Обзор регистров для отопления: выбор конструкции, материала изготовления и правила монтажа

Регистр отопления своими руками

Сегодня мы расскажем вам о том, как сделать регистр отопления своими руками, как говорится, из того, что есть в хозяйстве, потому что так обычно и происходит. Мы расскажем о том, как сделать чертеж будущей конструкции и как подключить регистры к отоплению. Вы сможете рассчитать длину отрезков и их количество исходя из уже имеющейся трубы определённого сечения, либо же сделать расчет для покупки нового проката. Если изготовление регистров отопления подкреплено желанием сэкономить, о том чтобы нанять опытного сварщика даже речи быть не может. Да и сложного там ничего нет. В этом вы уже скоро убедитесь сами.

Разновидности регистров отопления

Существует 3 вида рассматриваемых регистров:

1. Секционные в виде буквы «П».
2. Змеевиковые, форма которых S-образная.
3. Смешанные.

На изготовление идут трубы из стали или нержавейки, диаметр которых составляет от 25 до 200 мм. Помещения на производстве, имеющие административное или хозяйственное назначение, отапливаются за счет применения труб диаметром от 25 до 100 мм. Что касается регистров большего диаметра, достигающего 200 мм, то они устанавливаются в цехах на производстве и на спортивных объектах, отличающихся масштабностью, например, это могут быть бассейны.

Применительно к частным домовладениям их установка существенно снижает эффективность отопления.

При сборке регистров может быть использовано практически любое количество секций, что обусловливается лишь площадью помещения и требуемой величиной теплоотдачи.

При соединении секционных регистров используют перемычки, имеющие меньший диаметр по сравнению с трубами, которые являются частью рассматриваемого вида приборов. Для расчета оптимального расстояния между трубами отопления используют формулу D+50 мм, где под D следует понимать диаметр трубы. Соблюдение рассчитываемого таким образом расстояния позволяет минимизировать инфракрасное облучение труб по отношению друг к другу, что обеспечивает увеличение теплоотдачи.

Соединение змеевиковых возможно за счет отводов, диаметр которых идентичен диаметру труб. Они устанавливаются с торцов подсоединяемого прибора. Из-за этого способа подсоединения возрастает стоимость подключения регистров, но не значительно. В данном случае рост затрат компенсируется увеличением эффективности работы, что обеспечивает большая площадь рабочей поверхности. Также змеевиковый регистр отличается таким положительным моментом, как меньшее гидравлическое сопротивление по сравнению с тем, которое присутствует у секционного варианта подобного прибора отопления. Это позволяет использовать циркуляционные насосы, отличающиеся меньшей мощностью и более низкой ценой.

Устанавливаемые на трубах торцевые заглушки отличаются вариативностью формы: плоские, круглые и эллиптические. Заглушки, имеющие эллиптическую форму, применяют в системах, где теплоноситель подается под высоким давлением. Также их используют для придания определенной привлекательности приборам отопления. Если существует потребность, то возможно оснащение верхнего сегмента регистра фитингом, предназначенным для установки клапана дегазации.

Вариативность исполнения регистров отопления на этом не заканчивается, например, существуют приборы данного типа, которые дополняются ТЭНом. В результате получается устройство, не требующее подключения к системе отопления, так как подогрев теплоносителя происходит за счет встроенного электроприбора в виде ТЭНа.

В процессе проектирования таких устройств определенным способом рассчитывается мощность ТЭНов, которая зависит от того, насколько велика площадь поверхности прибора. Если регистр будет перегреваться, то это приведет к излишней активности процесса расширения и теплоноситель вытечет через аварийный клапан. В противном случае, то есть при недостатке мощности, эффективность ТЭНа сведется к минимуму.

Автономный регистр должен оснащаться фитингом, устанавливаемым в верхнем сегменте этого прибора отопления. Он используется для заливки теплоносителя перед запуском в работу и для установки аварийного клапана, который может быть дополнен расширительным бачком, что связано с необходимостью компенсировать расширение теплоносителя.

