Sadržaj članka
- Opis sistema
- Područje primjene
- Hidraulički podaci
- Cijevi kotlovnice
- Sustav cjevovoda
- Oprema za radijatore
Jedna od najzanimljivijih tema toplinskog inženjerstva su sustavi grijanja s pripadajućom opskrbom rashladnom tekućinom s dvije cijevi, koji se među majstorima nazivaju Tichelmanova shema. Njihov je uređaj stvarno jedinstven: sustav praktički ne zahtijeva uravnoteženje, odlikuje ga stabilan rad, ali istovremeno ima i niz nedostataka.
Opis sistema
U profesionalnim krugovima Tichelmanova petlja naziva se dvocijevni sustav grijanja s prolaznim kretanjem rashladne tekućine. Ovaj naziv u potpunosti odražava suštinu i princip rada, razlikovne karakteristike najbolje se vide na pozadini dvocijevnog sustava s obrnutim kretanjem rashladne tekućine, što je poznato gotovo svima.
Zamislite mrežu radijatora smještene u ravnoj liniji. U klasičnoj shemi, grijaća jedinica nalazi se na početku ovog reda, od nje duž cijele mreže slijede dvije cijevi za dovod vrućeg i povrat hladnog rashladnog sredstva. U ovom je slučaju svaki radijator svojevrsni rang, dakle, što je daljnja udaljenost grijaćeg uređaja od grijaće jedinice, to je veći hidraulički otpor u petlji njegove veze..
1 – Dvocijevni dijagram povezivanja za radijatore s protustrujnim rashladnim sredstvom u dovodu i povratku; 2 – shema ožičenja Tichelman-ova petlja s prolaznim spojem
Ako niz radijatora umotamo u prsten, tada će se oba njegova ruba nalaziti uz toplinsku jedinicu. U ovom je slučaju mnogo isplativije osigurati da povratni cjevovod ne usmjerava rashladnu tekućinu natrag u kotlovnicu, već nastavlja pratiti lanac, to jest duž puta. Drugim riječima, opskrbna cijev slijedi iz grijaće jedinice i završava na krajnjem radijatoru, zauzvrat, povratna cijev potječe od prvog radijatora i odlazi u kotlovnicu. Isti princip može se primijeniti čak i ako su radijatori smješteni linearno u prostoru, jednostavno od mjesta gdje je ekstremni radijator umetnut u povratnu cijev, cijev se odvija kako bi vratila rashlađenu rashladnu tekućinu. Istodobno, u određenom području sustav grijanja bit će trocijevni, pa se Tichelman-ova petlja također ponekad naziva.
Tichelman-ova petlja s postavljanjem radijatora po obodu zgrade. Ukupna duljina dovodnih i povratnih cijevi otprilike je jednaka za svaki radijator. 1 – grijaći kotao; 2 – sigurnosna skupina; 3 – radijatori grijanja; 4 – opskrbna cijev; 5 – povratna cijev; 6 – cirkulacijska pumpa; 7 – ekspanzijski spremnik
Ali zašto su takve komplikacije potrebne? Ako pažljivo proučite dijagram, ispada da je zbroj duljina dovodnog i povratnog cjevovoda za svaki radijator isti. Odatle zaključak: hidraulički otpor svake pojedinačne spojne petlje ekvivalentan je ostatku odjeljaka, to jest, sustav jednostavno ne treba uravnotežiti.
Područje primjene
Međutim, iskušenje da se izbjegne hidraulično prilagođavanje sustava ne bi trebalo dovesti do žurnih odluka osipa. Dvocijevni sustav povezan je s velikom potrošnjom materijala, stoga njegova ugradnja nije opravdana u svim slučajevima.
Razmotrimo takav koncept kao stupanj “pritiskanja” uređaja za grijanje pri uravnoteženju povratnog sustava s dvije cijevi. Podcjenjivanjem nazivnog prolaza na mjestu spajanja prvih nekoliko radijatora moguće je smanjiti protok rashladne tekućine u njima, smanjujući na taj način pad tlaka, tako da u sljedećim odjeljcima mreže ostaje dovoljan tlak. Ako se mreža radijatora sastoji od velikog broja grijaćih uređaja koji se nalaze na velikoj udaljenosti jedan od drugog, protok u početnim radijatorima mora biti ograničen do te mjere da protok u njima neće biti dovoljan za normalno oslobađanje topline. To prisiljava na upotrebu crpki većeg kapaciteta, zbog čega se tijekom protoka rashladne tekućine u pojedinim čvorovima stvara primjetna buka. Općenito, možemo reći da je uređaj dvocijevnog prolaznog sustava opravdan samo kad je broj radijatora veći od 8-10 s ukupnom duljinom potpornog cjevovoda preko 70 m.
