Isı mühendisliğindeki en ilginç konulardan biri, ustalar arasında Tichelman şeması olarak adlandırılan, ilişkili iki borulu bir soğutucu beslemeli ısıtma sistemleridir. Cihazları gerçekten benzersizdir: sistem pratik olarak dengeleme gerektirmez, kararlı çalışma ile karakterize edilir, ancak aynı zamanda birçok dezavantaja da sahiptir..
Sistem açıklaması
Profesyonel çevrelerde, Tichelman döngüsüne, soğutucunun geçiş hareketi ile iki borulu bir ısıtma sistemi denir. Bu isim, çalışma özünü ve prensibini tam olarak yansıtır, ayırt edici özellikler en iyi, hemen hemen herkesin aşina olduğu, soğutucunun ters hareketine sahip iki borulu bir sistemin arka planında görülür..
Düz bir hatta yerleştirilmiş bir radyatör ağını hayal edin. Klasik şemada, ısıtma ünitesi bu sıranın başında bulunur, ondan tüm ağ boyunca sırasıyla sıcak ve soğuk soğutma sıvısı sağlamak için iki boruyu takip eder. Aynı zamanda, her radyatör bir tür şanttır, bu nedenle, ısıtma cihazı ısıtma ünitesinden ne kadar çok çıkarılırsa, bağlantı döngüsündeki hidrolik direnç o kadar yüksek olur..
1 – Besleme ve dönüşte karşı akım soğutuculu radyatörlerin iki borulu bağlantı şeması; 2 – bağlantı şeması geçiş bağlantılı Tichelman döngüsü
Bir dizi radyatörü bir halkaya yuvarlarsak, o zaman her iki kenarı da ısı ünitesine birleşir. Bu durumda, dönüş boru hattının soğutucuyu kazan dairesine geri göndermemesini, ancak zinciri, yani yol boyunca takip etmeye devam etmesini sağlamak çok daha karlı. Başka bir deyişle, besleme borusu ısıtma ünitesinden takip eder ve en uç radyatörde biter, sırayla dönüş borusu ilk radyatörden çıkarak kazan dairesine gider. Aynı prensip, radyatörler uzayda doğrusal olarak yerleştirilse bile, sadece aşırı radyatörün dönüş borusuna sokulduğu yerden, boru açılarak soğutulmuş soğutucuyu geri döndürmek için uygulanabilir. Aynı zamanda, belirli bir alanda, ısıtma sistemi üç borulu olacaktır, bu nedenle Tichelman döngüsüne bazen de denir.
Bina çevresine yerleştirilmiş radyatörlü Tichelman döngüsü. Her radyatörden, besleme ve dönüş borularının toplam uzunluğu yaklaşık olarak aynıdır. 1 – ısıtma kazanı; 2 – güvenlik grubu; 3 – ısıtma radyatörleri; 4 – besleme borusu; 5 – dönüş borusu; 6 – sirkülasyon pompası; 7 – genleşme tankı
Ama bu tür komplikasyonlar neden gerekli? Şemayı dikkatlice incelerseniz, her radyatör için besleme ve dönüş boru hatlarının uzunluklarının toplamının aynı olduğu ortaya çıkar. Dolayısıyla sonuç: Her bir bağlantı döngüsünün hidrolik direnci, bölümlerin geri kalanına eşdeğerdir, yani sistemin sadece dengelenmeye ihtiyacı yoktur..
Uygulama alanı
Bununla birlikte, sistemi hidrolik olarak ayarlamaktan kaçınmanın cazibesi, aceleci kararlara yol açmamalıdır. İki borulu ilişkili sistem, yüksek malzeme tüketimi ile karakterize edilir, bu nedenle kurulumu her durumda haklı değildir.
İki borulu bir geri dönüş sistemini dengelerken ısıtma cihazının “basma” derecesi olarak böyle bir kavramı düşünelim. İlk birkaç radyatörün bağlantı noktasındaki nominal deliği küçümseyerek, içlerindeki soğutucunun akış oranını düşürmek, böylece basınç düşüşünü azaltmak, böylece şebekenin sonraki bölümlerinde yeterli basınç kalması mümkündür. Radyatör şebekesi, birbirinden çok uzakta bulunan çok sayıda ısıtma cihazından oluşuyorsa, ilk radyatörlerdeki akış, içlerindeki akış normal ısı salınımı için yeterli olmayacak şekilde sınırlandırılmalıdır. Bu, daha yüksek kapasiteli pompaların kullanılmasını zorunlu kılar ve bu nedenle, ayrı düğümlerdeki soğutucu akışkanın akışında gözle görülür bir gürültü oluşur. Genel olarak, iki borulu bir geçiş sisteminin cihazının ancak radyatör sayısı 8-10’dan fazla ve boru hattının toplam uzunluğu 70 m’den fazla ise haklı olduğu söylenebilir..
