Σύστημα θέρμανσης Βρόχος Tichelman: διάγραμμα και υπολογισμός

Το περιεχόμενο του άρθρου



Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα θέματα στη θερμική μηχανική είναι τα συστήματα θέρμανσης με μια σχετική τροφοδοσία ψυκτικού δύο σωλήνων, που αναφέρεται μεταξύ των πλοιάρχων ως το σχέδιο Tichelman. Η συσκευή τους είναι πραγματικά μοναδική: το σύστημα ουσιαστικά δεν απαιτεί εξισορρόπηση, χαρακτηρίζεται από σταθερή λειτουργία, αλλά ταυτόχρονα έχει και ορισμένα μειονεκτήματα.

Σύστημα θέρμανσης Βρόχος Tichelman: διάγραμμα και υπολογισμός

Περιγραφή συστήματος

Σε επαγγελματικούς κύκλους, ο βρόχος Tichelman ονομάζεται σύστημα θέρμανσης δύο σωλήνων με κίνηση του ψυκτικού. Αυτό το όνομα αντικατοπτρίζει πλήρως την ουσία και την αρχή της λειτουργίας, τα διακριτικά χαρακτηριστικά εμφανίζονται καλύτερα στο πλαίσιο ενός συστήματος δύο σωλήνων με αντίστροφη κίνηση του ψυκτικού, το οποίο είναι γνωστό σε όλους σχεδόν.

Φανταστείτε ένα δίκτυο καλοριφέρ που αναπτύσσεται σε ευθεία γραμμή. Στο κλασικό σχήμα, η μονάδα θέρμανσης βρίσκεται στην αρχή αυτής της σειράς, από αυτήν κατά μήκος ολόκληρου του δικτύου ακολουθήστε δύο σωλήνες για την παροχή ζεστού και επιστρεφόμενου ψυχρού ψυκτικού, αντίστοιχα. Σε αυτήν την περίπτωση, κάθε ψυγείο είναι ένα είδος διακλάδωσης, επομένως, όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση της συσκευής θέρμανσης από τη μονάδα θέρμανσης, τόσο υψηλότερη είναι η υδραυλική αντίσταση στο βρόχο της σύνδεσής της.

Σύστημα θέρμανσης Βρόχος Tichelman: διάγραμμα και υπολογισμός1 – Διάγραμμα σύνδεσης δύο αγωγών καλοριφέρ με ψυκτικό αντίθετο ρεύμα στην παροχή και επιστροφή. 2 – διάγραμμα καλωδίωσης Βρόχος Tichelman με σύνδεση διέλευσης

Εάν ρίξουμε μια σειρά καλοριφέρ σε ένα δακτύλιο, τότε και οι δύο άκρες του θα γειτνιάσουν με τη μονάδα θερμότητας. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι πολύ πιο κερδοφόρο να βεβαιωθείτε ότι ο αγωγός επιστροφής δεν κατευθύνει το ψυκτικό πίσω στο λεβητοστάσιο, αλλά συνεχίζει να ακολουθεί την αλυσίδα, δηλαδή, στο δρόμο. Με άλλα λόγια, ο σωλήνας τροφοδοσίας ακολουθεί από τη μονάδα θέρμανσης και τελειώνει στο ακραίο ψυγείο, με τη σειρά του, ο σωλήνας επιστροφής προέρχεται από το πρώτο καλοριφέρ και πηγαίνει στο λεβητοστάσιο. Η ίδια αρχή μπορεί να εφαρμοστεί ακόμη και αν τα καλοριφέρ βρίσκονται γραμμικά στο διάστημα, απλώς από το σημείο όπου το ακραίο ψυγείο εισάγεται στον σωλήνα επιστροφής, ο σωλήνας ξεδιπλώνεται για να επιστρέψει το ψυκτικό ψυκτικό. Ταυτόχρονα, σε μια συγκεκριμένη περιοχή, το σύστημα θέρμανσης θα είναι τριών σωλήνων, έτσι ο βρόχος Tichelman ονομάζεται επίσης μερικές φορές.