Особенности подключения батарей в квартирах

Когда построенный новый дом предают заказчику, вся отопительная система должна быть согласована с принимающей управляющей компанией и соответствовать нормативам СНиП. В основном один теплосчётчик устанавливают для всех квартир в подъезде. Расценка за потреблённую тепловую энергию определяет денежные затраты на 1 кв.м. полезной площади жилья.

При замене старых батарей отопления на новые радиаторы хозяева жилья часто совершают ошибку, не согласовав установку новых приборов с теплоснабжающей организацией. В этих случаях жильцы, стремясь получить максимальный эффект обогрева своих помещений устанавливают непомерно большей площади отопительные панели и батареи.

При выявлении таких нарушений управляющая компания или теплосбытовая фирма через суд взыщут штраф и заставят демонтировать или переустановить приборы обогрева, отвечающие требованиям СНиП.

Чтобы избежать неприятностей, хозяин квартиры должен на стадии проектирования согласовать с вышеуказанными организациями установку новых батарей. Для этого нужно написать заявление соответствующей формы и приложить схему подключения новых радиаторов.

Виды регистров

Регистры отопления делятся на три вида:

• алюминиевые;
• чугунные;
• стальные.

Алюминиевые регистры пользуются большим спросом благодаря своему небольшому удельному весу, хорошему показателю теплоотдачи, прекрасной устойчивости к коррозии, длительному сроку эксплуатации, отсутствию соединений и сварных швов.

Алюминиевые трубы производят путем монолитного литья. Используются регистры из алюминия в жилых и административных помещениях. Основной недостаток приборов из алюминия — высокая цена.

Чугунные регистры отличаются простотой монтажа, потому что в них присутствует фланцевое монолитное соединение. Во время установки к отопительному трубопроводу приваривают второй фланец, а затем используя болты, делают прочное соединение.

Стальные регистры устанавливают в систему отопления с помощью сварки. Качественно проведенная сварка является гарантом длительной службы всей отопительной системы.

Стационарные и передвижные регистры

Для нагрева теплоносителя в стационарных регистрах нужны отопительные котлы. Для подогрева теплоносителя в передвижных регистрах используется электрический ТЭН, работающий от сети с напряжением в 220 В. Используют этот вид регистров для рабочих домиков строителей, помещений, где проводятся отделочные работы.

Установка регистров в помещении имеет ряд неоспоримых преимуществ перед монтажом в отопительной системе батарей:

• длительный срок эксплуатации. трубам, изготовленным из стали, не нужен ремонт, минимум лет 25;
• система отопления отличается высокой степенью надежности, основное требование для обеспечения такой надежности, это качественное выполнение сварочных швов;
• открытую систему отопления можно устанавливать в помещениях большой площади, низкое сопротивление движению теплоносителя обеспечивает большой диаметр используемых для регистра труб.

В последнее время регистры устанавливают намного реже, подбирая более альтернативные современные приборы отопления. К недостаткам этого вида приборов относится:

• не самый привлекательный внешний вид регистра, вдоль стены по всему помещению проложена толстая стальная труба;
• небольшая площадь соприкосновения с воздухом в комнате приводит к низкому показателю теплоотдачи. нулевое использование конвекции;
• снабжение отопительной системы регистрами отличается высокой стоимостью и сложностью монтажа, стальные трубы большого диаметра на строительном рынке стоят достаточно дорого, необходимость использовать при монтаже сварку.

Область применения

В настоящее время водяные регистры отопления по большей части применяются на производствах (мастерские, цеха, складские помещения, ангары и другие строения с большими площадями). Большой объем теплоносителя и крупные габариты позволяют регистрам эффективно отапливать такие помещения.

Использование отопительных регистров в промышленных зданиях обеспечивает наиболее оптимальный КПД системы отопления. В сравнении с чугунными или стальными батареями, регистры характеризуются лучшей гидравликой и теплоотдачей. Относительно невысокая стоимость их изготовления снижает затраты на установку всей заводской системы отопления. Помимо этого, они не дороги в эксплуатации.

Также регистры рекомендованы к использованию в помещениях с высокими требованиями к санитарной безопасности (медицинские учреждения, детские сады и т.д.). Приборы легко отмываются от грязи и пыли.

Несмотря на это, понятие экономичность не относится к данному виду отопительных приборов. Как уже было отмечено выше, для нагрева большого объема теплоносителя требуется множество энергии.

