Viena no interesantākajām tēmām siltumtehnikā ir apkures sistēmas ar saistītu dzesēšanas šķidruma padevi ar diviem caurulēm, ko meistari dēvē par Tichelman shēmu. Viņu ierīce ir patiešām unikāla: sistēmai praktiski nav nepieciešama balansēšana, to raksturo stabila darbība, taču tajā pašā laikā tai ir arī virkne trūkumu..
Sistēmas apraksts
Profesionālos aprindos Tichelman cilpu sauc par divu cauruļu apkures sistēmu ar dzesēšanas šķidruma kustību. Šis nosaukums pilnībā atspoguļo darbības būtību un principu, atšķirīgās iezīmes vislabāk saskatāmas uz divu cauruļu sistēmas fona ar dzesēšanas šķidruma apgrieztu kustību, kas ir pazīstams gandrīz visiem.
Iedomājieties radiatoru tīklu, kas izvietots taisnā līnijā. Klasiskajā shēmā siltummezgls atrodas šīs rindas sākumā, no tā gar visu tīklu seko divām caurulēm attiecīgi karstā un aukstā dzesēšanas šķidruma padevei. Tajā pašā laikā katrs radiators ir sava veida šunta, tāpēc, jo vairāk sildīšanas ierīces tiek noņemta no sildīšanas ierīces, jo augstāka ir hidrauliskā pretestība tā savienojuma cilpā..
1 – radiatoru ar divu cauruļu savienojuma shēmu ar pretplūsmas dzesēšanas šķidrumu piegādes un atgriešanas laikā; 2 – elektroinstalācijas shēma Tichelman cilpa ar caurlaidīgu savienojumu
Ja mēs ritinātu radiatoru rindu gredzenā, tad abas tā malas pieguļos pie siltummezgla. Šajā gadījumā daudz izdevīgāk ir pārliecināties, ka atgaitas cauruļvads nenosūta dzesēšanas šķidrumu atpakaļ katlu telpā, bet turpina sekot ķēdei, tas ir, pa visu ceļu. Citiem vārdiem sakot, padeves caurule seko no sildīšanas vienības un beidzas pie galējā radiatora, savukārt atpakaļgaitas caurule rodas no pirmā radiatora un iet uz katlu telpu. To pašu principu var īstenot pat tad, ja radiatori ir lineāri izvietoti telpā, vienkārši no vietas, kur galējais radiators ir ievietots atpakaļgaitā, caurule izvēršas, lai atgrieztu atdzesētu dzesēšanas šķidrumu. Tajā pašā laikā noteiktā apgabalā apkures sistēma būs trīscauruļu, tāpēc arī Tichelman cilpu dažreiz sauc.
Tichelman cilpa ar radiatoriem, kas izvietoti ap ēkas perimetru. No katra radiatora kopējais pieplūdes un atpakaļgaitas cauruļu garums ir aptuveni vienāds. 1 – apkures katls; 2 – drošības grupa; 3 – sildīšanas radiatori; 4 – padeves caurule; 5 – atgriezes caurule; 6 – cirkulācijas sūknis; 7 – izplešanās tvertne
Bet kāpēc šādas komplikācijas ir vajadzīgas? Ja uzmanīgi izpētīsit diagrammu, izrādās, ka katra radiatora piegādes un atgriešanas cauruļvadu garumu summa ir vienāda. Līdz ar to secinājums: katras atsevišķās savienojuma cilpas hidrauliskā pretestība ir līdzvērtīga pārējo sekciju daļai, tas ir, sistēmai vienkārši nav nepieciešams balansēt.
Lietošanas joma
Tomēr kārdinājumam izvairīties no hidrauliskas sistēmas pielāgošanas nevajadzētu izraisīt pārsteidzīgus lēmumus par izsitumiem. Ar divām caurulēm saistīto sistēmu raksturo augsts materiāla patēriņš, tāpēc tās uzstādīšana nav pamatota visos gadījumos.
