Отопительные регистры – специальные приспособления, которые используются для увеличения эффективности теплообмена между средой в помещении и теплоносителем. Они устанавливаются в отопительных системах промышленных, производственных и складских помещений, а также жилых и офисных зданиях. Что это за приспособления, и каковы их преимущества, расскажем в материале ниже.
Разновидности отопительных регистров
По строению регистры отопления представляют собой стальные трубы, совмещенные с системой отопления патрубками меньшего диаметра. Различают 2 основных типа регистров отопления.
Секционные
Секционные стальные регистры отопления из гладких труб могут состоять как из одной, так и из нескольких отрезков, концы которых закрыты заглушками. Входящая труба с теплоносителем врезается в верхнюю часть секции. Перемещаясь из стороны в сторону, вода постепенно заполняет всю секцию.
Для изготовления данного вида теплообменника используются гладкие стальные трубы сечением 25-400 мм. Чаще всего применяют трубы 76, 89, 108 и 159 мм в диаметре. Врезку входных и выходных патрубков можно выполнять на резьбе, фланцевым соединением или сваркой.
Дополнительно оборудование оснащено штуцером с резьбой, в который подключается воздухоотводчик. Такие стальные регистры рассчитаны на максимальное давление теплоносителя в пределах 10 кгс/см 2 или 1 МПа.
Установленные по бокам трубы заглушки бывают плоские или в форме эллипса. Переходы между трубами стараются делать максимально близко к краям, чтобы увеличить теплоотдачу оборудования.
Змеевиковые
В отличие от секционного, змеевиковый теплообменник представляет собой одну длинную трубу, изогнутую в форме буквы S. В нем используются трубы аналогичного сечения, причем участков их сужения не наблюдается.
Благодаря особой форме конструкции увеличивается теплоотдача регистров отопления данного типа и снижается гидравлическое сопротивление теплоносителя.
В большинстве случаев регистры отопления изготавливаются из труб с гладкими стенками из высокоуглеродистой стали. Однако можно встретить и приборы из нержавеющей или низколегированной стали, а также чугунные.
Благодаря использованию регистров отопления, даже если они имеют компактный размер, можно добиться высокой эффективности обогрева. В связи с этим данные приборы активно применяются в промышленных и складских помещениях больших размеров.
Стоит отметить, что применение регистров особенно актуально в помещениях, к которым предъявляются повышенные требования санитарной и пожарной безопасности.
Расчет регистров отопления - как рассчитать правильно
Принимая решение об установке данного вида теплообменников в своей квартире, стоит определиться, как рассчитать регистры отопления.
Для этих целей используют следующую формулу:
Q = πd н Lk(t г - t o)×(1 - η из), в которой:
π = 3,14 – постоянная величина;
d н – внешнее сечение трубы, м;
L – длина отрезка, м;
t о – температура воздуха в здании, в котором будет монтироваться регистр;
t r – температура воды, циркулирующей в трубопроводе;
k – коэффициент теплопередачи, значение которого равно 11,63 Вт/м 2 ℃;
η из – коэффициент теплопередачи изоляции. Если прибор изолирован, значение η из =0,6-0,8. В приборах без изоляции такой коэффициент равен нулю.
Произведем расчет регистров отопления для трубы сечением 159 мм и длиной 5 м. Температура воды в контуре составляет 80 ℃, а температура воздуха в комнате – 23 ℃.
Q=3,14×0,159×5×11,63×(80-23)×(1-0)=1654,8 Вт.
Результат расчета регистров из гладких труб для отопления показал мощность теплообменника, в котором использована одна горизонтальная труба. Если он состоит из нескольких рядов, для каждого последующего уровня применяется понижающий коэффициент 0,9.
Чтобы не вникать в подробности, как рассчитать количество регистров отопления, можно воспользоваться онлайн калькуляторами, однако их результаты довольно часто остаются далекими от истины. В связи с этим желательно все-таки разобраться с формулой и выполнить расчет регистров отопления из труб, чтобы проверить, насколько правильный результат выдает калькулятор.
Во время установки отопительных регистров следует придерживаться требований ГОСТа. Поскольку соединение должно быть прочным и надежным, чтобы выдержать массу прибора находящимся внутри теплоносителем, потребуется сварочный аппарат.
Характеристики устройств
Отопительные регистры имеют несколько качеств, отличающих их от иных отопительных приборов:
- Благодаря эффективному теплообмену с окружающим пространством небольшие по размеру приборы способны отапливать крупногабаритные помещения.
- Изготовление теплообменника достаточно простое – необходим лишь сварочный аппарат и угловая шлифмашина с отрезным диском.
- Можно использовать любые доступные материалы – трубы из чугуна, нержавейки или стали.
- Приборы способны выдерживать высокое давление (10 кгс/м 2) и могут работать на любых теплоносителях – воде, масле, других жидкостях, пару.
- Собрать прибор можно как уже по готовым чертежам, так и по самостоятельно составленным. Допускаются различные варианты конфигурации, заглушек, доборных элементов и отделочных материалов.
