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.
На рынке присутствует немалое количество разного рода отопительных приборов, Тем не менее, самодельные радиаторы до сих пор используются. И наиболее часто встречаются регистры из труб. Регистры отопления — сварные или сборные конструкции из горизонтально расположенных труб, соединенных между собой перемычками для циркуляции теплоносителя.
Какие бывают
Отопительные регистры изготавливают из разного материала, имеют они разную форму. У каждой есть плюсы и минусы.
Из чего делают
Если говорить о материалах, то самый распространенный — сталь, а вернее стальные электросварные трубы. Сталь имеет не самую лучшую теплоотдачу, но это компенсируется невысокой ценой, легкостью в обработке, доступностью и большим выбором типоразмеров.
Совсем редко встречаются сделанные из нержавеющей трубы — для приличной мощности требуется большое количество труб, а сколько стоят изделия из нержавейки, вы имеете представление. Если и делали их, то, наверное, давно. Используют еще «оцинковку», но работать с ней сложнее — варить не получится.
Делают иногда медные регистры — они используются в тех сетях, где разводка сделана . Медь отличается высокой теплоотдачей (в четыре раза больше чем у стали) потому размеры у них бывают гораздо более скромные (и по длине и по диаметру использованных труб). К тому же сами трубы разводки (если они не ) отдают достаточное количество тепла. В то же время пластичность этого металла позволяет изгибать трубы без особых ухищрений и усилий, а сварку использовать только в местах соединения разных кусков. Но все эти плюсы нивелируются двумя большими минусами: первый — высокая цена, второй — капризность меди к условиям эксплуатации. По цене все ясно, а по эксплуатации немного пояснений:
- требуется нейтральный и чистый теплоноситель, без твердых частиц
- в системе нежелательно присутствие других металлов и сплавов, кроме совместимых — бронза, латунь, никель, хром, потому все фитинги и арматуру нужно будет искать из этих материалов;
- обязательно тщательно выполненное заземление — без него при наличии воды начинается процессы электрохимической коррозии;
- мягкость материала требует защиты — нужны кожухи и т.п.
Есть регистры из чугуна. Но они слишком громоздки. К тому же имеют очень большую массу, под них нужно делать не менее массивные стойки. Плюс ко всему чугун отличатся хрупкостью — один удар, и он может расколоться. Получается, что и этот тип регистров нуждается в защитных кожухах, а они снижают теплоотдачу и увеличивают стоимость. Причем устанавливать их — сложная и тяжелая работа. К плюсам можно отнести высокую надежность и химическую нейтральность: этому сплаву все равно, с каким теплоносителем работать.
В общем, медь и чугун — это непросто. Вот и получается, что оптимальный выбор — стальные регистры.
Виды регистров
Самый распространенный вид — регистры из гладких труб, и чаще всего — стальных электросварных. Диаметры — от 32 мм до 100 мм, иногда до 150 мм. Их делают двух типов — змеевидные и регистровые. Причем регистровые могут иметь два типа соединения: нитка и колонка. Нитка — это когда перемычки, по которым из одной трубы в другую перетекает теплоноситель, установлены то справа, то слева. Получается, что теплоноситель последовательно оббегает все трубы, то есть соединение последовательное. При соединении типа «колонка» все горизонтальные участки соединены между собой с обоих концов. В этом случае движение теплоносителя параллельное.
Любой тип регистров может использоваться для любого типа системы: с однотрубной и , с вертикальным и горизонтальным типом подачи. При любой системе большая теплоотдача будет при подключении подачи в верхний патрубок.
В случае использования в системах с естественной циркуляцией требуется соблюдать небольшой уклон в сторону движения теплоносителя порядка 0,5 см на один метр трубы. Такой маленький уклон объясняется большим диаметром (малым гидравлическим сопротивлением).
Делают эти изделия не только их круглых, но и из квадратных труб. Они практически ничем не отличаются, только работать с ними сложнее, да гидравлическое сопротивление чуть больше. Но к плюсам такого исполнения можно отнести более компактные размеры при том же объеме теплоносителя.
Есть еще регистры из труб с оребрением. В таком случае увеличивается площадь соприкосновения металла с воздухом, и теплоотдача повышается. Собственно, до сих пор в некоторых бюджетных новостройках строители ставят именно такие отопительные приборы: всем известная «труба с оребрением». При не самом лучшем внешнем виде они неплохо греют помещения.
