Vytápěcí systém Tichelmanova smyčka: schéma a výpočet

Obsah článku



Jedním z nejzajímavějších témat v tepelném inženýrství jsou topné systémy s přidruženým dvoutrubkovým přívodem chladicího média, které se mezi veliteli označují jako Tichelmanovo schéma. Jejich zařízení je opravdu jedinečné: systém prakticky nevyžaduje vyvažování, vyznačuje se stabilním provozem, ale zároveň má i řadu nevýhod.

Vytápěcí systém Tichelmanova smyčka: schéma a výpočet

Popis systému

V profesionálních kruzích se Tichelmanova smyčka nazývá dvoutrubkový topný systém s průchozím pohybem chladicí kapaliny. Toto jméno plně odráží podstatu a princip fungování, charakteristické rysy jsou nejlépe vidět na pozadí dvou trubkového systému s obráceným pohybem chladicí kapaliny, který je známý téměř každému.

Představte si síť radiátorů rozmístěných v přímé linii. V klasickém schématu je topná jednotka umístěna na začátku této řady, odtud po celé síti sledují dvě potrubí pro přivádění horké a zpětné chladicí kapaliny. V tomto případě je každý radiátor druhem zkratu, takže čím větší je vzdálenost topného zařízení od topné jednotky, tím vyšší je hydraulický odpor ve smyčce jeho připojení..

Vytápěcí systém Tichelmanova smyčka: schéma a výpočet1 – Schéma zapojení dvou trubek radiátorů s protiproudým chladivem v přívodu a zpětném toku; 2 – schéma zapojení Tichelmanova smyčka s průchozím připojením

Pokud válíme řadu radiátorů do prstence, obě jeho hrany přiléhají k tepelné jednotce. V tomto případě je mnohem výhodnější zajistit, aby zpětné potrubí nesměřovalo chladicí kapalinu zpět do kotelny, ale nadále sledovalo řetěz, tj. Podél cesty. Jinými slovy, přívodní potrubí následuje od topné jednotky a končí u extrémního radiátoru, zpětná trubka pochází z prvního radiátoru a jde do kotelny. Stejný princip lze implementovat i v případě, že radiátory jsou umístěny lineárně v prostoru, jednoduše z místa, kde je extrémní radiátor vložen do zpětného potrubí, potrubí se rozvine a vrací chladicí chladivo. Současně bude v určité oblasti topný systém tří trubkový, takže někdy se také nazývá Tichelmanova smyčka..

Vytápěcí systém Tichelmanova smyčka: schéma a výpočetTichelmanova smyčka s umístěním radiátorů po obvodu budovy. U každého radiátoru je celková délka přívodního a vratného potrubí přibližně stejná. 1 – vytápěcí kotel; 2 – bezpečnostní skupina; 3 – topné radiátory; 4 – přívodní potrubí; 5 – zpětné potrubí; 6 – oběhové čerpadlo; 7 – expanzní nádrž

Proč jsou však takové komplikace nutné? Pokud si pečlivě prostudujete diagram, ukáže se, že součet délek přívodního a zpětného potrubí pro každý radiátor je stejný. Závěr: hydraulický odpor každé jednotlivé připojovací smyčky je ekvivalentní zbytku sekcí, to znamená, že systém jednoduše nevyžaduje vyvažování.

Oblast použití

Pokušení vyhnout se hydraulickému nastavení systému by však nemělo vést k unáhleným rozhodnutím o vyrážkách. Systém spojený s dvěma trubkami se vyznačuje vysokou spotřebou materiálu, proto jeho instalace není ve všech případech opodstatněná.

Vytápěcí systém Tichelmanova smyčka: schéma a výpočet

Uvažujme takový koncept jako stupeň „lisování“ topného zařízení při vyvažování dvou trubkového vratného systému. Podceňováním nominálního průchodu v místě připojení prvních několika radiátorů je možné snížit průtok chladicího média v nich, čímž se sníží pokles tlaku, takže v následných částech sítě zůstává dostatečný tlak. Pokud síť radiátorů sestává z velkého počtu topných zařízení umístěných ve velké vzdálenosti od sebe, bude muset být tok na počátečních topných tělesech omezen do té míry, že tok v nich nebude dostatečný pro normální uvolňování tepla. To nutí použití čerpadel s vyšší kapacitou, což je důvod, proč je během toku chladiva v jednotlivých uzlech generován znatelný hluk. Obecně lze říci, že zařízení dvoutrubkového procházejícího systému je odůvodněné pouze tehdy, je-li počet radiátorů větší než 8–10 s celkovou délkou vzpěry potrubí nad 70 m..