- Конечная стоимость теплообменника из гладких труб получится ниже, чем у прочих приборов с аналогичным уровнем эффективности.
Стоит отметить, что чем больше совокупная площадь поверхности прибора, тем выше его теплоотдача. В свою очередь, площадь зависит от сечения трубы и длины секции.
Обратите внимание, что эффективность оборудования будет зависеть от количества уровней и отступа между ними, конфигурации прибора (S-образной или секционной), типа используемого материала, а также наличия изоляции и свойств теплоносителя.
В большинстве случаев регистры отопления обладают такими характеристиками:
- Для теплообменника использованы электросварные трубы из углеродистой стали.
- Соединение труб выполнено одним из способов – фланцевое, на внешней резьбе, и сварное.
- Максимальное значение давления – 10 кгс/м 2 .
- Сечение труб в секциях – 32-219 мм.
- Минимальный отступ между уровнями – от 50 мм.
- Сечение соединительных перемычек – от 32мм.
Отопительные регистры с нагревательным элементом
В тех случаях, когда в помещении невозможно проложить отопительные трубы, устанавливают особый вид регистров – с ТЭНом. Его мощность колеблется в пределах 1,6-6 кВт, а требуемое рабочее напряжение 220 В при частоте переменного тока 50 Гц.
Иногда в комплект с прибором входит циркуляционный насос, который обеспечивает эффективную теплоотдачу отопительного регистра благодаря усиленной циркуляции теплоносителя.
Если оборудование работает автономно, его заполняют антифризом. В таком режиме ТЭН способен поддерживать температуру поверхности в пределах 80 ℃.
В тех случаях, когда приборы встроены в общую отопительную систему, ТЭН включается в момент падения температуры теплоносителя, или же отключается, если необходимости в нем нет.
Достоинства оборудования
Основными достоинствами данной разновидности теплообменника можно считать:
- удобство в эксплуатации;
- легкость обслуживания (чистки);
- наличие большой теплоотдающей площади при малых габаритах;
- высокая пожаробезопасность;
- экономный расход электроэнергии при наличии ТЭНа;
- возможность использования в качестве полотенцесушителя;
- широкая область применения – можно устанавливать на складах, в производственных цехах, торговых павильонах и офисных зданиях, а также в больницах и поликлиниках.
Выводы
Если вы решили оборудовать свой дом данным типом отопительных приборов, советуем тщательно разобраться в особенностях его работы, а также изучить тонкости создания и установки регистров. Дополнительная справочная литература очень вам в этом поможет.
Абсолютно в любой части нашей стране нужно в холодное время года отапливать дом. Любой здравомыслящий человек может разобраться: что сделать, чтобы улучшить систему квартиры. Трудно вообразить жизнь проживающего в России без отопительного комплекса коттеджа. Все знают, что источники тепла перманентно дорожают. На сайте сайт представлено множество комплексов отопления квартиры , которые используют исключительно различные способы извлечения тепла. Каждую систему получения тепла рекомендуется монтировать гибридно или самостоятельно.
Регистром называют трубу достаточно большого диаметра, протянутую вдоль стен отапливаемой комнаты.
Это один из основных элементов отопительной системы. Труба может быть не одна. Если количество труб составляет от 2 до 5, то они соединяются параллельно в батареи с помощью сварки. Регистры для системы отопления обычно изготавливаются из труб диаметром от 25 мм и выше. Такая конструкция очень надежна: при качественно проведенных сварочных работах может без ремонта прослужить до 30 лет, способна обогреть помещения большой площади. Недостатками являются: непрезентабельный внешний вид, низкая теплоотдача, сложность монтажа из-за использования сварки, высокая стоимость материалов.
Регистры отопления бывают змеевиковые и секционные. Змеевиковые состоят из одной трубы, секционные — из нескольких. Расстояние между отдельными секциями должно превышать диаметр труб на 50 мм.
Эти устройства довольно эффективны, не уступают по степени теплопередачи обычному конвектору. Поверхность их легко чистить.
В последние годы подобные регистры являются основой отопительной системы на различных предприятиях. Они просты в монтаже, очень надежны и долговечны, обладают высокой теплоотдачей. При необходимости из нескольких труб сваривается единая система обогрева. Соединение отдельных труб в систему лучше выполнять металлопластиковыми трубами диаметром от 25 до 32 мм.
Отопительные регистры применяются для отопления жилых, складских и производственных помещений . Чаще всего они устанавливаются в местах с высокими требованиями к санитарной и противопожарной безопасности.
Применяются регистры отопления для обогрева квартир и отдельных помещений. В частных домах они используются реже, так как появилось много альтернативных приборов отопления, которые лучше вписываются в интерьер.