Если любой регситр вставить ТЭН, можно получить комбинированный отопительный прибор. Он может быть отдельным, не связанным с системой, или использоваться как дополнительный источник тепла. Если радиатор будет изолированным с нагревом только от ТЭНа, необходимо в верхней точке поставить расширительный бачек (10% от общего объема теплоносителя). При нагреве от расширительный бачок, как правило, встроен в конструкцию. Если его нет (часто бывает в ), то и в этом случае необходима установка расширительного бачка. Если материал для регистров сталь, то бачок нужен закртыого типа.
Электроподогрев может пригодиться в самые сильные холода, когда не хватает. Также такой вариант может выручить в межсезонье, когда загружать и разгонять систему «на полную» нет смысла. Нужно лишь немного прогреть помещение. С котлами на твердом топливе такое невозможно. А такой вот запасной вариант поможет обогреться в межсезонье.
Расчет регистров из гладких труб
Стальные регистры отопления несложно сделать своими руками. Стоимость такой системы отопления будет зависеть от того, кто будет их варить. Если техникой сварки владеете сами, вариант — самый малобюджетный, если сварщику нужно будет платить, особой разницы в стоимости с недорогими не будет.
При этом регистры будут занимать большие площади, чем стандартные отопительные приборы: из-за незначительной поверхности соприкосновения с воздухом эффективность у них невысокая. Увеличивают теплоотдачу, поставив более мощный насос, но есть ограничения по скорости из-за возможных шумов в системе. О том,
Диаметры, как говорилось — от 32 мм до 100-150 мм. Большие размеры труб ведут к увеличению объема системы. При старте и разгоне системы это минус — пока нагреется теплоноситель, пройдет прилично времени. При работе большой объем — скорее плюс: более мягкие условия для котла. С другой стороны — при большом количестве теплоносителя регулировать температуру сложно.
Таблица теплоотдачи стальных труб разного диаметра для разных условий работы системы (кликните по картинке для увеличения ее размера)
Расстояние между двумя трубами в регистре маленьким быть не должно: так снижается теплоотдача. Потому их располагают на расстоянии не меньшем чем 1,5 радиуса. Количество рядов и длина регистра зависят от требуемой мощности, а также от диаметра выбранных труб. В общем случае (для средней полосы России, для помещений со средней теплоизоляцией и высотой потолков 3м) можно считать по теплоотдаче метра стальной трубы. Эти значения приведены в таблице. По ней вы сможете найти размер и количество регистров по площади помещения.
Теплоотдача одного метра стальных труб разного диаметра — для расчета регистра отопления по площади
Для расчета по тепловым потерям помещения есть усредненные данные по тепловой мощности погонного метра стальной трубы. Можно для стандартных условий использовать их. Если система работает на других температурах, требуется внести корректировки в большую или меньшую сторону.
Если эти таблицы вам не помогли, можно сделать расчет регистра по формуле.
Подставив соответствующие значения, вы найдете теплоотдачу одной труб при ваших условиях. Теплоотдача всех последующих (второй и более) будет чуть меньше. Найденное значение нужно умножить на 0,9. Так вы рассчитаете и сможете сделать регистр из гладких труб своими руками.
Как устанавливают
Вариантов установки два: навесить на стену или поставить на стойку. Выбор зависит от габаритов и массы полученной конструкции, а также от типа стен.
Достаточно часто делают комбинированную установку: варят стойки, которые затем крепят к стене. Таким способом можно установить даже очень массивные регистры. Также такой вариант установки обеспечивает высокий уровень безопасности.
Каждый такой отопительный прибор в верхней точке должен иметь . Он нужен для стравливания воздуха из системы.
Достоинства и недостатки
К достоинствам можно отнести простую конструкцию и несложный расчет, доступность материалов. Все это вместе позволяет делать регистры для отопления своими руками.
Следующий положительный момент — большая часть тепла передается при помощи лучистой энергии, а она воспринимается человеком, как более приятная.
Следующий плюс — гладкая поверхность, что обеспечивает легкую уборку.
Отличное качество — совместимость с любыми системами — и с естественной и с принудительной циркуляцией.
Минусы тоже имеются: небольшая теплоотдача, подверженность коррозии, не самый привлекательный внешний вид, необходимость регулярной окраски ().
Итоги
Регистровое отопление в частных домах сегодня используют нечасто: есть большой выбор отопительных приборов для разных условий. Диапазон цен тоже достаточно широк. Но регистры из гладких труб и труб с оребрением часто используют для обогрева производственных, складских и вспомогательных помещений, теплиц, гаражей, оранжерей и др. То есть там, где внешняя привлекательность не имеет значения.
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.
Регистр отопительной системы представляет собой прибор, изготовленный из гладкостенных трубопроводов. По своим конструктивным особенностям регистр послужил основой для большинства радиаторов. Очень часто данные устройства располагают в технических и промышленных помещениях. К тому же нередки случаи, когда их устанавливают в квартирах в составе автономных отопительных систем. Однако далеко не все знают, как провести расчет теплоотдачи регистра.