Spotřeba materiálu systému Tichelman se výrazně zvyšuje, pokud je nemožné zabalit síť radiátorů do prstence, tj. Umístit topný potrubí přísně podél obvodu budovy. Obvykle to brání dveře a zasklívací čelní plochy k podlaze. V takových případech je nutné namontovat další potrubí, kterým se chladivo vrací do kotelny, a protože celková délka libovolně odebrané smyčky se zvyšuje alespoň o polovinu, aby se zvýšil jmenovitý průchod hlavního vedení nebo výkon čerpadla. V zásadě lze díky zařízení kolektorového (paprskového) systému zabránit dodatečným nákladům, je však lepší provést předběžný srovnávací výpočet spotřeby materiálu.

Hydraulická data

Provoz systému založeného na principu Tichelmanovy smyčky je vysoce stabilní. Tato skutečnost je jasně prokázána hydraulickými výpočtovými údaji, ale vyžaduje to dodržování řady instalačních pravidel..

Vytápěcí systém Tichelmanova smyčka: schéma a výpočet

Hlavním funkčním prvkem takového systému je hydraulické čerpadlo. Vytváří tlak na výstupu, tj. Na přívodu a vakuum na vstupu – zpět. Numericky se hodnota obou hodnot snižuje se vzdáleností od čerpadla a k poklesu tlaku nedochází lineárně, je to popsáno kvadratickou hodnotou dynamického tlaku. Tento vzor lze sledovat jak pro přívodní potrubí, tak pro zpětné potrubí, pád lze obvykle popsat pomocí příkladu potrubí dlouhého 100 m:

Vzdálenost od čerpadla ve směru pohybu chladicí kapaliny (m) Přívodní tlak (% jmenovitého) Zpětné vakuum (% nominální hodnoty) Pokles tlaku chladiče
deset 90% Pět % 95%
20 75% 20% 95%
třicet 55% 35% 90%
50 45% 40% 85%
60 40% 45% 85%
70 35% 55% 90%
80 20% 75% 95%
90 Pět % 90% 95%

Jedná se o průměrovaná data, ale i z nich je vidět, že při zjevné uniformitě je tlaková ztráta uprostřed sítě radiátorů o něco vyšší než na okrajích. Opravdu, díky proporcionální změně tlaku a vakua v každém radiátoru je zachován téměř stejný tlakový rozdíl v každém topném zařízení, avšak pro správný a stabilní provoz Tichelmanovy smyčky by měla být dodržována řada pravidel, která budou dále diskutována..

Potrubí kotelny

Dvou trubkový systém s procházejícím chladivem může být otevřený nebo uzavřený. Jak jsme již řekli, čerpadlo je hlavním funkčním prvkem, takže jeho instalaci nelze zabránit. Při správném uspořádání horního potrubí byste se neměli spoléhat na přirozený oběh. Jak jsme již řekli, typická Tichelmannova smyčka obsahuje 10 nebo více radiátorů, je nepravděpodobné, že by takové rameno mohlo být stlačeno pouze gravitačním pohybem.

Vytápěcí systém Tichelmanova smyčka: schéma a výpočet

Na výstupu z kotle je instalována tradiční bezpečnostní trojka: automatický odvzdušňovací ventil, odvzdušňovací ventil a manometr. U otevřených systémů musí být vypouštěcí otvor uspořádán ve svislém kanálu až do výšky formace svahu, v nejvyšším bodě je instalována otevřená expanzní nádrž. Dále je přívodní potrubí směrováno přímo do distribuční sítě.

Na oběhu kotle je instalováno jedno oběhové čerpadlo, jehož výkon je určen hydraulickým odporem celého systému. Sítko je umístěno přímo před čerpadlem a bezprostředně za čerpadlem je tričko pro připojení expanzní nádrže a tlakoměru s nízkým bodem tlaku. Také na tomto místě je zobrazena plnicí trubka.

Vytápěcí systém Tichelmanova smyčka: schéma a výpočet

Uzavírací ventily kotelny jsou představovány kulovými ventily s plným otvorem, které jsou instalovány:

  • na obou stranách čerpadla
  • na výstupu z expanzní nádrže
  • na plnicí trubce
  • v místech připojení kotle na hlavní

Kromě toho může být v kotelně instalována připojovací obtoková trubka, ve které je instalována elektricky normálně uzavřená armatura, která se spustí při zastavení cirkulace. Vložka bypassu musí být provedena před oběhovým čerpadlem: bypass je navržen tak, aby chránil před teplotními šoky a odvádí tepelný výměník kotle ze sítě, a ne naopak.

