Sistem de încălzire Bucla Tichelman: diagrama și calculul

Conținutul articolului



Unul dintre cele mai interesante subiecte în domeniul ingineriei căldurii este sistemele de încălzire cu o alimentare asociată cu două conducte de lichid de răcire, menționată printre maeștri ca schema Tichelman. Dispozitivul lor este cu adevărat unic: sistemul practic nu necesită echilibrare, se caracterizează printr-o funcționare stabilă, dar în același timp prezintă și o serie de dezavantaje.

Sistem de încălzire Bucla Tichelman: diagrama și calculul

Descrierea sistemului

În cercurile profesionale, bucla Tichelman se numește sistem de încălzire cu două conducte cu o mișcare de trecere a lichidului de răcire. Acest nume reflectă pe deplin esența și principiul funcționării, caracteristicile distinctive sunt cel mai bine văzute pe fundalul unui sistem cu două conducte cu o mișcare inversă a lichidului de răcire, care este familiar aproape tuturor.

Imaginează-ți o rețea de radiatoare desfășurată în linie dreaptă. În schema clasică, unitatea de încălzire este amplasată la începutul acestui rând, de pe ea de-a lungul întregii rețele urmează două conducte pentru alimentarea, respectiv, a lichidului de răcire rece. În acest caz, fiecare radiator este un fel de șunt, prin urmare, cu cât distanța dispozitivului de încălzire de unitatea de încălzire este mai mare, cu atât rezistența hidraulică este mai mare în bucla de conectare a acestuia.

Sistem de încălzire Bucla Tichelman: diagrama și calculul1 – Schemă de conectare cu două conducte pentru caloriferele cu lichid de răcire contracurent în alimentare și retur; 2 – schema de cablare Bucla Tichelman cu conexiune de trecere

Dacă turnăm un rând de calorifere într-un inel, atunci ambele margini ale acestuia vor alătura unității de căldură. În acest caz, este mult mai rentabil să vă asigurați că conducta de retur nu direcționează lichidul de răcire înapoi în camera cazanului, ci continuă să urmeze lanțul, adică pe parcurs. Cu alte cuvinte, conducta de alimentare urmează de la unitatea de încălzire și se termină la caloriferul extrem, la rândul său, conducta de retur provine de la primul calorifer și se duce în camera cazanelor. Același principiu poate fi pus în aplicare chiar dacă caloriferele sunt amplasate liniar în spațiu, pur și simplu din locul în care radiatorul extrem este introdus în conducta de retur, conducta se desfășoară pentru a returna lichidul de răcire răcit. În același timp, într-o anumită zonă, sistemul de încălzire va fi cu trei conducte, astfel încât bucla Tichelman se mai numește uneori.

Sistem de încălzire Bucla Tichelman: diagrama și calcululBucla Tichelman cu amplasarea caloriferelor în perimetrul clădirii. De la fiecare calorifer, lungimea totală a conductelor de alimentare și retur este aproximativ aceeași. 1 – cazan de încălzire; 2 – grup de securitate; 3 – radiatoare de încălzire; 4 – conducta de alimentare; 5 – conducta de retur; 6 – pompă de circulație; 7 – rezervor de expansiune

Dar de ce sunt necesare astfel de complicații? Dacă studiați cu atenție diagrama, se dovedește că suma lungimilor conductelor de alimentare și retur pentru fiecare calorifer este aceeași. De aici concluzia: rezistența hidraulică a fiecărei bucle de conectare individuale este echivalentă cu restul secțiunilor, adică sistemul pur și simplu nu are nevoie de echilibrare.

Zona de aplicare

Cu toate acestea, tentația de a evita reglarea sistemului hidraulic nu ar trebui să conducă la decizii pripite și erupte. Sistemul asociat cu două conducte este caracterizat printr-un consum mare de materiale, de aceea instalarea sa nu este justificată în toate cazurile.

Sistem de încălzire Bucla Tichelman: diagrama și calculul

Să considerăm un astfel de concept ca gradul de „presare” a dispozitivului de încălzire atunci când se echilibrează un sistem de retur cu două conducte. Prin subestimarea trecerii nominale în punctul de conectare al primelor câteva radiatoare, este posibil să se reducă debitul lichidului de răcire din ele, reducând astfel căderea de presiune, astfel încât să rămână o presiune suficientă în secțiunile ulterioare ale rețelei. Dacă rețeaua de radiatoare constă dintr-un număr mare de dispozitive de încălzire situate la o distanță mare unul de celălalt, debitul pe caloriferele inițiale va trebui să fie limitat într-o asemenea măsură încât debitul din ele nu va fi suficient pentru eliberarea normală a căldurii. Acest lucru forțează utilizarea pompelor cu o capacitate mai mare, motiv pentru care este generat un zgomot vizibil în fluxul lichidului de răcire în nodurile individuale. În general, putem spune că dispozitivul unui sistem de trecere cu două conducte este justificat doar atunci când numărul de radiatoare este mai mare de 8-10, cu o lungime totală a structurii conductei peste 70 m.