Основные виды и технические характеристики
Существует несколько основных разновидностей данных отопительных приборов. Регистры классифицируют по способу монтажа, форме исполнения и материалу. Поэтому перед тем как произвести расчет регистров из гладких труб для отопления, рассмотрим более подробно каждую группу данных устройств.
По форме исполнения
- Секционные регистры. Такие теплообменники изготавливают из одного или нескольких гладкостенных трубопроводов диаметром от 25 до 400 мм, соединяемых между собой патрубками и закрываемых заглушками. Теплоноситель через патрубок поступает в верхнюю секцию, а в следующую секцию перетекает на противоположном конце и т. д.
- Змеевиковые (S-образные) устройства - трубопроводы соединяются дугами, в результате получается сплошная труба. Подобная форма позволяет задействовать поверхность прибора в целом, что увеличивает эффективную площадь теплообменника. Ниже рассмотрим, как выполнить расчет теплоотдачи регистра из гладких труб.
По способу монтажа
Регистры для отопительных систем делят на переносные и стационарные. Переносные или мобильные устройства, как правило, используют в помещениях, где требуется временная поддержка заданной температуры до устройства основной системы обогрева. К примеру, при возведении нового здания или при проведении ремонтных работ в гараже. В таких системах в качестве теплоносителя используются антифризы или а энергия тепла генерируется посредством электрических ТЭНов.
По материалу
- Стальные наиболее популярный вид приборов, изготовленных из стали. Также стоит обратить внимание, что сталь является довольно прочным материалом. Отлично сваривается и при этом обладает хорошей теплопроводностью.
- Чугунные устройства. В настоящее время наиболее популярны регистры из чугунных трубопроводов. Но, несмотря на невысокую стоимость, данный материал довольно хрупкий и неустойчивый к механическим повреждениям. Кроме того, чугун плохо сваривается, что затрудняет монтаж.
- Алюминиевые регистры. По популярности данные устройства немного уступают регистрам из стальных труб. При этом они обладают рядом преимуществ: привлекательно выглядят, мало весят, хорошо отдают тепло и устойчивы к коррозии. Главный и единственный недостаток алюминиевых регистров - высокая цена.
Расчет теплоотдачи: основные моменты
В процессе монтажа отопительной системы многих интересует расчет регистров из гладких труб. Как расчитать, чтобы их не было чересчур много (будет очень жарко) или слишком мало (будет прохладно)?
- Для частного дома или квартиры нет необходимости рассчитывать точную цифру, так как в данном случае неважно конкретное значение температуры. Важно, чтобы температурный режим был оптимальным.
- Наиболее простой расчет: на 2 м 2 должна приходиться одна секция (чугун или алюминий), на 1,5 м 2 - одна секция (биметалл).
- В случае если потолок более 3 метров, следует добавить одну секцию. При наличии балкона также добавляется одна или две секции, в зависимости от того, утеплен балкон или нет. Добавляется секция, если комната угловая.
- Так как температура подачи теплоносителя регулируется для квартир допускается выполнять расчет теплоотдачи регистра независимо от климата.
- В частных домах данный расчет не подходит в связи с тем, что в систему поступает слишком Это дает сильный перегрев, если строение располагается в теплых регионах.
- Помимо этого расчет теплоотдачи регистра отопления можно выполнить при помощи онлайн-калькуляторов. Для этого потребуется ввести некоторые данные, а затем программа рассчитает требуемое количество труб.
Методика расчета
При выборе данного устройства важно правильно выбрать диаметр трубопроводов, из которых будет выполнен регистр. Наиболее оптимальный диаметр - 32 мм, но допускается устанавливать регистры и другого диаметра, но не более 80 мм. Если диаметр будет более 80 мм, то может попросту не хватить мощности отопительной системы на прогрев такого устройства, так как котел не сможет подать необходимый объем теплоносителя.
Чтобы правильно выбрать данный сантехнический элемент и выполнить расчет теплоотдачи регистра, следует взять во внимание следующие факторы:
- Материал, из которого изготовлено строение.
- Толщина стен.
- Количество оконных и дверных проемов.
Выполняя расчет теплоотдачи регистра, необходимо знать величину теплоотдачи одного погонного метра трубопровода. К примеру, один погонный метр трубопровода диаметром 60 мм может обогреть 1м 2 помещения высотой не более 3 метров.
В таблице, представленной ниже, указан примерный расчет теплоотдачи регистра в зависимости от диаметра трубопроводов.