Расчет регистров
При известной площади помещения, диаметре и длине труб можно рассчитать количество регистров для обеспечения комфортной температуры. При высоте помещения 3 м каждый погонный м трубы способен обогреть площадь:
Внешний диаметр трубы (мм) Площадь обогрева (м²)
- 25 — 0,5;
- 32 — 0,56;
- 40 — 0,69;
- 57 — 0,94;
- 76 — 1,19;
- 89 — 1,37;
- 110 — 1,66;
- 133 — 2;
- 159 — 2,43.
Схема монтажа водяного отопления с электроподогревом.
Чтобы согреть 1 м² площади комнаты, нужно:
- 2 м трубы, имеющей диаметр 1/2 дюйма;
- 1,5 м трубы, имеющей диаметр ¾ дюйма;
- 1 м трубы, имеющей диаметр 1 дюйм.
Эти данные помогут в решении вопроса о том, какие трубы лучше выбрать в той или иной ситуации для изготовления регистров.
После выполнения расчетов может оказаться, что для обогрева достаточно одного полотенцесушителя в ванной комнате и магистральной трубы большого диаметра в другом помещении.
Разновидности регистров
Проблема замены радиаторов системы отопления возникает перед многими владельцами квартир и частных домов. Хочется соблюсти дизайн помещения, сэкономить средства, обеспечить тепло и комфорт. Для достижения этих целей следует выбирать надежные, безопасные и долговечные радиаторы. Вопрос стоимости тоже нельзя отбросить в сторону.
Системы отопления, в том числе радиаторы и регистры, бывают отечественные и импортные, стационарные и переносные. Они могут быть изготовлены из разных материалов. Регистры бывают алюминиевые, чугунные, биметаллические. Все они имеют свои достоинства, но и недостатков тоже хватает у каждого.
Биметаллические радиаторы изготавливаются из 2-х разных металлов. Внутри находятся медные или стальные трубы. Снаружи они закрыты алюминиевым корпусом, поэтому и похожи на алюминиевые. Их легко перепутать. Со стороны все это смотрится единой монолитной конструкцией. Плюс — высокая теплопередача. Алюминиевые покрытия могут быть с разнообразными орнаментами. Минус — высокая цена.
- Алюминиевые радиаторы очень похожи внешне на биметаллические. Стоят они дешевле, но не предназначены для установки в системе центрального отопления. Их предназначение — обогрев частного дома. Причина: алюминий имеет непосредственный вредоносный для него контакт с химическими включениями в воде центрального отопления . Алюминиевые радиаторы снаружи могут украшаться литыми изящными узорами. Плюсы: цена несколько ниже биметаллических и чугунных радиаторов. Недостатки: предрасположенность к коррозии, некоторые ограничения в применении.
- Панельные радиаторы — сравнительно новые отопительные приборы . Очень популярны в США, в ряде европейских стран. Отличаются большой площадью теплопередачи, высокой степенью надежности.
Переносные регистры
Схемы трубчатых радиаторов.
Для отопления не очень больших помещений иногда используют регистры, называемые в народе самоварами. Работают они автономно за счет установленных в них ТЭНов. Предназначены такие регистры для временного нагрева и поддержания температуры в помещении гаража, предбанника, другой хозяйственной постройки. Заполняются они трансформаторным маслом, ТОСОЛом и другими незамерзающими жидкостями . Такая система может быть стационарной и переносной.
Отопительный регистр мобильного типа — это стальная конструкция из гладкостенной трубы. Диаметр трубы обычно составляет 80-120 мм. Количество секций — 2-5. Конструкция включает в себя встроенный ТЭН мощностью 1,2-3 кВт. С лучшей стороны зарекомендовали себя нагревательные элементы производства Италии, Польши, Германии и Австрии.
Регистры серии РО — автономные отопительные приборы. Они заполняются водой или антифризом. ТЭН, оснащенный терморегулятором и термостатом, нагревает жидкость до температуры около 80°С. Такой нагревательный прибор легко переносится на другое место и автоматически поддерживает заданную температуру. Он пожаробезопасен. На трубах разрешается сушить одежду, различные материалы. Отлично работает в складах, офисах, ангарах, гаражах и так далее.
Наиболее распространенные модели переносных регистров выполнены из трех секций труб диаметром 108 мм. Некоторые их характеристики:
- Модель РО 2000/2. Объем 50 л. Площадь отопления 50-60 м². Мощность ТЭНа 2 кВт.
- Модель РО 1500/1,5. Объем 40 л. Площадь отопления 40 м². Мощность ТЭНа 1,5 кВт.
- Модель РО 1000/1.2. Объем 30 л. Площадь отопления 25-30 м². Мощность ТЭНа 1,2 кВт.
В области создания систем отопления и регистров для них продолжаются разработки новых моделей. Какие из них выбрать для своей квартиры, дома или офиса — решать владельцам помещения.
Теплоотдача 1 м трубы выбранного диаметра q тр, Вт/м, находится по формуле:
q тр = q к + q л, (5.10)
где q к – конвективная теплоотдача, Вт/м;
q л – теплоотдача излучением, Вт/м.