Vytápěcí systém Tichelmanova smyčka: schéma a výpočet

Systém Tichelman je také dobrý v tom, že při relativně vysokém výkonu sítě radiátorů je možné provozovat kotel s vestavěným komplexem hydraulických zařízení. Pokud je však nutné koordinovat provoz sítě radiátorů a teplé podlahy, je každé rameno systému vybaveno vlastním oběhovým čerpadlem. Pokud je výkon v ramenech výrazně odlišný, je nutná instalace hydraulické šipky.

Potrubní systém

Horní i spodní zapojení smyčky Tichelman se obvykle vyrábí pomocí trubek PPR. Pokud je požadováno skryté potrubí, doporučuje se použít systém PEX s nástrčnými spojkami. Pokud mají být trubky položeny na pevné podklady, měl by být použit izolační plášť..

Vytápěcí systém Tichelman pro jednopatrový dům je velmi jednoduchý. Potrubí pro přívod chladicího média běží z topné jednotky podél celé sítě radiátorů. Jmenovitý jmenovitý průměr potrubí se udržuje až do předposledního radiátoru v řadě, po kterém se provede přechod na průměr připojení radiátoru, obvykle 20 mm polypropylenu nebo 16 mm PEX. Potrubí zpětného proudu je umístěno ve stejném pořadí, ale směrem k přívodu, to znamená, že první chladič ve směru proudu horké chladicí kapaliny je spojen se zmenšeným průměrem.

Vytápěcí systém Tichelmanova smyčka: schéma a výpočet

Pokud je systém Tichelman uspořádán na několika podlažích, je nutná instalace svislého stoupačky. Hlavní přívodní trubka následuje k nejvyššímu bodu, ze kterého je vytvořeno odbočení pro přivádění do horního patra. Poté se čára obrátí dolů, v této části je posuv přerušen pro všechna nižší podlaží. Společné potrubí pro zpětný proud je provedeno analogicky s dvou trubkovým systémem s opačným pohybem chladicího média, tj. Jednoduše funguje jako sběrná linka.

Průměr trubek pro Tichelmanovu smyčku se vypočítá podle obecných metod výpočtu tepelného inženýrství na základě výběru optimální hodnoty Kvs hlavních trubek. Současně je žádoucí, aby nedocházelo k postupnému podhodnocování nominálního otvoru ve směru pohybu chladicí kapaliny, jinak nebude přirozené vyvážení systému tak vysoké kvality. U systémů s délkou rozvodných potrubí do 120 m se jmenovitý otvor hlavních potrubí považuje za nejméně 270 mm2, a pro potrubí spojující radiátory – asi 130 mm2.

Vytápěcí systém Tichelmanova smyčka: schéma a výpočet

Kování radiátorů

Často se můžete setkat s názorem, že dvou trubkový topný systém s průchozím pohybem chladicího média nemusí doplňovat radiátory regulačními ventily. Předpokládá se, že tato skutečnost údajně vyrovnává dodatečné náklady na další trubky a tvarovky pro ně. Správná funkce radiátorů je však v tomto případě stěží možná..

Termostatické hlavice pro radiátory v systému Tichelmann musí být nainstalovány bezchybně. Bez nich není možné individuálně nastavit radiátory v různých místnostech, což není za měnících se klimatických podmínek příliš pohodlné. Pokud jde o vyrovnávací ventily (škrticí klapky), diskuse je v tomto skóre zvláště horká. Jak bylo uvedeno výše, i při průchodu chladicího média je zaznamenána tlaková ztráta přes radiátory. Při správném výpočtu systému lze tento jev kompenzovat změnou počtu sekcí v radiátorech různých zón. Pokud však existuje i minimální riziko chyby, je nejlepší nainstalovat regulační ventily na nejméně prvních několik radiátorů na každém konci..

Vytápěcí systém Tichelmanova smyčka: schéma a výpočet

Tichelmannova smyčka může být také vyvážena metodami statického seřízení. Mluvíme o takzvané „podložce“. Pokud jsou koeficienty místního odporu předurčeny hydraulickými výpočty, mohou být regulační ventily nahrazeny vložkami, které snižují jmenovitou velikost o určitou částku. Z nejjednodušších možností můžete nabídnout vlastní O-kroužky s různými vnitřními průměry, které jsou nainstalovány na závitových připojeních chladiče..

Ohodnoťte tento článek
( Zatím žádné hodnocení )
Přidejte komentáře

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Vytápěcí systém Tichelmanova smyčka: schéma a výpočet
Cardio Twister: cvičení na simulátoru, recenze hubnutí