Отопительные регистры из стальных электросварных труб могут использоваться как в однотрубных, так и в двухтрубных отопительных системах с принудительной или самотечной циркуляцией теплоносителя (на основе воды или пара).

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.

Регистры из медных труб имеют высокую теплоотдачу и не менее высокую цену

• 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 экраны, 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.

Чугунные регистры из оребренных труб

В общем, медь и чугун — это непросто. Вот и получается, что оптимальный выбор — стальные регистры.

Выбор конфигурации отопительного прибора

Самодельные конструкции радиаторов в основном делаются на основе металлических труб диаметром 80 – 150 мм.

Конструктивные особенности ограничиваются двумя вариантами исполнения:

1. Решётка.
2. Змейка.

Решётчатое исполнение батареи отопления отличается от «змейки» несколько иным построением контура, причём, в зависимости от вариаций в таких батареях, распределение теплоносителя может быть разным.

Варианты схемного построения регистров отопления для их производства своими руками: 1 – одна перемычка и одностороннее питание; 2 – две перемычки и одностороннее питание; 3 – двухстороннее питание и 2 перемычки; 4 – двухстороннее питание и 4 перемычки; 5, 6 – многотрубные

Змеевиковые конструкции фактически имеют однообразное исполнение, предполагающее строго последовательное движение теплоносителя.

Решётчатые регистры строятся по разной схематике:

• с одной или двумя перемычками и односторонним питанием;
• с одной или двумя перемычками и разносторонним питанием;
• параллельным включением труб;
• последовательным включением труб.

Число труб одной сборки может составлять от двух до четырёх и более. Редко, но встречается также практика изготовления однотрубных регистров.

Змеевиковая сборка обычно содержит не менее двух труб, соединённых с одной стороны глухой перемычкой, с другой – проходной перемычкой, которые изготовлены из двух трубных отводов (2х45º). Следует отметить, что исполнение регистров отопления формой змеевика используется значительно реже, чем конструкции «решётки».

Варианты возможного изготовления регистров вида «змейка». Для змеевиковых конструкций регистровых батарей выбор вариантов изготовления ограничен по сравнению с конструкциями решётчатого типа

Оба варианта изготовления – решётчатый и змеевиковый – можно сделать не только на основе классических круглых, но также на основе профильных труб.

Профильные трубы видятся несколько специфичным материалом, так как требуют несколько иного подхода при сборке радиаторов отопления. Однако регистры из профильной трубы получаются более компактными и занимают меньше полезного пространства, а этот фактор тоже немаловажен.

Инструкция по изготовлению радиатора

Чтобы собственноручно сделать регистр отопления, рекомендуется изначально провести необходимые расчёты (методика выше по тексту). И дело здесь не в экономии ресурсов, а в том, чтобы сделать батареи, реально полезные во всех отношениях.

Переживать зимний период с открытыми форточками – этот вариант подходит для «моржей». Все остальные, кто не входит в группу закалённых людей, рискуют получить серьёзную простуду. А мощные батареи отопления – это также плохо, как и слишком слабые.

Трубный регистр для отопления, изготовленный собственноручно. Эту конструкцию батареи обогрева отличает нестандартный подвод теплоносителя. Вода подаётся и отводится через трубные стояки, с которыми напрямую соединены трубы регистра

Итак, расчёт сделан, можно приступить к выбору материала.

Экономичным и вполне подходящим выбором для самодельной конструкции можно считать стальные трубы и выпускаемые для стальных труб фитинги к ним:

• отводы (подходящие к диаметру труб);
• уголки (арматуру);
• лист стальной (толщина равна толщине стенки трубы);
• патрубки (трубы малого диаметра).

Могут потребоваться и вентили, которые зачастую непосредственно на регистрах не ставятся. Пригодились бы навыки в производстве и знание технологии газосварки, если ими обладает будущий исполнитель.

Подготовка и сварка труб

Согласно расчётным параметрам длины, трубы будущего радиатора нарезаются по размеру. Для резки удобный инструмент – дисковая пила. Затем из металлического листа вырезают заглушки на торцы труб. Круглой формы заглушки удобно резать кислородным резаком.