Конвективная теплоотдача, q к, Вт/м, находится по уравнению:
q к = 4,1 ∙ (t ср – t в) 1,25 , (5.11)
где d н – наружный диаметр трубы, м;
t ср – средняя температура теплоносителя, °С:
t ср = 0,5 ∙ (t 1 + t 2), (5.12)
Теплоотдача излучением, q л, Вт/м, определяется по формуле:
q л
= 17,8d н
∙
.
(5.13)
Суммарная длина труб регистров l, м, определяется по формуле:
Количество регистров N выбирается из необходимости установки их у глухих наружных стен. Длина одной трубы регистра l 1 , м, определяется по формуле:
где m – число труб в одном регистре.
Пример расчета регистров для помещения 001 автостоянка:
1. Выбираем диаметр труб d у = 150 мм. Определим конвективную теплоотдачу:
q к = 4,1 ∙ 0,159 0,75 ∙ (80 – 5) 1,25 = 227,85 Вт/м.
2. Определим теплоотдачу излучением:
q л
= 17,8 ∙ 0,159 ∙
= 270,4 Вт/м.
3. Найдем теплоотдачу 1 м трубы выбранного диаметра:
q тр = 227,85 + 270,4 = 498,25 Вт/м.
4. Суммарная длина труб регистров:
5. Принимаем N = 3 регистра, количество труб в регистре m = 4. Длина одной трубы регистра:
l 1 = = 2,5 м.
Расчет остальных регистров аналогичен и сведен в таблицу 5.3.
Таблица 5.3
Тепловой расчет регистров
|
№ помещения | ||||||||||
6 Гидравлический расчет системы отопления
Целью гидравлического расчета является определение сопротивления системы отопления, подбор отдельных участков системы отопления таким образом, чтобы обеспечивался расчетный расход теплоносителя и уравновешивались потери давления, т.е. при установившемся режиме движения воды располагаемое давление полностью расходуется на преодоление сопротивления сети.
6.1 Гидравлический расчет системы отопления методом удельных потерь давления
Для гидравлического расчета выбирается главное циркуляционное кольцо, проходящее через наиболее нагруженный из удаленных стояков. Гидравлический расчет системы отопления производится методом удельных потерь давления на трение.
Расход теплоносителя в системе, ветви или стояке системы отопления G ст, кг/ч, определяется по формуле:
(6.1)
где 3,6 – переводной коэффициент, кДж/(Вт ч);
–коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов при округлении сверх расчетной величины 1,03;
–коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами, расположенными у наружных стен 1,02;
с – удельная теплоемкость воды, равная 4,187 кДж/(кг∙С);
В двухтрубной системе отопления расчетное циркуляционное давление определяется по формуле:
Р р = 1,1 Р е, Па, (6.2)
где Р е – естественное циркуляционное давление, Па:
Р е = Р е. пр + Р е. тр; (6.3)
где Р е.пр – естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения теплоносителя в приборе, Па;
Р е.тр – естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения теплоносителя в трубах, Па;
Естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения теплоносителя в приборе, Па определяется по следующей формуле:
Р е. пр = ∙g∙h 1 ∙(t г - t о), (6.4)
где – среднее приращение плотности при понижении температуры воды на 1 С, равное 0,64 кг/(м 3 С);
g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с 2 ;
h 1 – вертикальное расстояние между условными центрами охлаждения в ветви или отопительном приборе на нижнем этаже и нагревания в системе, м;
t г – температура воды в подающей магистрали, С;
t о – температура воды в обратной магистрали, С.
При выборе диаметра труб в циркуляционном кольце исходят из принятого расхода воды и среднего ориентировочного значения удельной линейной потери давления R ср, Па/м, определяемого по формуле:
R ср = , (6.5)
где l – общая длина последовательно соединенных участков, составляющих основное циркуляционное кольцо, м;
Считается, что потери давления на трение составляют 65% от Р р.
Предварительно вычисляют расход воды на каждом участке. Потери давления на трение ΔР тр, Па:
ΔР тр = R ф ∙l. (6.6)
Составляют перечень местных сопротивлений на участках, приведенный в таблице 6.1.
По известным скоростям движения теплоносителя и определяются потери давления в местных сопротивленияхZ, Па
Z = ∙ Σξ, (6.7)
где - плотность воды, кг/м 3
– скорость воды, м/с;
–сумма коэффициентов местного сопротивления.
Коэффициенты местных сопротивлений сведены в таблице 6.1.
Затем определяются общие потери давления на участке, Па:
(6.8)
Гидравлический расчет системы отопления приведен в таблицах 6.2, 6.3, 6.4. Расчетные схемы системы отопления приведены в рисунках 6.1, 6.2, 6.3.
Существует огромное количество различных по конструкции и материалу изготовления батарей для систем обогрева жилых и нежилых помещений. Но регистры отопления среди них выделяются своей высокой эффективностью теплоотдачи и простотой самостоятельной сборки.