В таблице приведены данные при высоте потолка не более 3 метров. Другими словами, чтобы обогреть 60 м 2 потребуется 87 метров трубопровода диаметром 40 мм либо 44 метра диаметром 89 мм. После проведения расчетов необходимо сделать чертежи. Также нужно будет обдумать все нюансы размещения регистра в помещении.
Монтаж регистров
При монтаже регистров наиболее дорогостоящими являются сварочные работы, которые в результате станут определяющим фактором при выборе между радиатором и регистром. Однако можно обойтись и без них. Стыки в таком случае соединяются с помощью которые, несмотря на то что несколько уступают соединениям на сварке, способны также прослужить довольно продолжительное время.
В процессе монтажа данных устройств необходимо соблюдать небольшой уклон (0,05‰) по направлению движения теплоносителя.
Заключение
Итак, подводя итоги, стоит отметить, что регистры способны конкурировать с другими разновидностями отопительных приборов. Подбирать наиболее оптимальную конфигурацию устройства следует индивидуально для каждого конкретного случая, с учетом личных пожеланий и особенностей помещения. Однако изготовление отопительных регистров, а также их установку желательно все же доверить профессионалам.
Обходится сварка регистров отопления недорого, и отапливать помещения с их использованием можно достаточно эффективно. Но при этом, к сожалению, смотрится такое отопительное оборудование не особенно эстетично. В городских квартирах регистры, тем более самодельные, конечно же, не устанавливаются.
Используют такие приборы чаще всего в гаражах, хозблоках и других подобных хозяйственных постройках. Иногда регистры отопления устанавливают и на дачах или даже в жилых частных домах.
Что представляют собой приборы
Собираются отопительные регистры из профильных или же обычных гладких круглых труб большого диаметра. Состоять такой прибор может как из одной, так и из нескольких секций. В малоэтажных загородных жилых домах и в гаражах обычно используется второй вариант регистров.
Материалом изготовления для такого оборудования может служить алюминий, чугун, медь, сталь. Своими руками отопительные регистры, конечно же, чаще всего делают с использованием недорогих толстостенных стальных труб.
Виды приборов
В частных домах и в хозяйственных постройках могут использоваться регистры:
- змеевые;
- секционные.
В первом случае прибор собирается с использованием стальных дуг. Также змеевые регистры зачастую изготавливаются из стальной гофрированной трубы, просто путем укладки «змейкой».
Секционные модели представляют собой приборы, состоящие обычно из установленных в горизонтальной плоскости отрезков труб большого диаметра. Перемычки в таком оборудование также вырезаются из труб. При этом для сварки регистров применяется материал диаметр которого должен быть равен диаметру обратки и подачи контура системы отопления.
Конечно же, своими руками владельцы частных малоэтажных зданий и гаражей изготавливают обычно именно секционные регистры. Разумеется, при желании самостоятельно можно сделать и змеевой прибор такого типа. Однако в данном случае придется приобретать или дорогостоящую гофрированную стальную трубу или такое также недешевое оборудование, как трубогиб.
Расчет регистров: основные этапы
Конечно же, прежде чем приступать к изготовлению отопительных приборов этого типа, следует составить их подробные чертежи. Расчет регистров отопления при самостоятельном изготовлении производится обычно в два этапа:
- определяется общий показатель необходимой теплоотдачи для эффективного отопления здания;
- рассчитываются сами регистры.
При расчете регистров при этом определяют:
- необходимый диаметр труб;
- число секций;
- шаг между секциями;
- длину отрезков-секций.
Считается, что оптимальным диаметром труб для сварки отопительных регистров своими руками для хозблока или дома является 32 мм. При желании для сборки подобных приборов можно, конечно же, взять и более габаритный материал. Однако все же считается, что для установки в малоэтажном здании подходят лишь регистры, собранные из труб диаметром не более 80 мм.
Если приборы будут сварены из слишком толстой трубы, обратку и подачу в сети отопления частного жилого здания придется подключать к очень мощному котлу, установка которого, скорее всего, будет экономически нецелесообразной.
Длину секций при расчете регистров определяют, конечно же, прежде всего с учетом планировки данного конкретного помещения. В большинстве случаев такие приборы сваривают своими руками из отрезков труб длиной в 1 м.
Расстояние между секциями в собранном самостоятельно регистре должно быть достаточно большим. Чем дальше будут отстоять друг от друга трубы, тем эффективнее прибор будет обогревать помещения. Чаще всего при сборке регистра горизонтальные секции располагают на расстоянии в 1.5 диаметра использованных для его изготовления труб.