Прежде всего, на поверхности металлического листа мелом размечают круги нужного диаметра и затем аккуратно режут. Часть нарезанных блинов (количество рассчитывают) делают с отверстиями под патрубки ввода и вывода теплоносителя.

Заглушки для регистровых труб в заводском исполнении. Такие заглушки более предпочтительны для установки в батареях, сделанных своими руками. Разнообразный ассортимент даёт возможности для обширного выбора

Также сразу рекомендуется вырезать отверстия (одно или два, в зависимости от проекта сборки) в стенке каждой трубы, с отступом от торцевой кромки на 100 – 150 мм. Эти отверстия предназначены для проходного соединения труб в процессе сборки батареи.

После резки отверстий рекомендуется очистить внутреннюю область каждой трубы от шлака и окалины. Далее по торцам труб ставят блины и качественно обваривают по кругу. На первой и последней трубе завариваются по одному блину с отверстием.

Сборка батареи отопления

Готовые трубы необходимо объединить в батарею. Для этого определяются с конфигурацией радиатора (если решено изготовить решётчатую конструкцию). Исходя из принятого выбора конфигурации, готовят перемычки – проходные и глухие.

Материалом для перемычек обычно служат трубы малого диаметра. Например, d = 25 мм или d = 32 мм. Также подготавливают трубки для патрубков подачи/обратки (длина 150 – 200 мм, диаметр 25 – 32 мм).

Работа по сборке регистра отопления своими руками. Для удобства подгонки и точного монтажа заготовки размещаются на ровной поверхности. В данном случае все детали уложены на каменном помосте

Подготовленные для регистра отопления трубы (2 – 3 – 4) раскладывают на ровной поверхности, выравнивают по торцевым кромкам. Первая (верхняя) и последняя (нижняя) выкладываются торцевыми кромками с отверстиями, согласно выбранной схеме подключения: односторонняя (вход и выход на одно стороне) или двухсторонняя (вход и выход по разные стороны).

Останется только аккуратно заварить проходные и глухие перемычки между трубами, входной и выходной патрубок, после чего регистр отопления готов к установке в систему. Перед работой начинающему мастеру потребуется изучить правила электросварки, детально описанные в посвященной этому вопросу статье.

Особенности конструкции «змейка»

Змеевиковый регистр собирается немного иначе. Здесь вместо вертикальных перемычек используются металлические отводы, с помощью которых соединяются торцевые части отдельных труб.

Для сборки регистра змейкой необходимо:

1. Выложить трубы на ровной поверхности.
2. Сварить из парных отводов 45º дуговые отводы.
3. Соединить дуговыми отводами парные трубы регистра с каждой стороны.
4. Начальный и концевой торец первой и последней трубы закрыть заглушками с патрубками.

Регистры отопления змеевиком получаются крупногабаритными за счёт ограничения возможности регулировки межтрубного расстояния. В этом плане «змейки» превосходят в параметрах решётчатые конструкции. Однако с точки зрения эффективности хода теплоносителя, «змейка» выглядит более предпочтительным вариантом.

Интересный пример змеевикового регистра, изготовленного уже не собственноручно, а на заводе. Условия промышленного производства позволяют делать более совершенные приборы (с рёбрами, рассеивающими тепло)

Внутри таких регистров практически не образуются воздушные пробки, что характерно для изделий вида «решётка» К тому же, благодаря дуговым отводам большого диаметра, змеевиковые конструкции обладают меньшим гидравлическим сопротивлением. Тем не менее, делают подобные регистры своими руками достаточно редко.

Отличие профильных регистров

Интересной конструкцией по сравнению с описанными выше является регистр, сделанный из профильной трубы. Более компактные, но не менее эффективные батареи собирают практически по той же технологии.

Особенностями сборки можно отметить лишь подготовку и подгонку межтрубных перемычек. Как правило, сварка здесь не используется. Достаточно иметь хороший металлорежущий инструмент.

Пример изготовления теплового регистра из профильных труб. Конструкция «змейки» получается компактнее, чем из гладких круглых труб. Между тем эффективность прибора на профильных трубах ничуть не хуже традиционных

Торцы межтрубных перемычек и непосредственно регистровых труб подрезают под углом 45º, добиваясь точного совпадения по граням на линии соединения. Если выполняется сборка регистра вида «решётка», межтрубная перемычка делается с угловыми срезами по торцам и прямыми вырезами по точкам подвода центральных труб.

