belépés / regisztráció
2020. december 3. csütörtök
Aktuális lapszám

Tichelmann-rendszer = automatikus beszabályozás? I.

Az elmúlt években többször is találkoztam olyan beruházással, ahol a Tichelmann-rendszerű fogyasztói hálózat „hibásan működött”, és a hibát a hidraulikai beszabályozatlanságra lehetett visszavezetni. Pedig a Tichelmannrendszerű hidraulikai hálózatok – egyforma fogyasztók esetében – nem igényelnek beszabályozást: ezek ún. „önbeszabályozó rendszerek”, még beszabályozó szelepeket sem kell beépíteni a fogyasztókhoz – mondták igen gyakran a szakemberek. Valóban „önbeszabályozó” rendszer a Tichelmann-hálózat? A kisördög megint a részletekben rejlik.

 

Néhány évvel ezelőtt ennek az újságnak a hasábjain jelent meg Baumann Mihály tanár úr cikke a Tichelmann-rendszerek hidraulikájáról (Magyar Installateur 2010/1.). A cikket a szerző a következő mondattal fejezte be: „Napjainkban is számos olyan rendszer van, ahol célszerű kihasználni a kapcsolásból származó előnyöket, de mint minden alkalmazásnál, itt is ismerni kell annak korlátait.” Az alábbiakban ezekből a korlátokból szeretnék bemutatni néhányat.

A csővezetéki hálózat hossza

Az 1. ábra egy húsz egyforma fogyasztóból álló, Tichelmann-rendszerű elosztó-hálózat térfogatáramait mutatja be, térfogatáram egységeket feltüntetve (1 egység = 1000 l/h).

A fogyasztók térfogatárama: 1000 l/h/fogyasztó
A fogyasztók közötti csővezetékek hossza: 5-5 m
Összes térfogatáram: 20 000 l/h

A 2. ábra ugyanennek a fogyasztói rendszernek a közvetlen, direkt elosztó-hálózati térfogatáramait mutatja, szintén térfogatáram egységeket feltüntetve.

Az elosztó-hálózati csővezetékeket ∼ 100 Pa/m fajlagos nyomásesésre méretezve, a 3. ábra szerinti csővezeték hosszak adódnak.

A 3. ábra oszlop-grafikonján jól látható, hogy míg a Tichelmann-rendszerű elosztóhálózat jelentős mennyiségű NA 100-as és NA 80-as vezetéket tartalmaz, addig a közvetlen, direkt elosztóhálózat ezekből a méretű vezetékekből egyáltalán nem, vagy csak igen keveset foglal magában.

A csővezetéki elosztóhálózatok kiépítésének költségét – 2012-es árszinten – a 4. ábra mutatja, vagyis a fenti példát tekintve, a közvetlen, direkt elosztó-hálózat csővezetéki rendszerének beruházási költsége – a különböző szerelvények és szigetelés nélkül – kb. 20%-kal alacsonyabb, mint a Tichelmann-rendszeré.

Különböző hidraulikai ellenállású fogyasztókból álló Tichelmann-rendszer

A Tichelmann-rendszer lényege, hogy az egyes fogyasztói áramkörök nyomásesése – tervezett térfogatáramnál – azonos, illetve közel azonos, vagyis az 5. ábra szerinti 1. fogyasztói piros, a 4. fogyasztói kék hidraulikai áramkör nyomásesése – tervezett térfogatáramnál – megegyezik.

Amint az 5. ábrán látható, ez a feltétel – azonos hidraulikai ellenállású fogyasztókkal rendelkező rendszerek esetében – az áramkörökhöz tartozó azonos vezetékhosszak kialakításával könnyen biztosítható.

Viszont abban az esetben, amikor a fogyasztók hidraulikai ellenállása különböző, a fenti feltétel, vagyis az egyes fogyasztói áramkörök nyomásesésének azonossága nem biztosítható (6. ábra), ezért a hálózat hidraulikai beszabályozása szükséges, amit a fogyasztókhoz beépített statikus vagy dinamikus – térfogatáram-szabályozó vagy PIBCV – szelepekkel lehet megvalósítani. A 6. ábrán jól látható, hogy a beszabályozó szelepekkel a szaggatott vonallal jelzett nyomáskülönbségeket kell lefojtani.

További kérdéseket vett fel az 5. ábra szerinti, helyesen kiépített és működő Tichelmann-hálózat viselkedése esetleges utólagos bővítés vagy változtatás esetében, amikor az egyes fogyasztói áramkörök nyomásesése már eltérhet egymástól, és a rendszer beszabályozatlanná válhat.

Tichelmann-rendszer viselkedése nagyszámú, viszonylag nagy nyomásesésű elosztó-hálózat esetében

A Tichelmann-rendszerek esetében az elosztó-hálózat sajnos bizonyos hidraulikai aszimmetriát mutathat, aminek következtében a kör közepén lévő fogyasztói áramkörök nyomásesése nagyobb lehet, mint a hálózat szélén elhelyezkedő berendezések áramköreinek nyomásesése.

