Värmesystem Tichelman loop: diagram och beräkning

Ett av de mest intressanta ämnena inom värmekonstruktion är värmesystem med tillhörande två-rörsförsörjning av kylvätska, som av mästarna kallas Tichelman-schemat. Deras enhet är verkligen unik: systemet kräver praktiskt taget inte balansering, kännetecknas av stabil drift, men samtidigt har det också ett antal nackdelar.

Systembeskrivning

I professionella kretsar kallas Tichelman-slingan ett två-rörs värmesystem med en rörelse av kylvätskan. Detta namn återspeglar fullständigt essensen och principen för drift, de särdragen syns bäst mot bakgrund av ett två-rörssystem med en omvänd rörelse av kylvätskan, vilket är bekant för nästan alla.

Föreställ dig att ett radiatornätverk distribueras i en rak linje. I det klassiska schemat är uppvärmningsenheten placerad i början av denna rad, från den längs hela nätverket följer två rör för tillförsel av respektive varmkylvätska. Samtidigt är varje kylare en typ av shunt, därför att ju mer värmeanordningen avlägsnas från värmeenheten, desto högre är hydraulmotståndet i slingan på dess anslutning.

1 – Två-rörs anslutningsdiagram över radiatorer med motströms kylvätska i tillförsel och retur; 2 – kopplingsschema Tichelman-slinga med förbipasserande anslutning

Om vi ​​rullar en rad radiatorer till en ring, kommer båda dess kanter att gränsar till värmenheten. I det här fallet är det mycket mer lönsamt att se till att returledningen inte skickar kylvätskan tillbaka till pannrummet utan fortsätter att följa kedjan, det vill säga längs vägen. Med andra ord följer tillförselsröret från värmeenheten och slutar vid den extrema kylaren, i sin tur kommer returledningen från den första kylaren och går till pannrummet. Samma princip kan tillämpas även om radiatorerna är linjärt belägna i rymden, helt enkelt från den plats där den extrema radiatorn sätts in i returledningen, utspelas röret för att returnera det kylda kylmediet. Samtidigt, i ett visst område, kommer värmesystemet att vara tre-rör, så Tichelman-loopen kallas också ibland.

Tichelman-slinga med radiatorer placerade runt byggnadens omkrets. Från varje radiator är den totala längden på matnings- och returledningarna ungefär densamma. 1 – värmepanna; 2 – säkerhetsgrupp; 3 – värmeelement; 4 – matningsrör; 5 – returrör; 6 – cirkulationspump; 7 – expansionsbehållare

Men varför är sådana komplikationer nödvändiga? Om du noggrant studerar diagrammet visar det sig att summan av längden på tillförsel- och returledningarna för varje radiator är densamma. Därför slutsatsen: hydraulmotståndet för varje enskild anslutningsslinga motsvarar resten av sektionerna, det vill säga systemet behöver helt enkelt inte balansera.

Applikationsområde

Frestelsen att undvika hydraulisk justering av systemet bör dock inte leda till hastiga beslut om utslag. Det tvårörsassocierade systemet kännetecknas av hög materialförbrukning, därför är installationen inte motiverad i alla fall.

Låt oss betrakta ett sådant koncept som graden av ”tryckning” av värmeanordningen vid balansering av ett två-rörs retursystem. Genom att underskatta den nominella passagen vid anslutningspunkten för de första radiatorerna är det möjligt att minska flödeshastigheten för kylvätskan i dem, och därigenom reducera tryckfallet, så att tillräckligt tryck kvarstår i nästa sektioner av nätet. Om radiatornätet består av ett stort antal värmeanordningar belägna på stort avstånd från varandra, måste flödet på de initiala radiatorerna begränsas till en sådan utsträckning att flödet i dem inte kommer att vara tillräckligt för normal värmeutlösning. Detta tvingar användningen av pumpar med högre kapacitet, varför ett märkbart ljud alstras i kylmedlets flöde i enskilda noder. I allmänhet kan man säga att anordningen i ett två-rörs passeringssystem är motiverat endast om antalet radiatorer är mer än 8-10 och den totala längden på rörledningen är över 70 m.