Такой получается регистровая батарея отопления, выполненная по схеме решётки. Аккуратный внешний вид и вполне удобная форма для установки в бытовых условиях

После подготовки перемычки ставят по месту и аккуратно обваривают. На «змейках» дополнительно ставят глухие арматурные перемычки параллельно проходным.

Самодельные регистры широко применялись для бытовых нужд в недалёком прошлом. Теперь этот вид отопительных приборов используется реже.

Альтернативой регистрам, особенно если гараж не подключен к централизованной системе отопления, послужит чудо печка на солярке. С методикой ее изготовления ознакомит предложенная нами статья.

Расчет регистров отопления

Чтобы в доме не было холодно и отопление равномерно прогревало все помещения, важно рассчитать количество регистров для каждого помещения. Для покупных приборов их мощность смотрят в паспорте и рассчитывают количество приборов, для самодельных трубчатых нагревателей длину труб придется определить самому

Вычисление необходимой тепловой мощности для обогрева помещения

Если ваш дом построен по проекту, то данные о необходимой мощности отопительных приборов имеются в документах — надо их найти и использовать.

Если проекта инженерных систем нет, то пользуются традиционными приближенными данными по потерям тепла:

• 100 Вт на 1 м² площади помещения с одной наружной стеной и одним окном.
• 120 Вт на 1 м² площади помещения с двумя наружными стенами и одним окном.
• 130 Вт на 1 м² площади помещения с двумя наружными стенами и двумя окнами.

Считают суммарные потери тепла, полученную мощность увеличивают на 20% (умножают на 1,2) и получают общую мощность всех отопительных приборов. В северных районах России желательно увеличить получившуюся мощность еще процентов на 20.

Мощность приборов в каждой комнате считают, исходя из вышеприведенных данных (теплопотери комнаты умножить на 1,2).

Точный способ расчета тепловых потерь дома очень сложен и применяется проектными организациями.

Вычисление тепловой мощности регистра

Количество тепла (Вт), поступающее от трубы в комнату, определяется по формуле:

где:

• K — коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 · 0С), принимается в зависимости от материала трубы и параметров теплоносителя.
• F — площадь поверхности, м2, рассчитываемая как произведение π·d·l.
• где π = 3,14, а d и l — диаметр и длина трубы соответственно, м.

∆t — разница температур, 0С, определяемая в свою очередь по формуле:

• Где: t1 и t2 — температуры на входе в котел и выходе из него соответственно.
• tк — температура в отапливаемой комнате.
• 0,9 — понижающий коэффициент для многорядного прибора.

Для стальной конструкции коэффициент теплопередачи к воздуху равен 11,3 Вт/(м2 · 0С). Для многорядного регистра принимается понижающий коэффициент 0,9 на каждый ряд.

Для расчетов можно использовать калькулятор расчета — их много в интернете, но вручную надежнее.

Теплоотдача регистров из гладких труб. Таблица

Значения коэффициентов теплопередачи для стальных гладкотрубных регистров приведены в таблице.

В частных домах разницу температур обычно 60-70 °С.

Как рассчитать нужное количество секций регистра

Количество покупных регистров определяют, поделив необходимую мощность на паспортную мощность прибора.

Для самодельных регистров делят необходимую мощность в каждом помещении на теплоотдачу одного погонного метра используемых труб. Получается необходимая суммарная длина труб. Затем эту длину распределяют между приборами, поделив на число труб — получают их длину. Тут возможны варианты — может быть несколько коротких приборов или один длинный.

Какие еще параметры следует учесть

Если возникает необходимость увеличения мощности прибора, то надо увеличивать длину труб, а не их диаметр. Эффективность системы с увеличением диаметра труб падает.

Если в системе применяется масло или антифриз, следует учесть, что они имеют меньшую теплоемкость, чем вода. При их применении отопительные приборы должны иметь большую площадь, чем приборы в водяной системе.