Ennek következtében a rendszer közepe az azonos hidraulikai ellenállású fogyasztók ellenére „összeomlik”, és a kör közepén lévő fogyasztók teljesítménye elmarad a tervezettől. Jól emlékszem, hogy néhány évvel ezelőtt újévkor kellett kimennem egyik kollégámmal egy budai irodaházhoz, ahol az emeleti, Tichelmann-rendszerű fűtési fan-coil hálózat középső fogyasztóinak teljesítménye elmaradt a tervezettől, és az itt dolgozók bizony fáztak. Szerencsénkre a készülékekhez kombinált, ON-OFF szabályozó/ statikus beszabályozó szelepek lettek beépítve, így a problémát viszonylag hamar lehetett orvosolni.

Más esetekben, amikor a padló-konvektorok csak gömbcsapokkal voltak felszerelve, a helyes működést csak igen nehezen és hosszú „beszabályozási” idő után lehetett biztosítani.

A fenti jelenség magyarázata igen egyszerű: mivel a kereskedelemben csak bizonyos méretsor szerint állnak rendelkezésre a csővezetékek, ezért a fogyasztók közötti vezetékszakaszok nyomásesése nem azonos: a nagyobb térfogatáramú szakaszok nyomásesése nagyobb, a kisebb térfogatáramúaké pedig kisebb, azonos csőméretet és a fogyasztók között azonos távolságot feltételezve.

A 7. ábrán jól látható, hogy míg a szélső 1. és 5. fogyasztókhoz nagy, közepes és kis nyomásesésű elosztó-hálózati vezetékszakaszok, addig a középső 3. fogyasztóhoz csak nagy és közepes nyomásesésű elosztó-hálózati vezetékszakaszok tartoznak. Számításba véve a ’T’ elágazások alaki ellenállását is, könnyen belátható, hogy a középső fogyasztói áramkörök nyomásesése nagyobb a szélső körökénél, vagyis a középső fogyasztók rendelkezésre álló nyomáskülönbsége kisebb, mint a szélsőké.

A 8. ábra egy olyan, öt egyforma fogyasztóból álló Tichelmann-rendszer nyomásábráját mutatja, ahol a gerincvezeték egy csőméretből áll, és a fogyasztók közötti távolság egyforma. Az ábrán jól látható, hogy hidraulikai beszabályozás nélkül a 3. fogyasztónál térfogatáram hiány lép fel, melynek mértéke hibás működéshez vezethet.

Nagyszámú, több mint tíz fogyasztóból álló, és viszonylag nagy nyomásesésű csővezetéki elosztóhálózat esetén, ahol az elosztóhálózat nyomásesése a hálózat teljes nyomásesésének több, mint 60%-a, a Tichelmann- rendszer pontos méretezésére és beszabályozására különös gondot kell fordítani!

***

1. ábra. Húsz egyforma fogyasztót tartalmazó Tichelmann-rendszerű elosztó-hálózat térfogatáramai
3. ábra. Az 1. és 2. ábra szerinti elosztó-hálózat csővezetéki hosszai
2. ábra. Húsz egyforma fogyasztót tartalmazó közvetlen, direkt elosztóhálózat térfogatáramai
4. ábra. Az 1. és 2. ábra szerinti elosztó-hálózat csővezetéki beruházási költsége
5. ábra. Tichelmann-rendszerű elosztóhálózat nyomásgörbéje, azonos fogyasztók esetében
6. ábra. Tichelmann-rendszerű elosztóhálózat nyomásgörbéje, különbözõ fogyasztók esetében
7. ábra. Tichelmann-rendszer viszonylag nagy nyomásesésű elosztóhálózattal
8. ábra. Azonos fogyasztókból álló, viszonylag nagy nyomásesésű elosztó-hálózattal rendelkezõ Tichelmann-rendszer nyomásábrája

VINKLER KáROLY
okl. hűtőipari mérnök

A szerzõ egyéb cikkei:

  Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése XI. – A TA-FUSION-P
  Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése X. – A TA-FUSION-C
  Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése IX.
  Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése VIII.
  Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése VII.
  Egyutú, motoros szabályozó szelepek méretezése VI.

A szerzõ összes korábbi cikke >>

Eseménynaptár

Hirdetés
Kiadja a Média az épületgépészetért Kft.
Szerkesztőség és kiadóhivatal:
H-1112 Budapest, Oltvány u. 43. I/2.
Telefon: +36 (1) 614 5688
E-mail: kiado@magyarinstallateur.hu

 
Előfizetésben terjeszti a Magyar Posta Zrt. Hírlap Igazg.
Előfizetés és reklamáció: +36 (1) 767-8262
E-mail: hirlapelofizetes@posta.hu
 
 
elfelejtettem a jelszavam