Radyatör ağını bir halkaya sarmak, yani ısıtma boru hattını kesinlikle binanın çevresi boyunca yerleştirmek mümkün değilse, Tichelman sisteminin malzeme tüketimi önemli ölçüde artar. Bu genellikle kapı aralıkları ve zemine cam cepheler tarafından engellenir. Bu gibi durumlarda, nominal hat geçişini veya pompa performansını artırmak için, soğutucunun kazan dairesine geri döneceği ve keyfi olarak alınan bir döngünün toplam uzunluğu en az yarı yarıya arttığı için ilave bir borunun monte edilmesi gerekir. Prensip olarak, kollektör (kiriş) sisteminin düzenlenmesi nedeniyle ek maliyetlerden kaçınılabilir, ancak malzeme tüketiminin bir ön karşılaştırmalı hesaplamasını yapmak daha iyidir..
Hidrolik veriler
Tichelman döngü prensibine dayanan sistemin çalışması oldukça kararlıdır. Bu gerçek, hidrolik hesaplama verileriyle açıkça gösterilmiştir, ancak bu, bir dizi kurulum kuralına uyulmasını gerektirir..
Böyle bir sistemin ana işlevsel öğesi hidrolik pompadır. Çıkışta, yani tedarikte basınç ve giriş – dönüşte bir vakum yaratır. Sayısal olarak, her iki değerin değeri pompadan uzaklaştıkça azalır ve basınçtaki düşüş doğrusal olarak meydana gelmez, dinamik basıncın ikinci dereceden değeri ile tanımlanır. Bu model hem besleme hattı hem de dönüş hattı için izlenebilir, geleneksel olarak düşüş, 100 m uzunluğunda bir boru hattı örneği kullanılarak tanımlanabilir:
Soğutucunun hareket yönündeki pompaya olan mesafe (m) Besleme basıncı (nominalin yüzdesi) Dönüş vakumu (nominalin% ‘si) Radyatör basınç düşüşü on % 90 % beş % 95 20 % 75 % 20 % 95 otuz % 55 % 35 % 90 50 % 45 % 40 % 85 60 % 40 % 45 % 85 70 % 35 % 55 % 90 80 % 20 % 75 % 95 90 % beş % 90 % 95 Bunlar ortalama verilerdir, ancak onlardan bile, görünür bir tekdüzelikle, radyatör ağının ortasındaki basınç kaybının kenarlardan biraz daha yüksek olduğu görülebilir. Aslında, her radyatördeki basınç ve vakumdaki orantılı değişiklik nedeniyle, her bir ısıtma cihazında neredeyse aynı basınç farkı korunur, ancak Tichelman döngüsünün doğru ve kararlı çalışması için, daha sonra tartışılacak olan bir dizi kurala uyulmalıdır..
Kazan dairesi boruları
Soğutucunun geçiş hareketi olan iki borulu bir sistem açık veya kapalı olabilir. Daha önce de söylediğimiz gibi, pompa ana işleyen unsurdur, bu nedenle kurulumundan kaçınılamaz. Düzgün organize edilmiş üst borularla bile doğal dolaşıma güvenmemelisiniz. Daha önce de söylediğimiz gibi, tipik bir Tichelman döngüsü 10 veya daha fazla radyatör içerir; böyle bir kolun yalnızca yerçekimi hareketi ile sıkıştırılabilmesi pek olası değildir..
Geleneksel güvenlik troykası, kazan besleme çıkışına takılır: otomatik bir hava tahliyesi, bir tahliye vanası ve bir basınç göstergesi. Açık sistemler için dağıtım çıkışı, eğim oluşum yüksekliğine kadar dikey bir kanalda düzenlenmelidir, en yüksek noktaya açık bir genleşme tankı monte edilir. Ayrıca, besleme borusu doğrudan dağıtım ağına yönlendirilir.
Kazan dönüşüne, performansı tüm sistemin hidrolik direnci ile belirlenen bir sirkülasyon pompası monte edilir. Pompanın hemen önünde bir süzgeç vardır ve pompadan hemen sonra bir genleşme tankı ve bir alçak nokta basınç göstergesi bağlamak için bir te vardır. Ayrıca bu yerde, doldurma borusu görüntülenir.
Kazan dairesi kapatma vanaları, takılan tam delikli küresel vanalarla temsil edilir:
- pompanın her iki tarafında
- genleşme tankının çıkışında
- doldurma borusunda
- kazanın ana bağlantı noktalarında
Ek olarak, kazan dairesine, sirkülasyon durdurulduğunda tetiklenen, elektrikle normalde kapalı bir valfın takılı olduğu boşluğa bir bağlantı baypas borusu monte edilebilir. Baypas, sirkülasyon pompasının önüne yerleştirilmelidir: baypas, sıcaklık şokuna karşı koruma sağlamak için tasarlanmıştır ve kazan ısı eşanjörünü şebekeden atlar ve bunun tersi geçerli değildir.
Tichelman sistemi, radyatör ağının nispeten yüksek bir gücü ile, yerleşik bir hidrolik ekipman kompleksi olan bir kazandan çalıştırmanın mümkün olması bakımından da iyidir. Ancak, radyatör şebekesi ile sıcak zeminin çalışmasını koordine etmek gerekirse, sistemin her bir kolu kendi sirkülasyon pompası ile donatılmıştır. Omuzlardaki performans önemli ölçüde farklıysa, bir hidrolik ok takılması gerekir.
