Отоплителни регистри: видове конструкции, изчисляване на параметрите, характеристики на монтажа

Има огромен брой батерии с различни дизайни и материали за отоплителни системи за жилищни и нежилищни помещения.Но отоплителните регистри се открояват сред тях с висока ефективност на топлообмен и лекота на самостоятелно сглобяване.

Външно и структурно тези топлообменни устройства приличат на обикновени нагреватели за кърпи, но по размер те са много по-големи от техните аналози за бани.

В статията, която представихме, разглеждаме подробно видовете отоплителни регистри и също така ще анализираме характеристиките на инсталирането на такова оборудване.

Видове отоплителни регистри от тръби

Отоплителният регистър е класически топлообменник вода-въздух. В повечето случаи се изработва от гладкостенна метална тръба. Последният може да бъде единичен или под формата на поредица от няколко тръбопроводни секции, разположени хоризонтално един над друг. В този случай има отделни структури с перки.

Отоплително устройство, направено само от гладкостенна тръба, се почиства по-лесно при редовно почистване. Няма плочести ребра или стегнати места, които трудно се забърсват с парцал. В резултат на това върху такъв регистър не се образуват „колонии“ от прах и мръсотия. В това отношение той значително превъзхожда масово разпространените в момента панелно-секционни радиатори.

Обикновено отоплителните регистри се монтират в гаражи, складове, работилници, болници и училища - тоест в помещения, където има повишени изисквания за пожарна и санитарна безопасност

По отношение на ефективността на преноса на топлинна енергия и разходите за отопление, тръбният регистър не отстъпва на обикновени батерии, и често ги превъзхожда. Общата площ на топлообменната повърхност и в двата случая е приблизително еднаква, само в разглежданото устройство охлаждащата течност протича през широк канал.

Хидравличното съпротивление в тази ситуация е много по-ниско от това на стандартен радиатор, съставен от няколко панелни секции. И това пряко влияе върху разходите за енергия за изпомпване на вода през такъв отоплителен кръг.

Видове по дизайнерска форма

Външно отоплителният регистър не изглежда много елегантен. Но е евтин и лесен за производство. И ако положите малко усилия, тогава такъв нагревател-топлообменник може лесно да се побере в интериора дори на всекидневна.

В домашните селски къщи доскоро подобна версия на отоплителната система се използваше почти навсякъде. В съветско време панелно-секционните радиатори не се продаваха, но широка тръба не беше толкова трудно да се получи.

И тогава всичко, което беше необходимо, беше машина за заваряване. Полученият тръбен нагревател се свързва към водния топлообменник вътре в пещта на дърва чрез заваряване лесно и бързо. Прочетете повече за технологията за подмяна на батерии по метода на газово заваряване. По-нататък.

Колкото по-близо до ръба са разположени вертикалните тръби в секционния регистър, толкова по-висок е топлопредаването на устройството - водата в краищата на хоризонталните тръби се обновява по-бавно, отколкото в зони с директен поток на охлаждащата течност

Всички видове отоплителни регистри са разделени на две групи:

1. Секционни.
2. Намотки (S-образни).

В първия случай хоризонталните тръби са свързани една с друга чрез напречни тръби с по-малко напречно сечение, а във втория - чрез дъги със същия диаметър.

И двата варианта включват големи количества заваръчни работи. Устройство с бобина може да се направи и чрез огъване на една тръба.Въпреки това, не всеки стоманен тръбен продукт с голям диаметър може да бъде огънат по този начин. Много по-лесно е да вземете готови дъги и да ги заварявате към хоризонталните сегменти на регистъра.

В устройство с "резбова" връзка (тръбите са разположени последователно отдясно / отляво) няма зони със студена охлаждаща течност, водата тук постепенно преминава през всички тръби

При свързване на хоризонтални секции на секционен регистър с връзка "колона", напречните тръби се заваряват в двата края. Циркулацията на охлаждащата течност в такова отоплително устройство се извършва в паралелна верига. В резултат на това някои зони в него може да не получат достатъчно топлина. Топлата вода просто се влива в долния сегмент, преди да достигне далечния край.

В „нишката“, където охлаждащата течност преминава през всички секции на регистъра, такива проблеми не възникват. В това отношение този регистър много прилича на серпентина. Само водата в него се движи от входа към изхода на батерията през тръби с различни секции.

Намотките могат да имат няколко завоя, в този случай, за да се укрепи конструкцията на няколко места, напречните вложки често се правят от ъгъл или дебел прът

Ако няма под ръка готови дъги за S-образния регистър, тогава е по-добре сами да направите секционно устройство. Изключително трудно е да се огъне равномерно тръба с голямо напречно сечение без специално оборудване. Почти единствената възможност е да загреете метала с газово заваряване и внимателно да го огънете. Но съществува риск стените на тръбите да загубят здравина.