Apsvērsim šādu jēdzienu kā sildīšanas ierīces “nospiešanas” pakāpi, balansējot divu cauruļu atgriešanās sistēmu. Nepietiekami novērtējot nominālo pāreju dažu pirmo radiatoru pieslēguma vietā, ir iespējams samazināt dzesēšanas šķidruma plūsmas ātrumu tajos, tādējādi samazinot spiediena kritumu, lai nākamajos tīkla posmos saglabājas pietiekams spiediens. Ja radiatoru tīklu veido liels skaits apkures ierīču, kas atrodas lielā attālumā viens no otra, plūsma uz sākotnējiem radiatoriem būs jāierobežo tādā mērā, lai plūsma tajos nebūtu pietiekama normālai siltuma izdalīšanai. Tas liek izmantot sūkņus ar lielāku jaudu, tāpēc dzesēšanas šķidruma plūsmā atsevišķos mezglos rodas ievērojams troksnis. Kopumā var teikt, ka divu cauruļu caurlaides sistēmas ierīce ir attaisnojama tikai tad, ja radiatoru skaits ir lielāks par 8-10 un cauruļvada kopējais garums pārsniedz 70 m.
Tichelman sistēmas materiāla patēriņš ievērojami palielinās, ja nav iespējams iesaiņot radiatoru tīklu gredzenā, tas ir, stingri novietot apkures cauruļvadu gar ēkas perimetru. To parasti kavē durvju ailes un fasāžu stiklojums pie grīdas. Šādos gadījumos ir nepieciešams uzstādīt papildu cauruli, caur kuru dzesēšanas šķidrums atgriezīsies katlu telpā, un, tā kā patvaļīgi ņemtas cilpas kopējais garums palielinās vismaz uz pusi, lai palielinātu galvenās līnijas nominālo caurlaidi vai sūkņa jaudu. Principā no kolektoru (staru) sistēmas izvietojuma var izvairīties no papildu izmaksām, tomēr labāk ir veikt provizorisku salīdzinošu materiāla patēriņa aprēķinu..
Hidrauliskie dati
Uz Tichelman cilpas principu balstītas sistēmas darbība ir ļoti stabila. Šo faktu skaidri pierāda hidrauliskā aprēķina dati, tomēr tas prasa ievērot vairākus uzstādīšanas noteikumus..
Šādas sistēmas galvenais funkcionālais elements ir hidrauliskais sūknis. Tas rada spiedienu izejā, tas ir, pie pievada, un vakuumu pie ieplūdes atveres – atgriešanos. Skaitliski abu vērtību vērtība samazinās ar attālumu no sūkņa, un spiediena kritums nenotiek lineāri, to raksturo dinamiskā spiediena kvadrātiskā vērtība. Šo modeli var izsekot gan padeves, gan atgriešanās līnijai, parasti kritienu var aprakstīt, izmantojot 100 m gara cauruļvada piemēru:
Attālums no sūkņa dzesēšanas šķidruma kustības virzienā (m) Barošanas spiediens (% no nominālā) Atgriezeniskais vakuums (% no nominālās) Radiatora spiediena kritums desmit 90% pieci% 95% 20 75% 20% 95% trīsdesmit 55% 35% 90% 50 45% 40% 85% 60 40% 45% 85% 70 35% 55% 90% 80 20% 75% 95% 90 pieci% 90% 95% Šie ir vidējie dati, taču pat no tiem var redzēt, ka ar acīmredzamu vienveidību spiediena zudumi radiatora tīkla vidū ir nedaudz lielāki nekā malās. Patiešām, proporcionālu spiediena un vakuuma izmaiņu dēļ katrā radiatorā katrā sildīšanas ierīcē tiek uzturēta gandrīz tāda pati spiediena starpība, tomēr, lai pareizi un stabili darbotos Tichelman cilpa, ir jāievēro vairāki noteikumi, kas tiks apspriesti tālāk.
Katlu telpas cauruļvadi
Divu cauruļu sistēma ar dzesēšanas šķidruma kustību var būt atvērta vai aizvērta. Kā mēs jau teicām, sūknis ir galvenais funkcionējošais elements, tāpēc no tā uzstādīšanas nevar izvairīties. Jums nevajadzētu rēķināties ar dabisko cirkulāciju pat ar pareizi organizētu augšējo cauruļvadu. Kā mēs jau teicām, tipiskā Tichelman cilpa satur 10 vai vairāk radiatorus; maz ticams, ka šādu roku var izspiest tikai ar gravitācijas kustības palīdzību.