Σύστημα θέρμανσης Βρόχος Tichelman: διάγραμμα και υπολογισμόςΒρόχος Tichelman με την τοποθέτηση καλοριφέρ γύρω από την περίμετρο του κτηρίου. Από κάθε ψυγείο, το συνολικό μήκος των σωλήνων τροφοδοσίας και επιστροφής είναι περίπου το ίδιο. 1 – λέβητας θέρμανσης. 2 – ομάδα ασφαλείας 3 – θερμαντικά σώματα 4 – σωλήνας τροφοδοσίας. 5 – σωλήνας επιστροφής. 6 – αντλία κυκλοφορίας. 7 – δεξαμενή διαστολής

Αλλά γιατί είναι απαραίτητες τέτοιες επιπλοκές; Εάν μελετήσετε προσεκτικά το διάγραμμα, αποδεικνύεται ότι το άθροισμα των μήκους των αγωγών τροφοδοσίας και επιστροφής για κάθε καλοριφέρ είναι το ίδιο. Εξ ου και το συμπέρασμα: η υδραυλική αντίσταση κάθε μεμονωμένου βρόχου σύνδεσης είναι ισοδύναμη με τα υπόλοιπα τμήματα, δηλαδή, το σύστημα απλά δεν χρειάζεται εξισορρόπηση.

Περιοχή εφαρμογής

Ωστόσο, ο πειρασμός να αποφύγετε την υδραυλική ρύθμιση του συστήματος δεν θα πρέπει να οδηγήσει σε βιαστικές αποφάσεις για εξάνθημα. Το σύστημα που σχετίζεται με δύο σωλήνες χαρακτηρίζεται από υψηλή κατανάλωση υλικού, επομένως η εγκατάστασή του δεν δικαιολογείται σε όλες τις περιπτώσεις.

Σύστημα θέρμανσης Βρόχος Tichelman: διάγραμμα και υπολογισμός

Ας θεωρήσουμε μια τέτοια έννοια ως το βαθμό “συμπίεσης” της συσκευής θέρμανσης κατά την εξισορρόπηση ενός συστήματος επιστροφής δύο σωλήνων. Υποτιμώντας την ονομαστική οπή στο σημείο σύνδεσης των πρώτων θερμαντικών σωμάτων, είναι δυνατόν να μειωθεί ο ρυθμός ροής του ψυκτικού σε αυτά, μειώνοντας έτσι την πτώση πίεσης, έτσι ώστε να παραμείνει επαρκής πίεση στα επόμενα τμήματα του δικτύου. Εάν το δίκτυο καλοριφέρ αποτελείται από μεγάλο αριθμό συσκευών θέρμανσης που βρίσκονται σε μεγάλη απόσταση μεταξύ τους, η ροή στα αρχικά καλοριφέρ θα πρέπει να περιορίζεται σε τέτοιο βαθμό ώστε η ροή σε αυτά να μην είναι αρκετή για κανονική απελευθέρωση θερμότητας. Αυτό επιβάλλει τη χρήση αντλιών με υψηλότερη χωρητικότητα, γι ‘αυτό δημιουργείται ένας αισθητός θόρυβος στη ροή του ψυκτικού σε μεμονωμένους κόμβους. Σε γενικές γραμμές, μπορούμε να πούμε ότι η συσκευή ενός συστήματος διόδου αγωγών είναι δικαιολογημένη μόνο εάν ο αριθμός των θερμαντικών σωμάτων είναι μεγαλύτερος από 8-10 και το συνολικό μήκος του αγωγού είναι πάνω από 70 m.

Η κατανάλωση υλικού του συστήματος Tichelman αυξάνεται σημαντικά εάν είναι αδύνατο να τυλιχτεί το δίκτυο καλοριφέρ σε ένα δακτύλιο, δηλαδή να τοποθετηθεί ο αγωγός θέρμανσης αυστηρά κατά μήκος της περιμέτρου του κτιρίου. Αυτό παρεμποδίζεται συνήθως από τις πόρτες και τα μπροστινά τζάμια στο πάτωμα. Σε τέτοιες περιπτώσεις, είναι απαραίτητο να τοποθετήσετε έναν επιπλέον σωλήνα μέσω του οποίου το ψυκτικό θα επιστρέψει στο λεβητοστάσιο και δεδομένου ότι το συνολικό μήκος ενός αυθαίρετου βρόχου που λαμβάνεται αυξάνεται κατά τουλάχιστον το μισό, για να αυξηθεί η ονομαστική οπή γραμμής ή η απόδοση της αντλίας. Κατ ‘αρχήν, είναι δυνατή η αποφυγή πρόσθετων δαπανών λόγω της συσκευής του συστήματος συλλογής (δέσμη), ωστόσο, είναι καλύτερο να εκτελέσετε πρώτα έναν συγκριτικό υπολογισμό της κατανάλωσης υλικού.