Секционният тип включва също регистър с двойка странични колектори. Те са направени от тръба със същия диаметър като основните секции, действащи като напречни тръби. В този случай водата не се движи отгоре надолу, а отляво надясно (или обратното).

Материални опции

Най-често домашните занаятчии правят отоплителни регистри със собствените си ръце от стоманени тръби. Основните предимства на тази опция са ниската цена, наличието на материал и относителната лекота на заваряване.

В допълнение към кръгла тръба, отоплителният регистър може да бъде направен и от неговия профилиран аналог - хидравличното съпротивление ще бъде малко по-различно, но нищо повече

В заводски условия регистрите се произвеждат от:

• да стане;
• алуминий;
• мед;
• излято желязо

Води в топлопреминаването и издръжливостта меден вариант. Но с големи размери такъв нагревател ще струва доста пени. Алуминиевото устройство е по-ниско от него по отношение на топлопроводимостта, но също така струва много по-малко.

Най-популярният и евтин тип отоплителни регистри е стомана. Това обаче е и най-неефективният вариант за пренос на топлина от вода към въздух от всички продавани в магазините за отоплителна техника.

Коефициентът на топлопроводимост на различните стомани варира от 45–48 W/(m*K). За чугуна е около 60, за алуминия е 200–240, а за медта е около 400 W/(m*K). Стоманата е по-ниска от всички тях по този технически параметър.

При избора на стоманени тръби трябва да се даде предпочитание на продуктите от въглеродна стомана, те са най-издръжливи и устойчиви на високи температури.

Чугунът и алуминият обикновено се използват само при фабричното производство на регистри. Твърде трудно е тези метали да се заваряват независимо в занаятчийски условия. Същото важи и за неръждаема или поцинкована стомана, така че е по-добре да не използвате тръби от тези материали. Те са по-трудни за готвене и топлопреминаването им е по-ниско от това на обикновения черен аналог.

Ако имате опит в заваряването на медни повърхности, създаването на регистър от такива тръби не е твърде проблематично.Поради високите скорости на топлопредаване, те могат да бъдат взети с по-малък диаметър, отколкото при избора на стоманена опция. Така че отоплителното устройство ще струва по-малко.

Тук обаче медта има сериозен недостатък - необходимостта от неутрална и чиста охлаждаща течност. Ако в отоплителната система циркулира „мръсна“ вода с примеси, тогава можете да забравите за дългия експлоатационен живот на такава батерия.

Подобен проблем често се наблюдава и поради наличието в системата на елементи, изработени от метали, несъвместими с медта. Ако не се вземат редица превантивни мерки, такъв регистър няма да продължи дълго поради електрохимична корозия.

Уреди с вграден нагревателен елемент

Стандартната версия на регистъра включва свързването му към отоплителните тръби на централизирана система или към водогреен котел. Но има устройства, които са напълно автономни. В една от долните тръби е вграден нагревателен елемент, захранван от електрическа мрежа 220 V.

Според дизайна и принципа на работа нагревателният елемент в регистъра е конвенционален електрически бойлер, работещ от стандартен монофазен контакт

Мощността на водонагревателния елемент може да варира между 1–6 kW в зависимост от вътрешния обем на топлообменника. Такова отоплително устройство често е оборудвано с циркулационна помпа, така че охлаждащата течност да достигне всичките му зони.

Такъв автономен регистър често се използва като допълнителен източник на топлина, който се включва само при силни студове. Когато външните температури не са твърде ниски, помещението се отоплява от общата отоплителна система. Освен вода, към електрическия регистър може да се добави антифриз.

На нашия уебсайт има статия, в която описахме подробно характеристиките на избора и тънкостите на свързване на нагревателни елементи за отоплителни радиатори. Повече подробности - отидете на връзка.

Изчисляване на дизайна на нагревателя

Първо трябва да изчислите необходимата отоплителна мощност за конкретна стая.

Съгласно правилата такова топлинно изчисление трябва да се извърши, като се вземат предвид:

• площ и ориентация на външните стени (в южна слънчева посока или не);
• кубатура на отопляемото помещение;
• нивото на максимално възможните отрицателни температури в региона;
• степен на топлоизолация на стени с лице към улицата;
• наличието на друго отопляемо помещение отдолу и/или отгоре;
• количества, размери и видове монтирани прозорци;
• наличие/отсъствие на врати, отварящи се директно към улицата.

Строителните норми дори препоръчват да се вземе предвид преобладаващата роза на ветровете през зимата. Откъм наветрената страна близо до стената загубата на топлина през зимния период очевидно ще бъде по-висока.