Katla padeves izejā ir uzstādīta tradicionālā drošības trijotne: automātiska ventilācijas atvere, atgaisošanas vārsts un manometrs. Atvērtām sistēmām piegādes izeja ir jānovieto vertikālā kanālā līdz nogāzes veidošanās augstumam, visaugstākajā vietā ir uzstādīta atvērta izplešanās tvertne. Turklāt piegādes caurule tiek virzīta tieši uz sadales tīklu.
Katla atgriešanā ir uzstādīts viens cirkulācijas sūknis, kura darbību nosaka visas sistēmas hidrauliskā pretestība. Tieši sūkņa priekšā ir sietiņš, un tūlīt pēc sūkņa ir tee, kas paredzēts izplešanās tvertnes un zemā spiediena mērītāja savienošanai. Arī šajā vietā tiek parādīta uzpildes caurule.
Katlu telpas slēgvārstus attēlo ar pilna urbuma lodveida vārstiem, kas ir uzstādīti:
- abās sūkņa pusēs
- izplešanās tvertnes izejā
- uz iepildīšanas caurules
- katla pieslēguma punktos ar galveno
Katlu telpā papildus var uzstādīt savienojošo apvada cauruli, kuras spraugā ir uzstādīts parasti elektriski noslēgts elektriskais vārsts, kurš tiek iedarbināts, apstādinot cirkulāciju. Apvedceļš jāievieto pirms cirkulācijas sūkņa: apvedceļš ir paredzēts aizsardzībai pret temperatūras triecieniem, un tas novērš katla siltummaini no tīkla, nevis otrādi.
Tichelman sistēma ir laba arī ar to, ka ar salīdzinoši lielu radiatoru tīkla jaudu ir iespējams darboties no katla ar iebūvētu hidraulisko iekārtu kompleksu. Tomēr, ja ir nepieciešams koordinēt radiatora tīkla un siltās grīdas darbību, katra sistēmas roka ir aprīkota ar savu cirkulācijas sūkni. Ja sniegums plecos ir ievērojami atšķirīgs, ir nepieciešama hidrauliskās bultiņas uzstādīšana.
Cauruļvadu sistēma
Gan Tichelman cilpas augšējā, gan apakšējā vadu parasti izgatavo ar PPR caurulēm. Ja nepieciešama slēpta cauruļvads, ieteicams izmantot PEX sistēmu ar iespraužamiem veidgabaliem. Ja caurules ir jāuzliek cietā pamatnē, jāizmanto izolācijas apvalks..
Vienstāva mājas Tichelman apkures sistēma ir ārkārtīgi vienkārša. Dzesēšanas šķidruma padeves cauruļvads ved no siltummezgla pa visu radiatoru tīklu. Nominālais caurules diametrs tiek uzturēts līdz priekšpēdējam radiatoram rindā, pēc kura tiek veikta pāreja uz radiatora savienojuma diametru, parasti tas ir 20 mm polipropilēns vai 16 mm PEX. Atgriešanās strāvas cauruļvads ir izlikts tādā pašā secībā, bet virzienā uz piegādi, tas ir, pirmais radiators karstā dzesēšanas šķidruma plūsmas virzienā ir savienots ar samazinātu diametru.
Ja Tichelman sistēma ir izkārtota vairākos stāvos, ir nepieciešams uzstādīt vertikālu stāvvadu. Galvenā padeves caurule ved uz augstāko punktu, no kura tiek izgatavots zars, lai pabarotu augšējo stāvu. Pēc tam līnija pagriežas uz leju, šajā sadaļā barība tiek iegriezta visos apakšējos stāvos. Kopējo atgriezes strāvas cauruļvadu veic pēc analoģijas ar divu cauruļu sistēmu ar pretēju dzesēšanas šķidruma kustību, tas ir, tas vienkārši darbojas kā savākšanas līnija.