Υδραυλικά δεδομένα

Η λειτουργία του συστήματος που βασίζεται στην αρχή του βρόχου Tichelman είναι εξαιρετικά σταθερή. Αυτό το γεγονός αποδεικνύεται σαφώς από τα δεδομένα υδραυλικού υπολογισμού, αλλά αυτό απαιτεί συμμόρφωση με ορισμένους κανόνες εγκατάστασης..

Σύστημα θέρμανσης Βρόχος Tichelman: διάγραμμα και υπολογισμός

Το κύριο λειτουργικό στοιχείο ενός τέτοιου συστήματος είναι η υδραυλική αντλία. Δημιουργεί πίεση στην έξοδο, δηλαδή στην παροχή, και κενό στην είσοδο – επιστροφή. Αριθμητικά, η τιμή και των δύο τιμών μειώνεται με την απόσταση από την αντλία και η πτώση της πίεσης δεν συμβαίνει γραμμικά, περιγράφεται από την τετραγωνική τιμή της δυναμικής πίεσης. Αυτό το μοτίβο μπορεί να εντοπιστεί τόσο για τη γραμμή τροφοδοσίας όσο και για τη γραμμή επιστροφής, συμβατικά, η πτώση μπορεί να περιγραφεί χρησιμοποιώντας το παράδειγμα ενός αγωγού μήκους 100 μέτρων:

Απόσταση από την αντλία προς την κατεύθυνση της κίνησης του ψυκτικού (m)Πίεση τροφοδοσίας (% της ονομαστικής)Επιστροφή κενού (% της ονομαστικής)Πτώση πίεσης ψυγείου
δέκα90%πέντε%95%
2075%20%95%
τριάντα55%35%90%
5045%40%85%
6040%45%85%
7035%55%90%
8020%75%95%
90πέντε%90%95%

Αυτό είναι ο μέσος όρος δεδομένων, αλλά ακόμη και από αυτά μπορεί να φανεί ότι με μια φαινομενική ομοιομορφία, η απώλεια πίεσης στη μέση του δικτύου καλοριφέρ είναι ελαφρώς υψηλότερη από ό, τι στα άκρα. Πράγματι, λόγω της αναλογικής αλλαγής πίεσης και κενού σε κάθε ψυγείο, διατηρείται σχεδόν η ίδια διαφορά πίεσης σε κάθε συσκευή θέρμανσης, ωστόσο, για τη σωστή και σταθερή λειτουργία του βρόχου Tichelman, πρέπει να τηρούνται ορισμένοι κανόνες, οι οποίοι θα συζητηθούν περαιτέρω.

Σωλήνωση λεβητοστασίου

Ένα σύστημα δύο σωλήνων με κίνηση του ψυκτικού μπορεί να είναι ανοιχτό ή κλειστό. Όπως έχουμε ήδη πει, η αντλία είναι το κύριο στοιχείο λειτουργίας, επομένως δεν μπορεί να αποφευχθεί η εγκατάστασή της. Δεν πρέπει να βασίζεστε στη φυσική κυκλοφορία ακόμη και με σωστά οργανωμένες άνω σωληνώσεις. Όπως έχουμε ήδη πει, ένας τυπικός βρόχος Tichelmann περιέχει 10 ή περισσότερα θερμαντικά σώματα · είναι απίθανο ένας τέτοιος βραχίονας να μπορεί να συμπιεστεί μόνο μέσω βαρυτικής κίνησης..

Σύστημα θέρμανσης Βρόχος Tichelman: διάγραμμα και υπολογισμός

Η παραδοσιακή τρόικα ασφαλείας είναι εγκατεστημένη στην έξοδο τροφοδοσίας λέβητα: αυτόματο αεραγωγό, βαλβίδα εξαέρωσης και μανόμετρο. Για ανοιχτά συστήματα, η έξοδος διανομής πρέπει να είναι τοποθετημένη σε κατακόρυφο κανάλι μέχρι το ύψος σχηματισμού κλίσης, μια ανοιχτή δεξαμενή διαστολής είναι εγκατεστημένη στο υψηλότερο σημείο. Περαιτέρω, ο σωλήνας τροφοδοσίας κατευθύνεται απευθείας στο δίκτυο διανομής.

Μια αντλία κυκλοφορίας είναι εγκατεστημένη κατά την επιστροφή του λέβητα, η απόδοση της οποίας καθορίζεται από την υδραυλική αντίσταση ολόκληρου του συστήματος. Ένα φίλτρο βρίσκεται ακριβώς μπροστά από την αντλία, και αμέσως μετά την αντλία υπάρχει ένα μπλουζάκι για τη σύνδεση μιας δεξαμενής διαστολής και ενός μετρητή πίεσης χαμηλού σημείου. Επίσης σε αυτό το μέρος, εμφανίζεται ο σωλήνας πλήρωσης.