Materialförbrukningen i Tichelman-systemet ökar avsevärt om det är omöjligt att linda radiatornätet i en ring, det vill säga att placera värmerörledningen strikt längs byggnadens omkrets. Detta hindras vanligtvis av dörröppningar och glasfronter till golvet. I sådana fall är det nödvändigt att montera ett ytterligare rör, genom vilket kylvätskan kommer tillbaka till pannrummet, och eftersom den totala längden på en godtyckligt tagen slinga ökar med minst hälften, ökar den nominella ledningens passage eller pumpprestanda. I princip kan ytterligare kostnader undvikas på grund av uppsamlingen av kollektorsystemet, men det är bättre att utföra en preliminär jämförande beräkning av materialförbrukningen.

Hydrauliska data

Driften av systemet baserat på Tichelman-loopprincipen är mycket stabil. Detta faktum visas tydligt med data från den hydrauliska beräkningen, men detta kräver att ett antal installationsregler följs..

Det huvudsakliga funktionella elementet i ett sådant system är den hydrauliska pumpen. Det skapar tryck vid utloppet, det vill säga vid tillförseln och ett vakuum vid inloppsreturen. Numeriskt minskar värdet på båda värdena med avståndet från pumpen, och tryckfallet inträffar inte linjärt, det beskrivs av det kvadratiska värdet för det dynamiska trycket. Detta mönster kan spåras både för matningslinjen och för returledningen, konventionellt kan fallet beskrivas med hjälp av exemplet på en 100 m lång ledning:

Avstånd från pumpen i kylvätskans rörelseriktning (m)	Tillförselstryck (% av nominellt)	Återgå vakuum (% av nominellt)	Kylarens tryckfall
tio	90%	fem%	95%
20	75%	20%	95%
trettio	55%	35%	90%
50	45%	40%	85%
60	40%	45%	85%
70	35%	55%	90%
80	20%	75%	95%
90	fem%	90%	95%

Dessa är medelvärden, men även från dem kan man se att med en uppenbar enhetlighet är tryckförlusten i mitten av radiatornätet något högre än vid kanterna. På grund av den proportionella förändringen i tryck och vakuum i varje kylare bibehålls nästan samma tryckskillnad i varje uppvärmningsanordning, men för korrekt och stabil drift av Tichelman-slingan bör ett antal regler följas, som kommer att diskuteras vidare.

Pannrum

Ett två-rörssystem med en rörelse av kylvätskan kan antingen vara öppet eller stängt. Som vi redan sagt är pumpen det viktigaste funktionen, så installationen kan inte undvikas. Du bör inte räkna med naturlig cirkulation även med korrekt organiserade övre rörledningar. Som vi redan har sagt innehåller en typisk Tichelman-slinga 10 eller fler radiatorer; det är osannolikt att en sådan arm endast kan pressas genom gravitationsrörelse..

Den traditionella säkerhetstrojken är installerad på pannans matningsuttag: en automatisk luftventilation, en avluftningsventil och en tryckmätare. För öppna system måste leveransutloppet vara anordnat i en vertikal kanal upp till lutningens höjd, en öppen expansionsbehållare installeras vid den högsta punkten. Vidare riktas tillförselsröret direkt till distributionsnätet.

En cirkulationspump installeras på pannens retur, vars prestanda bestäms av hela systemets hydrauliska motstånd. Direkt framför pumpen finns en sil, och omedelbart efter pumpen finns en tee för anslutning av en expansionsbehållare och en lågpunktsmätare. Även på denna plats visas påfyllningsröret.

Avstängningsventiler för pannrum representeras av fullborrade kulaventiler, som är installerade:

• på båda sidor av pumpen
• vid utloppet till expansionsbehållaren
• på påfyllningsröret
• vid anslutningspunkterna för pannan till elnätet

Dessutom kan ett anslutande förbikopplingsrör installeras i pannrummet, i det gap där en elektrisk normalt stängd ventil är installerad, som utlöses när cirkulationen stoppas. Bypasset måste sättas in före cirkulationspumpen: förbikopplingen är utformad för att skydda mot temperaturchock och den stänger av pannans värmeväxlare från elnätet och inte tvärtom.