Boru sistemi
Tichelman döngüsünün hem üst hem de alt kablolaması genellikle PPR borularla yapılır. Gizli boru tesisatı gerekliyse, itmeli rakorlu PEX sisteminin kullanılması tavsiye edilir. Borular sert alt tabakalara döşenecekse, bir yalıtım kılıfı kullanılmalıdır..
Tek katlı bir ev için Tichelman ısıtma sistemi son derece basittir. Soğutucu besleme boru hattı, tüm radyatör ağı boyunca ısıtma ünitesinden geçer. Nominal nominal boru çapı, sıradaki sondan bir önceki radyatöre kadar korunur, ardından radyatör bağlantısının çapına geçiş, genellikle 20 mm polipropilen veya 16 mm PEX gerçekleştirilir. Dönüş akımı boru hattı aynı sırayla döşenir, ancak kaynağa doğru, yani sıcak soğutucu akış yönündeki ilk radyatör azaltılmış bir çapla bağlanır..
Tichelman sistemi birkaç katta düzenlenmişse, dikey bir yükselticinin takılması gerekir. Ana besleme borusu, üst katı beslemek için bir dalın yapıldığı en yüksek noktayı takip eder. Bundan sonra, çizgi kısılır, bu bölümde, tüm alt katlar için besleme kesilir. Ortak dönüş akımı boru hattı, soğutucunun zıt hareketine sahip iki borulu bir sisteme benzetilerek gerçekleştirilir, yani basitçe bir toplama hattı görevi görür..
Tichelman döngüsü için boruların çapı, ana boruların optimum Kvs değerinin seçimine dayalı olarak genel ısı mühendisliği hesaplama yöntemlerine göre hesaplanır. Aynı zamanda, soğutucunun hareket yönünde nominal deliğin kademeli olarak yetersiz gösterilmesinin meydana gelmemesi arzu edilir, aksi takdirde sistemin doğal dengelenmesi o kadar yüksek kaliteli olmayacaktır. 120 m’ye kadar dağıtım boru hatları olan sistemlerde, ana boruların nominal deliği en az 270 mm olarak kabul edilir.2, ve radyatörleri bağlayan borular için – yaklaşık 130 mm2.
Radyatör bağlantı parçaları
Soğutma sıvısının geçiş hareketine sahip iki borulu bir ısıtma sisteminin radyatörleri kontrol vanaları ile tamamlaması gerekmediği görüşüne sık sık rastlayabilirsiniz. Bu gerçeğin sözde ek boru ve bağlantı parçaları için ek maliyetleri düşürdüğüne inanılıyor. Ancak bu durumda radyatörlerin doğru çalışması pek mümkün değildir..
Tichelmann sistemindeki radyatörler için termostatik kafalar hatasız olarak kurulmalıdır. Onlar olmadan, değişen iklim koşullarında çok rahat olmayan radyatörleri farklı odalarda kişiselleştirmek imkansızdır. Dengeleme valflerine (kısılmalar) gelince, tartışma özellikle bu skorda sıcak. Yukarıda bahsedildiği gibi, soğutucunun bir geçiş hareketinde bile, radyatörlerde bir basınç düşüşü kaydedilmiştir. Sistemin doğru hesaplanmasıyla, bu olay, farklı bölgelerin radyatörlerinde bölüm sayısı değiştirilerek telafi edilebilir. Bununla birlikte, minimum hata riski bile varsa, en azından her iki uçtaki ilk birkaç radyatöre kontrol vanaları takmak en iyisidir..
Tichelmann döngüsü, statik ayarlama yöntemleriyle de dengelenebilir. Sözde “yıkayıcı” dan bahsediyoruz. Yerel direnç katsayıları hidrolik hesaplamalarla önceden belirlenmişse, kontrol vanaları nominal boyutu belirli bir miktar düşüren uçlarla değiştirilebilir. En basit seçeneklerden, radyatörlerin dişli bağlantı yerlerine monte edilmiş, farklı iç çaplara sahip kendi kendine yapılan O-ringler sunabilirsiniz..
Isıtma sistemi Tichelman döngüsü: diyagram ve hesaplama
Tichelman döngüsü isıtma sistemi, daha yüksek enerji verimliliği sağlayan komple bir sistemdir. Belli miktardaki kaynak enerjiyi tasarruflu ve verimli bir şekilde kullanır ve isıtma için minimum kaynak harcaması ile optimum etkiye ulaşılır. Diyagram ve hesaplamaları kullanan bu sistem, pek çok farklılık gösteren çok çeşitli uygulamalarla çalışıyor.
Mühendislik sistemleri
Okuyucu adına bir soru sormak için kısa bir yorum yazın: Isıtma sistemi Tichelman döngüsü: diyagram ve hesaplama hakkında daha fazla bilgi alabilir miyim? Bu sistemi nasıl kullanabilir ve temel hesaplamalar nelerdir?