Σύστημα θέρμανσης Βρόχος Tichelman: διάγραμμα και υπολογισμός

Οι βαλβίδες απενεργοποίησης του λεβητοστασίου αντιπροσωπεύονται από βαλβίδες πλήρους οπής, οι οποίες είναι εγκατεστημένες:

  • και στις δύο πλευρές της αντλίας
  • στην έξοδο του δοχείου διαστολής
  • στο σωλήνα πλήρωσης
  • στα σημεία σύνδεσης του λέβητα με το δίκτυο

Επιπλέον, ένας λέβητας παράκαμψης σύνδεσης μπορεί να εγκατασταθεί στο λεβητοστάσιο, στο κενό από το οποίο είναι εγκατεστημένη μια ηλεκτρικά κανονικά κλειστή βαλβίδα, η οποία ενεργοποιείται όταν σταματά η κυκλοφορία. Το ένθετο παράκαμψης πρέπει να πραγματοποιηθεί πριν από την αντλία κυκλοφορίας: η παράκαμψη έχει σχεδιαστεί για να προστατεύει από τον κραδασμό θερμοκρασίας και απομακρύνει τον εναλλάκτη θερμότητας του λέβητα από το δίκτυο και όχι το αντίστροφο.

Σύστημα θέρμανσης Βρόχος Tichelman: διάγραμμα και υπολογισμός

Το σύστημα Tichelman είναι επίσης καλό στο ότι, με σχετικά υψηλή ισχύ του δικτύου καλοριφέρ, είναι δυνατή η λειτουργία από λέβητα με ενσωματωμένο συγκρότημα υδραυλικού εξοπλισμού. Ωστόσο, εάν είναι απαραίτητο να συντονιστεί η λειτουργία του δικτύου καλοριφέρ και του θερμού δαπέδου, κάθε βραχίονας του συστήματος είναι εξοπλισμένος με τη δική του αντλία κυκλοφορίας. Εάν η απόδοση στους ώμους είναι σημαντικά διαφορετική, είναι απαραίτητη η εγκατάσταση ενός υδραυλικού βέλους.

Σύστημα σωληνώσεων

Τόσο η άνω όσο και η κάτω καλωδίωση του βρόχου Tichelman κατασκευάζονται συνήθως με σωλήνες PPR. Εάν απαιτείται κρυφή σωλήνωση, συνιστάται η χρήση του συστήματος PEX με εξαρτήματα ώθησης. Εάν οι σωλήνες πρόκειται να τοποθετηθούν σε στερεά υποστρώματα, πρέπει να χρησιμοποιηθεί μονωτικό περίβλημα..

Το σύστημα θέρμανσης Tichelman για μια μονοκατοικία είναι εξαιρετικά απλό. Ο αγωγός τροφοδοσίας ψυκτικού τρέχει από τη μονάδα θέρμανσης σε ολόκληρο το δίκτυο καλοριφέρ. Η ονομαστική διάμετρος του σωλήνα παραμένει μέχρι το προτελευταίο ψυγείο στη σειρά, μετά την οποία πραγματοποιείται η μετάβαση στη διάμετρο της σύνδεσης καλοριφέρ, συνήθως 20 mm πολυπροπυλένιο ή 16 mm PEX. Ο αγωγός ρεύματος επιστροφής τοποθετείται με την ίδια σειρά, αλλά προς τη ροή, δηλαδή, το πρώτο ψυγείο προς την κατεύθυνση της ροής θερμού ψυκτικού συνδέεται με μειωμένη διάμετρο.

Σύστημα θέρμανσης Βρόχος Tichelman: διάγραμμα και υπολογισμός

Εάν το σύστημα Tichelman είναι διατεταγμένο σε αρκετούς ορόφους, απαιτείται εγκατάσταση κάθετης ανύψωσης. Ο κύριος σωλήνας τροφοδοσίας ακολουθεί το υψηλότερο σημείο από το οποίο κατασκευάζεται ένα κλαδί για να τροφοδοτήσει τον επάνω όροφο. Μετά από αυτό, η γραμμή στρέφεται προς τα κάτω, σε αυτήν την ενότητα, η τροφοδοσία κόβεται για όλους τους κάτω ορόφους. Ο κοινός αγωγός ρεύματος επιστροφής εκτελείται κατ ‘αναλογία με ένα σύστημα δύο σωλήνων με αντίθετη κίνηση του ψυκτικού, δηλαδή απλώς λειτουργεί ως γραμμή συλλογής.