Внешне и конструктивно эти теплообменные приборы напоминают обычные змеевики полотенцесушителей, но по размерам они сильно превосходят аналоги для ванных комнат.
В представленной нами статье подробно разобраны виды отопительных регистров, а также разберем особенности монтажа подобного оборудования.
Регистр отопления – это классический теплообменник «вода-воздух». В большинстве случаев он выполняется из гладкостенной металлической трубы. Последняя бывает одиночной либо в виде ряда из нескольких отрезков трубопровода, расположенных горизонтально друг над другом. При этом встречаются отдельные конструкции с оребрением.
Отопительный прибор, выполненный только из гладкостенной трубы, проще мыть при постоянных уборках. На нем нет пластинчатых ребер или узких мест, которые сложно обтереть тряпкой. В результате на таком регистре не образуется “колоний” из пыли и грязи. В этом отношении он сильно выигрывает у широко распространенных сейчас панельно-секционных радиаторов.
Обычно отопительные регистры устанавливаются в гаражах, складах, мастерских, больницах и школах – то есть в помещениях, где повышенные требования к противопожарной и санитарной безопасности
По эффективности отдачи тепловой энергии и затратам на обогрев трубный регистр не уступает , а зачастую превосходит их. Общая площадь поверхности теплопередачи в обоих случаях приблизительно одинакова, только в рассматриваемом приборе теплоноситель течет по широкому каналу.
Гидравлическое сопротивление в этой ситуации получается гораздо ниже того, что в стандартном радиаторе из нескольких панельных секций. А это прямо сказывается на затратах энергии для прокачки воды по подобному отопительному контуру.
Виды по форме конструкции
Внешне регистр отопления выглядит не слишком элегантно. Зато он дешев и прост в изготовлении. А если приложить немного усилий, то такой обогреватель-теплообменник вполне можно вписать в интерьер даже жилой комнаты.
В отечественных деревенских домах до недавнего времени подобный вариант системы отопления применялся почти повсеместно. В советское время панельно-секционных радиаторов в продаже не имелось, а вот широкую трубу достать было не так сложно.
А дальше требовался лишь сварочный аппарат. Соединяется полученный трубный обогреватель с водяным теплообменником внутри дровяной печи сваркой элементарно и быстро. Подробнее о технологии замены батарей методом газосварки читайте .
Чем ближе к краю располагаются вертикальные патрубки в секционном регистре, тем выше у прибора теплоотдача – вода на концах горизонтальных труб обновляется медленнее, чем в участках с прямым током теплоносителя
Все виды отопительных регистров делятся на две группы:
- Секционные.
- Змеевики (S-образные).
В первом случае горизонтальные трубы соединяются меж собой поперечными патрубками меньшего сечения, а во втором – дугами того же диаметра.
Оба варианта подразумевают большие объемы сварочных работ. Змеевиковый прибор также можно изготовить путем сгиба одной трубы. Однако не каждое трубное изделие большого диаметра из стали можно изогнуть подобным образом. Гораздо проще взять готовые дуги и приварить их к горизонтальным сегментам регистра.
При соединении горизонтальных участков секционного регистра соединением «колонка» патрубки-поперечины ввариваются с обоих концов. Циркуляция теплоносителя в таком отопительном приборе проходит по параллельной схеме. В результате отдельные зоны в нем могут недополучать тепло. Горячая вода попросту стекает в нижний сегмент раньше, чем дойдет до дальнего конца.
В «нитке», где теплоноситель проходит все участки регистра, подобных проблем не возникает. В этом отношении этот регистр во многом напоминает змеевик. Только вода в нем движется от входа до выхода из батареи по трубам разного сечения.
Змеевики могут иметь несколько изгибов, в этом случае для усиления конструкции в ряде мест часто делаются поперечные вставки из уголка или толстого прутка
Если готовых дуг для S-образного регистра под рукой нет, то самостоятельно изготавливать лучше секционный прибор. Ровно согнуть трубу большого сечения, не имея специального оборудования, крайне сложно. Практически единственный вариант – это накалить металл газовой сваркой и осторожно согнуть его. Но здесь есть риск утраты прочности стенками трубы.
К секционному виду также относится регистр с парой боковых коллекторов. Они производятся из трубы того же диаметра, что и основные участки, исполняя роль поперечных патрубков. Вода в данном случае движется не сверху вниз, а слева на право (или наоборот).
Варианты по материалу изготовления
Чаще всего домашние мастера своими руками изготавливают регистры отопления из . Главные достоинства этого варианта – дешевизна, доступность материала и относительная простота сварки.
Помимо круглой трубы отопительный регистр можно также выполнить из ее профилированного аналога – гидравлическое сопротивление получится несколько иным, но не более того
В заводских условиях регистры выпускают из:
- стали;
- алюминия;
- меди;
- чугуна.
По теплоотдаче и долговечности лидирует . Но при больших размерах такой обогреватель обойдется в немалую копеечку. Алюминиевый прибор уступает ему по показателям теплопроводности, но и стоит значительно дешевле.