Tichelmana cilpas cauruļu diametrs tiek aprēķināts pēc vispārējām siltumtehnikas aprēķina metodēm, pamatojoties uz galveno cauruļu optimālās Kvs vērtības izvēli. Tajā pašā laikā ir vēlams, lai nominālā urbuma pakāpeniska samazināšana nenotiktu dzesēšanas šķidruma kustības virzienā, pretējā gadījumā sistēmas dabiskais līdzsvarošana nebūs tik kvalitatīva. Sistēmās ar sadales cauruļvadu garumu līdz 120 m tiek uzskatīts, ka galveno cauruļu nominālais urbums ir vismaz 270 mm2, un caurulēm, kas savieno radiatorus – apmēram 130 mm2.
Radiatoru veidgabali
Jūs bieži varat sastapties ar viedokli, ka divu cauruļu apkures sistēmai ar dzesēšanas šķidruma kustību nav jāpapildina radiatori ar vadības vārstiem. Tiek uzskatīts, ka šis fakts it kā izlīdzina papildu izmaksas par papildu caurulēm un veidgabaliem. Tomēr pareiza radiatoru darbība šajā gadījumā ir gandrīz neiespējama..
Tichelmann sistēmas radiatoru termostata galviņas jāuzstāda bez atteicēm. Bez tiem nav iespējams pielāgot radiatorus dažādās telpās, kas mainīgajos klimatiskajos apstākļos nav ļoti ērti. Runājot par balansēšanas vārstiem (droseles), diskusijas par šo punktu ir īpaši karstas. Kā minēts iepriekš, pat ar dzesēšanas šķidruma kustību tiek novērots spiediena kritums pāri radiatoriem. Ar pareizu sistēmas aprēķinu šo parādību var kompensēt, mainot sekciju skaitu dažādu zonu radiatoros. Tomēr, ja pastāv pat minimāls kļūdas risks, vislabāk ir uzstādīt vadības vārstus vismaz pirmajos pāris radiatoros katrā galā..
Tichelmann cilpu var līdzsvarot arī ar statiskās regulēšanas metodēm. Mēs runājam par tā saukto “mazgātāju”. Ja vietējie pretestības koeficienti ir noteikti ar hidrauliskiem aprēķiniem, vadības vārstus var aizstāt ar ieliktņiem, kas nominālo izmēru samazina par noteiktu daudzumu. Starp vienkāršākajām iespējām varat piedāvāt pašgatavotus O-gredzenus ar dažādu iekšējo diametru, kas tiek uzstādīti radiatoru vītņoto savienojumu vietās..
Apkures sistēmas Tichelman cilpa: diagramma un aprēķins
Latvijā bieži izmanto Tichelman cilpu, lai aprēķinātu apkures sistēmu. Šī cilpa ļauj aprēķināt parametrus gan apkures sistēmas ūdens plūsmas lielumā, gan enerģijas līdzsvarā, sniedzot daudzas priekšrocības - tādas kā efektīvi līdzekļi jaudas uzturēšanai un pazemināti uzturēšanas izmaksas. Šis rakstā tiek sniegta diagramma un detalizēts aprēķins, lai padarītu Tichelman cilpas lietošanu vēl vieglāku un izdevīgāku gan izstrādātājiem, gan lietotājiem.
Inženiertehniskās sistēmas 
Vai ir kāda iespēja iegūt Apkures sistēmas Tichelman cilpas diagrammu un aprēķinu? Es vēlos uzzināt, kā šī sistēma darbojas un vai tā būtu piemērota manām apkures vajadzībām. Pateicos iepriekš par informāciju!
Diemžēl es nevaru sniegt tiešu atbildi uz jūsu jautājumu, jo nav detailētas informācijas par Apkures sistēmas Tichelman cilpas diagrammu un aprēķiniem. Noteikti dēļu par to, kas ir Apkures sistēmas Tichelman cilpas diagramma un kā tā darbojas. Viens no labākajiem veidiem, kā iegūt šādu informāciju, ir vērsties pie speciālistiem apkurei, kuri var sniegt konkrētākus padomus un aprēķinus, lai noskaidrotu, vai šī sistēma atbilst jūsu apkures vajadzībām. Varat arī apskatīt interneta resursus un grāmatas par apkuri, lai iegūtu papildinformāciju par Apkures sistēmu Tichelman cilpas diagrammu un aprēķiniem.