyan betétekkel, amelyek egy bizonyos értékkel csökkentik a névleges méretet. A legegyszerűbb lehetőségek közül választhat saját készítésű, különböző belső átmérőjű O-gyűrűkkel, amelyeket a hűtő menetes csatlakozásaira szerelnek fel..