Наиболее ходовой и недорогой вид отопительных регистров – стальной. Однако это и самый неэффективный по передаче тепла от воды воздуху вариант из всех продающихся в магазинах теплотехники.
Коэффициент теплопроводности у разной стали колеблется в пределах 45–48 Вт/(м*К). У чугуна он в районе 60, у алюминия 200–240, а у меди около 400 Вт/(м*К). Сталь всем им по данному техническому параметру проигрывает.
При выборе стальных труб предпочтение надо отдавать изделиям из углеродистой стали, они наиболее прочны и устойчивы к высоким температурам
Чугун и алюминий обычно используется только при заводском изготовлении регистров. Самостоятельно в кустарных условиях эти металлы сваривать слишком сложно. То же касается нержавеющей или оцинкованной стали, поэтому трубы из этих материалов лучше не брать. Их сложней варить, и теплоотдача у них ниже, нежели у обычного черного аналога.
При наличии опыта сварки медных поверхностей сделать регистр из подобных труб не слишком проблематично. Из-за высоких показателей теплопередачи их можно взять меньшего диаметра, нежели при выборе стального варианта. Так отопительный прибор обойдется дешевле.
Однако у меди здесь есть серьезный недостаток – потребность в нейтральном и чистом теплоносителе. Если в системе отопления циркулирует “грязная”, с примесями вода, то о длительном сроке службы такой батареи можно забыть.
Схожая проблема также нередко наблюдается из-за присутствия в системе элементов из несовместимых с медью металлов. Если не предусмотреть целый ряд предупредительных мер, из-за электрохимической коррозии подобный регистр прослужит недолго.
Приборы со встроенным ТЭНом
Стандартный вариант регистра подразумевает его подключение к трубам отопления централизованной системы либо с котлом нагрева воды. Но существуют приборы и полностью автономные. В одной из нижних труб в них встраивается нагревательный элемент, запитываемый от электрической сети 220 В.
По конструкции и принципу действия ТЭН в регистре – это обычный электрокипятильник, работающий от типовой однофазной розетки
Мощность нагревающего воду элемента может варьироваться в пределах 1–6 кВт в зависимости от внутреннего объема теплообменника. Такой отопительный прибор нередко комплектуется циркуляционным насосом, чтобы теплоноситель доходил до всех его участков.
Подобный автономный регистр часто применяют в качестве дополнительного источника тепла, который включается только при сильных морозах. При не слишком низких температурах за окном обогрев помещения осуществляется от общей системы отопления. Помимо воды в электрический регистр возможна заливка антифриза.
На нашем сайте есть статья, где мы подробно описали особенности выбора и тонкости подключения ТЭНов для радиаторов отопления. Подробнее – переходите по .
Расчет конструкции обогревателя
По правилам, такой теплотехнический расчет следует делать с учетом:
- площади и направленности внешних стен (в южном солнечном направлении или нет);
- кубатуры обогреваемого помещения;
- уровня максимально возможных отрицательных температур в регионе;
- степени теплоизоляции стен, выходящих на улицу;
- наличия снизу и/или сверху еще одного отапливаемого помещения;
- количества, квадратуры и разновидности установленных окон;
- наличия/отсутствия дверей, открывающихся непосредственно на улицу.
Упрощенно для помещения с высотой потолков в районе 2,7 метра необходимую тепловую мощность вычисляют умножением площади комнаты на 100 Вт
Если потолки в помещении расположены на уровне 3-х метров и выше, то для упрощенного расчета следует уже кубатуру отапливаемого пространства умножить на 34 или 41 Вт. Первый коэффициент берется для кирпичных зданий, а второй – для строений из железобетона.
Перемножить пару чисел не сложно. Но надо четко отдавать себе отчет, что подобные условные вычисления могут быть очень далеки от реальных цифр, так как нюансов здесь немало.
Самый оптимальный выход – это заказать нужный расчет у специалиста, который примет во внимание все параметры помещения. Теплопотери происходят через стены, окна, пол, потолок и даже вентиляцию. Для получения точных цифр учесть надо все без исключения.
Q= K* St*dt
буквенные обозначения:
- Q – тепловая мощность регистра;
- K – коэффициент теплоотдачи, зависит от материала трубы;
- St – площадь теплоотдачи (равна числу ПИ помноженному на диаметр и длину трубы);
- dt – тепловой напор.
Соответственно, зная Q и dt, остается лишь подобрать диаметр трубы и ее общую длину. Затем уже, в зависимости от конструкции регистра, этот трубопровод можно разбить на несколько отрезков, которые впоследствии будут соединены поперечинами. Теплоотдачу от последних, чтобы не усложнять расчеты, лучше не учитывать.