Η διάμετρος των σωλήνων για τον βρόχο Tichelman υπολογίζεται σύμφωνα με τις γενικές μεθόδους υπολογισμού θερμικής μηχανικής, με βάση την επιλογή της βέλτιστης τιμής Kvs των κύριων σωλήνων. Ταυτόχρονα, είναι επιθυμητό να μην γίνεται σταδιακή υποεκτίμηση της ονομαστικής οπής στην κατεύθυνση της κίνησης του ψυκτικού, διαφορετικά η φυσική εξισορρόπηση του συστήματος δεν θα είναι τόσο υψηλής ποιότητας. Σε συστήματα με μήκος αγωγών διανομής έως 120 m, η ονομαστική οπή των κύριων σωλήνων θεωρείται τουλάχιστον 270 mm2, και για σωλήνες που συνδέουν καλοριφέρ – περίπου 130 mm2.

Σύστημα θέρμανσης Βρόχος Tichelman: διάγραμμα και υπολογισμός

Εξαρτήματα καλοριφέρ

Συχνά μπορεί να συναντήσετε την άποψη ότι ένα σύστημα θέρμανσης δύο σωλήνων με κίνηση που περνάει το ψυκτικό δεν χρειάζεται να συμπληρώσει τα καλοριφέρ με βαλβίδες ελέγχου. Πιστεύεται ότι αυτό το γεγονός υποτίθεται ότι εξισώνει το πρόσθετο κόστος για επιπλέον σωλήνες και εξαρτήματα για αυτούς. Ωστόσο, η σωστή λειτουργία των καλοριφέρ σε αυτήν την περίπτωση είναι σχεδόν αδύνατη..

Οι θερμοστατικές κεφαλές για καλοριφέρ στο σύστημα Tichelmann πρέπει να εγκατασταθούν χωρίς διακοπή. Χωρίς αυτά, είναι αδύνατο να ρυθμίσετε μεμονωμένα τα καλοριφέρ σε διαφορετικά δωμάτια, κάτι που δεν είναι πολύ άνετο υπό τις κλιματολογικές συνθήκες. Όσον αφορά τις βαλβίδες εξισορρόπησης (γκάζι), η διαμάχη είναι ιδιαίτερα καυτή σε αυτό το σκορ. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ακόμη και με τη διέλευση του ψυκτικού, παρατηρείται πτώση πίεσης στα καλοριφέρ. Με τον σωστό υπολογισμό του συστήματος, αυτό το φαινόμενο μπορεί να αντισταθμιστεί μεταβάλλοντας τον αριθμό των τμημάτων στα καλοριφέρ διαφορετικών ζωνών. Ωστόσο, εάν υπάρχει ακόμη και ένας ελάχιστος κίνδυνος σφάλματος, είναι καλύτερο να εγκαταστήσετε βαλβίδες ελέγχου τουλάχιστον στα πρώτα πρώτα καλοριφέρ σε κάθε άκρο..

Σύστημα θέρμανσης Βρόχος Tichelman: διάγραμμα και υπολογισμός

Ο βρόχος Tichelmann μπορεί επίσης να εξισορροπηθεί με μεθόδους στατικής προσαρμογής. Μιλάμε για το λεγόμενο “πλυντήριο”. Εάν οι συντελεστές τοπικής αντίστασης προκαθορίζονται από υδραυλικούς υπολογισμούς, οι βαλβίδες ελέγχου μπορούν να αντικατασταθούν με ένθετα που μειώνουν το ονομαστικό μέγεθος κατά μια ορισμένη ποσότητα. Από τις απλούστερες επιλογές, μπορείτε να προσφέρετε αυτο-κατασκευασμένους δακτυλίους Ο με διαφορετικές εσωτερικές διαμέτρους, οι οποίοι είναι εγκατεστημένοι στις συνδέσεις με σπείρωμα ψυγείου..

Βαθμολογήστε το άρθρο
( No ratings yet )
Κοινοποίηση σε φίλους
Συμβουλές για οποιοδήποτε θέμα από ειδικούς
Πρόσθεσε ένα σχόλιο

Κάνοντας κλικ στο κουμπί "Υποβολή σχολίου", αποδέχομαι την επεξεργασία προσωπικών δεδομένων και αποδέχομαι την πολιτική απορρήτου