Расчет общей необходимой теплоотдачи
Проект отопительной системы с регистрами, конечно же, должен составляться таким образом, чтобы проживать в доме в последующем было максимально комфортно. В помещениях здания не должно быть слишком холодно или же жарко.
Расчет общей необходимой теплоотдачи для регистров производится точно так же, как и для обычных радиаторов отопления. Специалисты, составляя проект такой системы обогрева, обычно учитывают множество самых разных факторов — материал изготовления стен здания, количество окон и дверей, климатические особенности местности и пр.
Но при самостоятельно проектировании чаще используется все же более простая методика проведения расчетов. В данном случае за основу при определении общей необходимой теплоотдачи регистров принимается во внимание только то, что для обогрева 10 м² площади помещения требуется 1 кВт мощности приборов. То есть, к примеру, для эффективного отопления дома в 50 м² в его комнатах нужно будет установить регистры, общая теплоотдача которых составит 5 кВт.
Расчет теплоотдачи каждого регистра
После того как показатель общей нужной теплоотдачи отопительных приборов в здании будет определен, можно приступать к разработке чертежей самих регистров. Для определения необходимой производительности каждого из таких устройств допускается использовать две основных методики расчета:
- по площади помещения;
- с учетом температурного режима системы отопления.
Расчет по площади
Этот способ проектирования используется обычно для расчета параметров регистров, монтируемых в небольшом по площади помещении, к примеру, в гараже. В этом случае расчеты делают с учетом отопительной способности погонного метра трубы. Узнать этот показатель можно из специальной таблицы.
Согласно этой таблице, к примеру, 1 п/м трубы из стали на 60 мм обеспечивает качественный обогрев 1 м² помещения с высотой потолков в 2.5 м. Исходя из этого, несложно будет сделать расчет нужного количества приборов, длины и количества их секций.
Единственное, в данном случае нужно учитывать тот факт, что каждая последующая (если считать от подачи) секция регистра имеет несколько меньшую теплоотдачу, чем предыдущая. Полученный с использованием таблицы результат, в данном случае поэтому желательно дополнительно умножить на коэффициент 0.9.
Расчет с учетом температурного режима системы отопления
Эта методика позволяет определить необходимую теплоотдачу регистров гораздо более точно. Применяют ее при установке приборов, к примеру, в малоэтажных домах. В этом случае для расчета конструкции и количества приборов используется следующая формула:
- Q=St*Δt*К, где
Q — мощность трубы по теплоотдаче, St — площадь теплообмена, Δt — показатель теплового напора, K — коэффициент теплоотдачи материала изготовления (для стали — 11,63 Вт/м²*˚С), . Площадь теплообмена при этом обычно вычисляют по формуле:
- St = π*L*D, где
D — диаметр материала изготовления, L — его длина. Для расчета напора применяют формулу:
- Δt = 0,5(То+Тп)-Тв, где
Тп — температура воды в подаче, То — температура в обратке, Тв — нужная температура воздуха в здании (обычно принимается за +20 С°).
Как правильно сделать регистр своими руками
Собрать подобный прибор отопления самостоятельно проще всего будет с использованием следующей технологии:
- трубы нарезаются на отрезки, согласно выполненному расчету;
- на концах отрезков, ближе к краю, делаются отметки расположения перемычек;
- из трубы диаметра, равного подаче, вырезаются собственно сами перемычки;
- трубы раскладываются на ровной горизонтальной поверхности параллельно друг другу;
- с помощью сварки в трех местах прихватываются все перемычки-отрезки;
- перемычки привариваются к секциям.
Устанавливать перемычки при сборке радиатора отопления следует как можно ближе к краю горизонтальных секций. В этом случае теплоотдача регистра в последующем будет выше. На заключительном этапе:
- из листового металла вырезаются заглушки для секций;
- все заглушки прихватываются к торцам точечно или диагонально;
- элементы привариваются на место.
Вырезать заглушки следует таким образом, чтобы при их монтаже по краю каждой секции оставалась небольшая «фаска». Эта «фаска» в последующем заполняется сварным швом.
Сваренные таким образом регистры желательно дополнительно оборудовать воздухоотводчиками. Проще говоря, в каждой верхней секции такого прибора стоит установить стандартный кран Маевского.
Врезка в систему
Технология подключения сваренных своими руками регистров будет зависеть прежде всего от особенности конструкции самой системы отопления дома. При седельной врезке в нижней секции прибора по краям предварительно проделываются отверстия. Далее присоединяются подача и обратка и приваривается байпас.
При диагональном или боковом подключении отверстия прорезаются в соответствующих местах в заглушках. Для присоединения обратки и подачи в данном случае могут использоваться в том числе и угловые стальные фитинги.