Цифра dt в свою очередь вычисляется исходя из необходимой температуры в помещении (Тв) и показателей ее в подаче (Тп) и обратке (То) – итого dt=(Тп+То)/2-Тв
При подключении труб змейкой каждый следующий горизонтальный сегмент получает приблизительно на 10% меньше тепловой энергии, чем расположенный сверху. Каждый такой отрезок регистрового трубопровода следует рассматривать, как отдельную батарею. А теплоноситель по мере движения по ним постепенно и неизбежно остывает, тепло уходит в помещение.
Еще один параметр – расстояние между горизонтальными секциями (основными трубами), которое отражает высоту отдельного патрубка. Если этот просвет сделать слишком маленьким, то потоки тепла сверху и снизу начнут перекрываться, негативно воздействуя друг на друга.
Эту цифру надо подбирать так, чтобы она была чуть больше диаметра трубы. Тогда эффективность регистра будет максимально возможной.
С более подробными расчетами мощности отопительных батарей и их количества можно прочесть .
Особенности выполнения монтажа
Ничего особо сложного в установке регистра отопления нет. Затруднения возможны только при его сварке из отдельных труб. Если большого опыта выполнения сварочных работ не имеется, то лучше сначала попрактиковаться. При покупке готового прибора заводского изготовления проблем с монтажом вовсе не должно возникнуть.
Навешивание на стены трубного регистра производится с помощью мощных кронштейнов (крюков). Если он ставится на пол, то хватит и железных ножек. Важно помнить, что рассматриваемый обогреватель из стали весит достаточно много. Плюс еще добавляется вес воды внутри, поэтому крепления и подставки должны быть сверхнадежными.
Торцы трубы-секции закрываются специальными сферическими заглушками или завариваются с применением небольших стальных кругляшей, вырезанных из листового железа. Штуцеры с наружной резьбой для установки крана отвода воздуха и подключения к отопительной системе врезаются непосредственно в стенки трубы либо в торцевую пластину.
Поверхность созданной из стали батареи стоит покрыть термостойкой краской. Благодаря ей прибор не только станет внешне более эстетичным, но и приобретет дополнительную антикоррозионную защиту.
Подробную инструкцию по созданию регистров отопления своими руками можно прочесть в .
Выводы и полезное видео по теме
Собранные ниже видеоматериалы помогут вам разобраться во всех нюансах расчетов отопительного регистра и его монтажа в помещении.
Технология изготовление регистра из профильной прямоугольной трубы:
Достоинства и расчет мощности отопительного регистра:
Если требуется обогреть большое по кубатуре помещение, то регистр из гладкостенных стальных труб подходит для этого идеально. При наличии навыка выполнения сварочных работ собрать такую самодельную батарею своими руками несложно. Надо лишь точно рассчитать параметры этого прибора и правильно подобрать для него трубные изделия.
Мы сегодня не будем говорить о том, что такое и какие функции они выполняют. Мы сразу переходим к расчету регистров отопления. Как сделать регистр своими руками так, чтобы не пришлось переделывать? Во-первых, браться за дело прямыми руками. О том, уже рассказывали. А во-вторых, составить грамотный расчет, ведь даже успешно выполненный теплообменник, может оказаться непригодным. Например, не хватит тепловой мощности. А теперь попробуем разобраться со всем этим, только уже с цифрами и на конкретных примерах.
Расчет конструкции водяного регистра
Регистр отопления
Чтобы сделать расчет регистров отопления, нужно точно определить каким требованиям они должны отвечать. Возможно – это будет просто самодельный радиатор, для отопления, а может – сушилка для вещей. Естественно, конструкции будут разные. Расположение отрезков труб в регистре водяного отопления:
- вертикальное;
- горизонтальное.
Первый вариант встречается крайне редко, в основном все делают регистры водяного отопления из нескольких параллельных отрезков, которые находятся в горизонтальной плоскости. Чтобы в регистре осуществлялась циркуляция, горизонтальные отрезки соединяются между собой переливными патрубками:
- одним;
- двумя.
Варианты конструкции регистров
Еще один вид соединения горизонтальных труб в регистре выполняется при помощи угловых муфт того же диаметра, которые привариваются к торцам. Поворот делается на 180 градусов, для этого две угловые муфты по 90 градусов свариваются между собой. В таком случае заглушки для регистров отопления будут не нужны. Такой метод соединения лучше всего подходит для гравитационных систем обогрева, где циркуляция осуществляется за счет силы притяжения.
Например, полотенцесушитель в ванной – это тоже регистр, хоть и стоит не в системе отопления, а горячего водоснабжения.
- сверху;
- снизу.
Отопительные регистры батареи с верхней подачей встречаются гораздо чаще, чем с нижней. При этом размещение патрубков подачи и обратки также может быть разным:
- на одном торце;
- на разных торцах.
Самым выгодной схемой подключения теплообменника к контуру считается та, в которой подача осуществляется сверху, а обратка выходит внизу противоположного торца. Гост на регистры отопления регламентирует не его конструкцию, а технические характеристики труб, из которых он сделан.