Potrošnja materijala sustava Tichelman značajno se povećava ako je nemoguće zamotati mrežu radijatora u prsten, to jest postaviti cjevovod za grijanje strogo po obodu zgrade. Obično ih ometaju vrata i ostakljene fronte do poda. U takvim je slučajevima potrebno montirati dodatnu cijev, preko koje će se rashladno sredstvo vratiti u kotlovnicu, a budući da se ukupna duljina proizvoljno uzete petlje povećava za barem pola, kako bi se povećao nazivni prolaz glavnog voda ili performanse crpke. U principu, dodatni troškovi mogu se izbjeći zbog uređaja sustava kolektora (grede), međutim, bolje je izvršiti preliminarni komparativni proračun potrošnje materijala.
Hidraulički podaci
Rad sustava temeljen na principu Tichelmanove petlje vrlo je stabilan. Ova činjenica jasno je prikazana pomoću podataka hidrauličkog izračuna, ali to zahtijeva poštivanje brojnih pravila ugradnje..
Glavni funkcionalni element takvog sustava je hidraulička pumpa. Stvara pritisak na izlazu, odnosno na dovodu, i vakuum na ulazu – povratku. Numerički se vrijednost obje vrijednosti smanjuje s odmakom od crpke, a pad tlaka se ne javlja linearno, opisuje se kvadratnom vrijednošću dinamičkog tlaka. Ovaj se obrazac može pratiti i za dovodnu i za povratnu liniju, uobičajeno, pad se može opisati primjerom cjevovoda dugog 100 m:
Udaljenost od crpke u smjeru kretanja rashladne tekućine (m) Tlak dovoda (% od nazivnog) Povratni vakuum (% od nominalnog) Pad pritiska radijatora deset 90% pet% 95% 20 75% 20% 95% trideset 55% 35% 90% 50 45% 40% 85% 60 40% 45% 85% 70 35% 55% 90% 80 20% 75% 95% 90 pet% 90% 95% To su prosječni podaci, ali čak se i iz njih može vidjeti da je s prividnom jednolikošću gubitak tlaka u sredini mreže radijatora nešto veći nego na rubovima. Doista, zbog proporcionalne promjene tlaka i vakuuma u svakom radijatoru, održava se gotovo ista razlika u tlaku u svakom uređaju za grijanje, međutim, za ispravan i stabilan rad Tichelmanove petlje, potrebno je poštivati brojna pravila koja će se dalje raspravljati.
Cijevi kotlovnice
Dvocijevni sustav s prolaznim pomicanjem rashladne tekućine može biti ili otvoren ili zatvoren. Kao što smo već rekli, crpka je glavni funkcionalni element, tako da se njezina ugradnja ne može izbjeći. Ne biste trebali računati na prirodnu cirkulaciju čak ni s pravilno organiziranim gornjim cijevima. Kao što smo već rekli, tipična Tichelmannova petlja sadrži 10 ili više radijatora; malo je vjerojatno da se takva ruka može pritisnuti samo gravitacijskim kretanjem.
Na izlazu iz kotla ugrađuje se tradicionalna sigurnosna trojka: automatski ventilacijski otvor, ventil za odzračivanje i manometar. Za otvorene sustave dovodni otvor mora biti organiziran u vertikalnom kanalu do visine formacije nagiba, na najvišoj točki instaliran je otvoreni ekspanzijski spremnik. Nadalje, opskrbna cijev usmjerava se izravno na distribucijsku mrežu.
Na povratku kotla ugrađena je jedna cirkulacijska crpka, čija se izvedba određuje hidrauličkim otporom cijelog sustava. Ceduljica se nalazi neposredno ispred pumpe, a odmah nakon pumpe nalazi se vod za povezivanje ekspanzijskog spremnika i manometra. Također na ovom mjestu je prikazana cijev za punjenje.
Zaporni ventili kotlovnice predstavljeni su kugličnim ventilima s potpunim provrtom, koji su ugrađeni:
- s obje strane pumpe
- na izlazu ekspanzijskog spremnika
- na cijevi za punjenje
- na mjestima spajanja kotla na glavni
Pored toga, u kotlovnici se može ugraditi spojna zaobilazna cijev, u prazninu je ugrađen električno normalno zatvoreni ventil, koji se aktivira kada zaustavi cirkulaciju. Uložak za obilaznicu mora se izvesti prije cirkulacijske crpke: bajpas je dizajniran za zaštitu od temperaturnog udara i aktivira izmjenjivač topline kotla iz mreže, a ne obrnuto.