Consumul de materiale al sistemului Tichelman crește semnificativ dacă este imposibil să înfășurați rețeaua de radiatoare într-un inel, adică să așezați conducta de încălzire strict de-a lungul perimetrului clădirii. Acest lucru este în mod obișnuit împiedicat de ușile și fronturile vitrate către podea. În astfel de cazuri, este necesar să se monteze o conductă suplimentară, prin care lichidul de răcire să revină în camera cazanului și, deoarece lungimea totală a unei bucle luate în mod arbitrar crește cu cel puțin jumătate, pentru a crește alezajul nominal al conductei principale sau capacitatea pompei. În principiu, costurile suplimentare pot fi evitate datorită dispozitivului sistemului de colectare (fascicul), cu toate acestea, este mai bine să efectuați un calcul comparativ preliminar al consumului de material.

Date hidraulice

Funcționarea unui sistem bazat pe principiul buclei Tichelman este foarte stabilă. Acest fapt este demonstrat în mod clar de datele de calcul hidraulic, cu toate acestea, acest lucru necesită respectarea mai multor reguli de instalare..

Sistem de încălzire Bucla Tichelman: diagrama și calculul

Elementul principal funcțional al unui astfel de sistem este pompa hidraulică. Creează presiune la ieșire, adică la alimentare și un vid la întoarcere. Numeric, valoarea ambelor valori scade odată cu distanța față de pompă, iar scăderea presiunii nu se produce liniar, este descrisă de valoarea patratică a presiunii dinamice. Acest model poate fi urmărit atât pentru linia de alimentare, cât și pentru linia de retur, în mod convențional, căderea poate fi descrisă folosind exemplul unei conducte de 100 m lungime:

Distanța de la pompă în direcția de mișcare a lichidului de răcire (m)Presiunea de alimentare (% din valoarea nominală)Vacuum de retur (% din nominal)Cădere de presiune a radiatorului
zece90%cinci%95%
2075%20%95%
treizeci55%35%90%
5045%40%85%
6040%45%85%
7035%55%90%
8020%75%95%
90cinci%90%95%

Aceasta este o medie de date, dar chiar și din ele se poate observa că, cu o uniformă aparentă, pierderea de presiune în mijlocul rețelei de radiatoare este puțin mai mare decât la margini. Într-adevăr, datorită schimbării proporționale a presiunii și a vidului în fiecare calorifer, se păstrează aproape aceeași diferență de presiune în fiecare dispozitiv de încălzire, cu toate acestea, pentru funcționarea corectă și stabilă a buclei Tichelman, trebuie respectate o serie de reguli, despre care se va discuta în continuare..

Conductele camerei cazanului

Un sistem cu două conducte cu o mișcare de trecere a lichidului de răcire poate fi deschis sau închis. După cum am spus deja, pompa este elementul principal de funcționare, astfel încât instalarea sa nu poate fi evitată. Nu trebuie să contați pe circulația naturală chiar și cu conducte superioare organizate corespunzător. Așa cum am spus deja, o buclă tipică Tichelmann conține 10 sau mai multe calorifere, este puțin probabil să împingem un astfel de umăr doar prin mișcare gravitațională.

Sistem de încălzire Bucla Tichelman: diagrama și calculul

La ieșirea de alimentare a cazanului este instalată o troică tradițională de siguranță: o aerisire automată, o supapă de evacuare și un manometru. Pentru sisteme deschise, priza de livrare trebuie să fie aranjată într-un canal vertical până la înălțimea de formare a pantei, un rezervor de expansiune deschis este instalat în punctul cel mai înalt. Mai departe, conducta de alimentare este direcționată direct către rețeaua de distribuție.

Pe returul cazanului este instalată o pompă de circulație, a cărei performanță este determinată de rezistența hidraulică a întregului sistem. Un filtru este amplasat direct în fața pompei și imediat după pompă există un tee pentru conectarea unui rezervor de expansiune și un manometru cu punct scăzut. Tot în acest loc, este afișată conducta de umplere.

Sistem de încălzire Bucla Tichelman: diagrama și calculul

Robinetele de închidere a camerei cazanului sunt reprezentate de supape cu bilă, care sunt instalate:

  • pe ambele părți ale pompei
  • la ieșirea rezervorului de expansiune
  • la conducta de umplere
  • în punctele de conectare a centralei la priză

În plus, în camera cazanului poate fi instalat un tub de conectare de conectare, în intersecția căruia este instalată o supapă electrică normal închisă, care se declanșează la oprirea circulației. Insertia de by-pass trebuie efectuată înaintea pompei de circulație: bypass-ul este conceput pentru a proteja împotriva șocului de temperatură și scoate schimbătorul de căldură din cazan de la rețea și nu invers.