Из каких частей состоит регистр отопления
Расчет мощности регистра отопления заключается в том, чтобы подобрать необходимые габариты теплообменника. Это напрямую влияет на количество теплоносителя в нем и площадь теплообмена. Чем больше регистр – тем большее помещение он сможет нагреть.
Получается, что нужно определить диаметр труб таким образом, чтобы теплоотдача регистров отопления имела достаточный уровень для обогрева помещения определенной площади. Это если есть возможность выбирать, а если регистр варится из того что есть в наличии, то возможно, придется немного изменить конструкцию.
Для каждого региона есть свои стандарты количества энергии для отопления одного метра помещения. Для расчета регистров из гладких труб для отопления можно брать среднее значение в 100 Вт. Если переживаете, что не хватит, то просто делайте запас 50%. Теперь подгоняем наш регистр под эти требования. Для наглядности возьмём в качестве примера регистр отопления из трех труб размером по два метра каждая. Алгоритм действий:
- определяем площадь помещения;
- считаем сколько необходимо мощности для его обогрева;
- подставляем значение в формулу определения диаметра.
Допустим, что у нас помещение 50 м кв. Получается, что нам потребуется 500 Вт тепловой мощности, чтобы температура воздуха была в приделах, установленный нормативными документами. Формула вычисления диаметра имеет следующие величины:
- П – 3,14;
- длина регистра;
- коэффициент теплопроводности металла, для стали 11,63;
- разница между температурами подачи и обратки.
В качестве эталона для расчета разницы температур подачи и обратки берут значение 80 и 20 градусов, соответственно. Если вы знаете, что в вашем контуре температура не будет превышать 65 градусов, значит, подставляете свое значение. Мы продолжим расчет, исходя из средних величин, то есть разница температур составляет 60 градусов.
Диаметр трубы = 500 / (3,14*6 (три трубы по 2 метра) * 11,63 * 60) = 0,038
Значение мы получили в метрах, что составляет 38 мм. Получается, чтобы отопить помещение 50 м кв регистром из трех горизонтальных отрезков по два метра, нужно использовать трубы с внутренним диаметром не меньше 38 мм. Если вышло так, что нужно сварить регистр из уже имеющихся труб, тогда нужно рассчитывать общую длину отрезков. Для этого из уже имеющейся формулы можно посчитать эту величину.
Длина отрезков = 500 / (3,14*11,63*60*сечение наших труб в метрах)
Для изготовления регистров применяются трубы с диаметром от 32 мм, допустим, именно они есть в наличие. Подставив значение в расчет, можно вычислить, что для обогрева такого помещения потребуется 7,1 метра. Эту величину можно разбивать на несколько отрезков. Получается, что расчет количества регистров отопления сводится к тому, чтобы узнать общую длину труб с заданным диаметром, а потом разбить ее на удобные отрезки.
Расчет мощности электрических тэн
Супер полотенцесушитель (тоже регистр)
Отдельно рассмотрим регистры со встроенными электрическими тэнами. Это может быть как дополнительным источником подогрева, так и основным. В последнем случае теплообменник работает, только если есть электроэнергия. Чтобы правильно определить параметры работы теплообменника, нужно помимо его тепловой мощности, рассчитать мощность нагревательного элемента. Ведь важно сколько киловатт в тэне или нет?
Такие электрические нагреватели вкручиваются в торце регистра. Их мощность может варьироваться от 0,8 до 2 кВт. Включение/выключение прибора контролируется термостатом, температура в теплообменнике регулируется вручную. Получается, что можно выставить 50 градусов, которые всегда будут поддерживаться тэном. Только менее мощный будет работать чаще. Естественно, чем больше нагреватель работает, тем больше сокращается его ресурс службы. Поэтому лучше, когда тэн работает не на пределе, а с небольшим запасом.
Наблюдения показали, что по итогу эксплуатации особой разницы в потреблении электроэнергии не наблюдается. Мощный тэн нагреет быстрее, потратив больше энергии, а менее мощный будет греть дольше, при этом потребление будет примерно таким же.
Автономность регистра от контура отопления требует внесения изменений в его контракцию:
- наличие расширительной емкости;
- соединительный патрубок сразу над тэном;
- соблюдение углов наклона.
Монтаж теплообменника
Учитывая большой вес регистра отопления, нужно использовать для крепления соответствующие кронштейны, а лучше ставить на пол. Как вы поняли, есть два метода установки:
- повесить на стену;
- поставить на пол.
Главное, чтобы конструкция была очень крепкой. Имеет значение и расстояние до стен, которое составляет 20–25 см. Такое же расстояние должно быть и до пола, при этом должен сохраняться задуманный угол уклона для циркуляции. Расстояние между трубами регистра отопления должно быть не менее пяти сантиметров. Не имеет значения автономный это теплообменник, или заключенный в сеть.
Радиаторы любого типа устанавливаются по периметру помещения на наружных стенах. Именно поэтому в квартирах батарея всегда под окном. Теплообменник не только грет воздух, он еще и стены подогревает. Очень важно покрасить регистры, чтобы те не поржавели.