Sustav Tichelman dobar je i po tome što je, s relativno velikom snagom mreže radijatora, moguće upravljati iz kotla s ugrađenim kompleksom hidrauličke opreme. Međutim, ako je potrebno koordinirati rad mreže radijatora i toplog poda, svaki krak sustava opremljen je vlastitom cirkulacijskom crpkom. Ako su performanse u ramenima značajno različite, potrebno je ugraditi hidrauličnu strelicu.
Sustav cjevovoda
I gornje i donje ožičenje petlje Tichelman obično se izrađuju od PPR cijevi. Ako su potrebni skriveni cjevovodi, preporučuje se korištenje PEX sustava s ugradnim spojnicama. Ako se cijevi moraju polagati u čvrste podloge, treba koristiti izolacijski omotač..
Tichelmanov sustav grijanja za jednokatnu kuću izuzetno je jednostavan. Cjevovod za dovod rashladne tekućine teče od grijaće jedinice duž čitave mreže radijatora. Nominalni nazivni promjer cijevi ostaje sve do pretposljednjeg radijatora u nizu, nakon čega se vrši prijelaz na promjer priključka radijatora, obično 20 mm polipropilena ili 16 mm PEX. Cjevovod povratne struje postavlja se istim redoslijedom, ali prema opskrbi, to jest, prvi radijator u smjeru protoka vruće rashladne tekućine povezan je smanjenim promjerom.
Ako je sustav Tichelman raspoređen na nekoliko katova, potrebna je ugradnja vertikalnog uspona. Glavna opskrbna cijev slijedi do najviše točke od koje je napravljena grana za dovod gornjeg kata. Nakon toga, linija se smanjuje, u ovom dijelu je izrezana hrana za sve donje etaže. Cevovod za zajedničku povratnu struju izvodi se analogno s dvocijevnim sustavom sa suprotnim kretanjem rashladne tekućine, to jest, jednostavno djeluje kao sabirna linija.
Promjer cijevi za Tichelmanovu petlju izračunava se prema općim metodama izračunavanja toplinske tehnike, temeljenim na izboru optimalne vrijednosti Kvs glavnih cijevi. Istodobno je poželjno da se postupno podcjenjivanje nazivnog provrta ne dogodi u smjeru kretanja rashladnog sredstva, jer u suprotnom prirodno uravnoteženje sustava neće biti toliko kvalitetno. U sustavima s duljinom distribucijskih cjevovoda do 120 m, nazivni provrt glavnih cijevi smatra se najmanje 270 mm2, a za cijevi koje povezuju radijatore – oko 130 mm2.
Oprema za radijatore
Često možete naići na mišljenje da dvocijevni sustav grijanja s prolaznim pomicanjem rashladne tekućine ne treba dopuniti radijatore upravljačkim ventilima. Vjeruje se da ta činjenica navodno umanjuje dodatne troškove dodatnih cijevi i priključaka za njih. Međutim, ispravan rad radijatora u ovom slučaju teško je moguć..
Termostatske glave za radijatore u sustavu Tichelmann moraju se instalirati bez greške. Bez njih je nemoguće prilagoditi radijatore u različitim sobama, što nije baš ugodno u promjenjivim klimatskim uvjetima. Što se tiče ventila za uravnoteženje (leptira za gas), kontroverza je posebno aktualna na ovom mjestu. Kao što je gore spomenuto, čak i pri prolaznom pokretu rashladne tekućine primjećuje se pad tlaka preko radijatora. Pravilnim proračunom sustava, ovaj se fenomen može nadoknaditi promjenom broja odjeljaka u radijatorima različitih zona. Međutim, ako postoji i minimalan rizik od pogreške, najbolje je instalirati upravljačke ventile na barem prvih nekoliko radijatora na svakom kraju..
Tichelmannova petlja također se može uravnotežiti metodama statičkog prilagođavanja. Govorimo o takozvanoj “perilici”. Ako su lokalni koeficijenti otpora predodređeni hidrauličkim proračunima, kontrolni ventili mogu se zamijeniti umetcima koji na određenu količinu spuštaju nazivnu veličinu. Od najjednostavnijih opcija, možete ponuditi samostalno izrađene O-prstenove različitog unutarnjeg promjera, koji se postavljaju na spojeve s navojem radijatora..
Molim vas, možete li mi objasniti kako funkcionira sustav grijanja Tichelman-ove petlje? Također, da li je moguće dobiti dijagram i proračun za taj sustav? Hvala vam unaprijed!