Опростено, за стая с височина на тавана около 2,7 метра, необходимата топлинна мощност се изчислява чрез умножаване на площта на помещението по 100 W

Ако таваните в помещението са разположени на ниво от 3 метра или по-високо, тогава за опростено изчисление кубичният капацитет на отопляемото пространство трябва да се умножи по 34 или 41 W. Първият коефициент се взема за тухлени сгради, а вторият за стоманобетонни сгради.

Умножаването на няколко числа не е трудно. Но трябва ясно да сме наясно, че такива условни изчисления могат да бъдат много далеч от реалните цифри, тъй като тук има много нюанси.

Най-добрият изход е да поръчате необходимото изчисление от специалист, който ще вземе предвид всички параметри на помещението. Топлинните загуби възникват през стени, прозорци, подове, тавани и дори вентилация.За да се получат точни числа, трябва да се вземе предвид всичко без изключение.

След това трябва да изчислите размерите на тръбите за отоплителния регистър. За да направите това, използвайте формулата:

Q= K* St*dt

буквени обозначения:

• Q – топлинна мощност на регистъра;
• K – коефициент на топлопреминаване, зависи от материала на тръбата;
• St – топлообменна площ (равна на числото PI, умножено по диаметъра и дължината на тръбата);
• dt – топлинно налягане.

Съответно, знаейки Q и dt, остава само да изберете диаметъра на тръбата и нейната обща дължина. След това, в зависимост от дизайна на регистъра, този тръбопровод може да бъде разделен на няколко секции, които впоследствие ще бъдат свързани с напречни греди. За да не се усложняват изчисленията, е по-добре да не се взема предвид преносът на топлина от последния.

Цифрата dt от своя страна се изчислява въз основа на необходимата стайна температура (Tv) и нейните показатели в подаването (Tp) и връщането (To) - общ dt = (Tp+To)/2-Tv

При свързване на тръби със змия всеки следващ хоризонтален сегмент получава приблизително 10% по-малко топлинна енергия от този, разположен по-горе. Всеки такъв участък от регистърния тръбопровод трябва да се разглежда като отделна батерия. И докато охлаждащата течност се движи през тях, тя постепенно и неизбежно се охлажда и топлината отива в стаята.

Друг параметър е разстоянието между хоризонталните секции (главните тръби), което отразява височината на отделната тръба. Ако тази празнина е твърде малка, топлинните потоци отгоре и отдолу ще започнат да се припокриват, като се отразяват отрицателно един на друг.

Тази цифра трябва да бъде избрана така, че да е малко по-голяма от диаметъра на тръбата. Тогава ефективността на регистъра ще бъде максимално възможна.

За по-подробни изчисления на мощността на отоплителните батерии и тяхното количество можете да прочетете Тук.

Характеристики на монтажа

Няма нищо особено трудно при инсталирането на отоплителен регистър. Трудности са възможни само при заваряването му от отделни тръби. Ако нямате много опит в заваръчната работа, по-добре е първо да практикувате. При закупуване на готово, фабрично произведено устройство, проблемите с инсталирането изобщо не трябва да възникват.

Тръбният регистър е окачен на стените с помощта на мощни скоби (куки). Ако е поставен на пода, железните крака ще са достатъчни. Важно е да запомните, че въпросният стоманен нагревател тежи доста. Освен това се добавя теглото на водата вътре, така че стойките и стойките трябва да са изключително надеждни.

Краищата на тръбния участък се затварят със специални сферични запушалки или се заваряват с малки стоманени кръгове, изрязани от ламарина. Фитингите с външна резба за монтиране на вентилационен вентил и свързване към отоплителната система се нарязват директно в стените на тръбата или в крайната плоча.

Повърхността на батерията, изработена от стомана, трябва да бъде покрита с топлоустойчива боя. Благодарение на него устройството не само ще стане по-естетично на външен вид, но и ще придобие допълнителна антикорозионна защита.

Подробни инструкции за създаване на отоплителни регистри със собствените си ръце можете да намерите в този материал.

Изводи и полезно видео по темата

Събраните по-долу видео материали ще ви помогнат да разберете всички нюанси на изчисляване на отоплителния регистър и инсталирането му в стаята.

Технология за производство на регистър от профилна правоъгълна тръба:

Предимства и изчисляване на мощността на отоплителния регистър:

Ако трябва да отоплявате голяма стая, тогава регистърът, изработен от гладкостенни стоманени тръби, е идеален за това.Ако имате умението да извършвате заваръчни работи, не е трудно да сглобите такава домашна батерия със собствените си ръце. Просто трябва точно да изчислите параметрите на това устройство и да изберете правилните тръбни продукти за него.

Имате въпроси, открихте недостатъци или имате ценна информация, която можете да споделите с посетителите на нашия сайт? Моля, оставете вашите коментари и задайте въпроси във формата за обратна връзка, разположена под статията.