Sistem de încălzire Bucla Tichelman: diagrama și calculul

Sistemul Tichelman este bun și prin faptul că, cu o putere relativ mare a rețelei de radiatoare, este posibil să funcționeze de la un cazan cu un complex integrat de echipamente hidraulice. Cu toate acestea, dacă este necesară coordonarea funcționării rețelei de radiatoare și a podelei calde, fiecare braț al sistemului este echipat cu pompa de circulație proprie. Dacă performanțele din umeri sunt semnificativ diferite, este necesară o săgeată hidraulică.

Sistem de conducte

Atât cablurile superioare, cât și cele inferioare ale buclei Tichelman sunt realizate de obicei cu conducte PPR. Dacă este necesară o conductă ascunsă, se recomandă utilizarea sistemului PEX cu fiting-uri. În cazul în care conductele trebuie așezate în substraturi solide, trebuie utilizată o teacă izolantă..

Sistemul de încălzire Tichelman pentru o casă cu un etaj este extrem de simplu. Conducta de alimentare cu lichid de răcire circulă de la unitatea de încălzire de-a lungul întregii rețele de radiatoare. Diametrul nominal al conductei nominale rămâne până la penultimul radiator din rând, după care se face trecerea la diametrul conexiunii cu radiatorul, de obicei 20 mm polipropilenă sau 16 mm PEX. Conducta curentului de retur este așezată în aceeași ordine, dar spre flux, adică primul radiator în direcția debitului de răcire la cald este conectat cu un diametru redus.

Sistem de încălzire Bucla Tichelman: diagrama și calculul

Dacă sistemul Tichelman este amenajat pe mai multe etaje, este necesară instalarea unui rider vertical. Conducta principală de alimentare urmează cel mai înalt punct din care este făcută o ramură pentru a alimenta etajul superior. După aceasta, linia se coboară, în această secțiune, alimentarea este tăiată pentru toate etajele inferioare. Conducta curentă de retur obișnuită este realizată prin analogie cu un sistem cu două conducte cu o mișcare opusă a lichidului de răcire, adică pur și simplu acționează ca o linie de colectare.

Diametrul conductelor pentru bucla Tichelman se calculează în conformitate cu metodele generale de calcul al ingineriei termice, pe baza alegerii valorii Kvs optime a conductelor principale. În același timp, este de dorit să nu existe o subestimare treptată a alezajului nominal în direcția de mișcare a lichidului de răcire, altfel echilibrarea naturală a sistemului nu va fi atât de înaltă calitate. În sistemele cu lungimea conductelor de distribuție de până la 120 m, alezajul nominal al conductelor principale este considerat a fi cel puțin 270 mm2, și pentru conducte care conectează radiatoare – aproximativ 130 mm2.

Sistem de încălzire Bucla Tichelman: diagrama și calculul

Fitinguri radiatoare

De multe ori puteți găsi părerea că un sistem de încălzire cu două conducte cu o mișcare de trecere a lichidului de răcire nu trebuie să completeze caloriferele cu supape de control. Se crede că acest fapt nivelează costurile suplimentare pentru conductele și armăturile suplimentare pentru acestea. Cu toate acestea, funcționarea corectă a caloriferelor în acest caz este cu greu posibilă..

Capetele termostatice pentru caloriferele din sistemul Tichelmann trebuie instalate fără avarie. Fără ele, este imposibil să personalizați caloriferele în camere diferite, ceea ce nu este foarte confortabil în condițiile climatice schimbătoare. În ceea ce privește supapele de echilibrare (clapete de accelerare), controversa este deosebit de fierbinte pentru acest scor. Așa cum am menționat mai sus, chiar și cu o mișcare de trecere a lichidului de răcire, se observă o cădere de presiune pe calorifere. Prin calculul corect al sistemului, acest fenomen poate fi compensat prin modificarea numărului de secțiuni din caloriferele din diferite zone. Cu toate acestea, dacă există chiar și un risc minim de eroare, este mai bine să instalați supape de control pe cel puțin primele calorifere la fiecare capăt..

Sistem de încălzire Bucla Tichelman: diagrama și calculul

Bucla Tichelmann poate fi de asemenea echilibrată prin metode de reglare statică. Vorbim despre așa-numita „mașină de spălat”. Dacă coeficienții de rezistență locali sunt prestabiliți prin calcul hidraulic, supapele de comandă pot fi înlocuite cu inserții care scad dimensiunea nominală cu o anumită cantitate. Dintre cele mai simple opțiuni, puteți oferi inele O realizate de sine cu diametre interioare diferite, care sunt instalate în locurile conexiunilor filetate ale caloriferelor.

Evaluează articolul
( Nu există încă evaluări )
Distribuie prietenilor
Recomandări și sfaturi în orice domeniu al vieții
Adauga un comentariu

Dând clic pe butonul „Trimiteți comentariul”, sunt de acord cu prelucrarea datelor cu caracter personal și accept politica de confidențialitate