Tichelman-systemet är också bra genom att med en relativt hög effekt i radienätet är det möjligt att driva från en panna med ett inbyggt komplex av hydraulisk utrustning. Men om det är nödvändigt att koordinera driften av radiatornätet och det varma golvet, är varje arm i systemet utrustad med sin egen cirkulationspump. Om prestandan i axlarna är betydligt annorlunda är installationen av en hydraulpil nödvändig.

Rörsystem

Både den övre och nedre ledningen på Tichelman-slingan är vanligtvis tillverkade med PPR-rör. Om dold rörledning krävs, rekommenderas det att använda PEX-systemet med infästningsbeslag. Om rör ska läggas i fasta underlag, bör en isolerande mantel användas..

Tichelman-värmesystemet för ett envåningshus är extremt enkelt. Kylvätsketillförselsledningen går från värmeenheten längs hela radiatornätverket. Den nominella nominella rördiametern bibehålls tills den näst sista radiatorn i raden, varefter övergången till radiatorkopplingens diameter utförs, vanligtvis 20 mm polypropylen eller 16 mm PEX. Returströmledningen läggs i samma ordning, men mot tillförseln, det vill säga den första radiatorn i riktning mot det heta kylvätskeflödet är anslutet med en reducerad diameter.

Om Tichelman-systemet är anordnat på flera våningar krävs installation av en vertikal stigare. Huvudförsörjningsröret följer till den högsta punkten från vilken en gren är gjord för att mata övervåningen. Därefter slår linjen ner, i detta avsnitt skärs fodret in för alla nedre golv. Den gemensamma returströmsledningen utförs analogt med ett två-rörssystem med en motsatt rörelse av kylvätskan, det vill säga den fungerar helt enkelt som en uppsamlingslinje.

Rörens diameter för Tichelman-slingan beräknas enligt de allmänna metoderna för beräkning av värmeteknik, baserat på valet av det optimala Kvs-värdet för huvudrören. Samtidigt är det önskvärt att en stegvis understatering av den nominella borrningen inte inträffar i kylvätskans rörelseriktning, annars kommer den naturliga balanseringen av systemet inte att vara så hög kvalitet. I system med en längd distributionsrörledningar upp till 120 m anses huvudrörets nominella hål vara minst 270 mm², och för rör som ansluter radiatorer – cirka 130 mm².

Kylarbeslag

Du kan ofta komma överens om att ett två-rörs värmesystem med en rörelse av kylvätskan inte behöver komplettera radiatorerna med styrventiler. Det antas att detta faktum förmodligen utjämnar extrakostnaderna för ytterligare rör och rördelar för dem. Men det är knappast möjligt att använda radiatorerna i detta fall..

Termostatiska huvuden för radiatorer i Tichelmann-systemet måste installeras utan fel. Utan dem är det omöjligt att anpassa radiatorerna i olika rum, vilket inte är särskilt bekvämt under förändrade klimatförhållanden. När det gäller balansventilerna (gaspinnarna) är kontroversen särskilt het på denna poäng. Som nämnts ovan noteras ett tryckfall över radiatorerna, även med en passering av kylvätskan. Med korrekt beräkning av systemet kan detta fenomen kompenseras genom att variera antalet sektioner i radiatorerna i olika zoner. Men även om det finns en minimal risk för fel, är det bäst att installera reglerventiler på åtminstone de första radiatorerna i varje ände..

Tichelmann-slingan kan också balanseras med statiska justeringsmetoder. Vi pratar om den så kallade ”brickan”. Om de lokala motståndskoefficienterna är förutbestämda genom hydrauliska beräkningar, kan styrventilerna ersättas med skär som sänker den nominella storleken med en viss mängd. Av de enklaste alternativen kan du erbjuda självgjorda O-ringar med olika innerdiametrar, som är installerade på platserna för gängade anslutningar av radiatorer.