Советы

Перед тем, как приступить к изготовлению регистров, стоит озаботиться приобретением соответствующих материалов. Вам понадобятся трубы того или иного диаметра и какой-то длины. Здесь не приводятся точные цифры, так как прибор рассматриваемого вида можно собрать из любых труб без акцентирования внимания на их диаметре и толщине. Более важно – обеспечить оптимальный теплообмен, что подразумевает проведение вычислений относительно требуемой площади поверхности регистра.

Для этого потребуется определить наружную площадь всей системы. Затем полученное значение умножается на 330 Вт. Использование этого метода основано на утверждении, что 1 м 2 отдает 330 Вт теплоты, если температура носителя составляет 60 °C, а воздуха внутри обогреваемого помещения – 18 °C.

Для людей, владеющих сварочным делом, собрать конструкцию не составит труда. Надо будет заготовить трубы и нарезать их на секции, а также позаботиться о заглушках, для изготовления которых потребуется стальной лист. Сборка регистра не предполагает наличие жестко заданного порядка действий. По окончании сварочных работ необходимо убедиться в герметичности созданной конструкции. В остальном можно дать следующие советы:

• следует подбирать трубы с оптимальной толщиной стенки, так как слишком тонкие достаточно быстро остывают, а толстые – долго прогреваются;
• верхнюю секцию надо дополнять краном Маевского, с помощью которого обеспечивается спуск воздуха;
• сборка регистра в виде змеевика предполагает использование трубогиба, если такой возможности нет, поворотные участки могут собираться из готовых колен;
• вход теплоносителя необходимо оснащать краном, а выход – вентилем;
• монтаж регистра должен производиться с небольшим уклоном в ту сторону, где находится подающий патрубок, что обеспечивает занимание краном Маевского наиболее высокой позиции.

Расчет теплоотдачи регистра отопления

Регистр отопления из четырех гладких труб и схема движения теплоносителя показаны на рисунке.

На схеме четко показано каким образом перемещается теплоноситель внутри отопительного регистра. В целях поддержания в помещениях определенных температурных условий и соблюдения СнИПов требуется производить расчет теплоотдачи регистра отопления. Для осуществления расчетов теплоотдачи Вам потребуется скачать файл Excel на компьютер.

Более подробно рассмотрим как воспользоваться указанным файлом для получения результатов о теплоотдачи отопительных регистров.

Исходные данные, которые могу потребоваться для расчета:

Исходных данных не много, они понятны и просты.

1. Диаметр труб Dв мм заносим

в ячейку D3: 108,0

1. Длину регистра (одной трубы) Lв м записываем

в ячейку D4: 1,250

1. Количество труб в регистре Nв штуках пишем

в ячейку D5: 4

1. Температуру воды на «подаче» tпв °C заносим

в ячейку D6: 85

1. Температуру воды на «обратке» tов °C пишем

в ячейку D7: 60

1. Температуру воздуха в помещении tвв °C вводим

в ячейку D8: 18

1. Вид наружной поверхности труб выбираем из выпадающего списка

в объединенных ячейках C9D9E9: «При теоретическом расчете»

1. Постоянную Стефана-Больцмана C в Вт/(м2*К4) заносим

в ячейку D10: 0,00000005669

1. Значение ускорения свободного падения g в м/с2 вписываем

в ячейку D11: 9,80665

Меняя исходные данные можно смоделировать любую «температурную ситуацию» для любого типоразмера регистра отопления!

Теплоотдача просто одиночной горизонтальной трубы также может легко быть посчитанной по этой программе! Для этого достаточно указать количество труб в регистре отопления равное единице (N=1).

Результаты полученные при расчете теплоотдачи и их интерпретация

1. Степень черноты излучающих поверхностей труб εавтоматически определяется по выбранному виду наружной поверхности

в ячейке D13: =ИНДЕКС(H5:H31;G2) =0,810

В базе данных, расположенной на одном листе с программой расчета, для выбора представлены 27 видов наружных поверхностей труб и их степени черноты. (Смотри в файле для скачивания в конце статьи.)

1. Среднюю температуру стенок труб tст в °C вычисляем

в ячейке D14: =(D6+D7)/2 =72,5

tст=(tп+tо)/2

1. Температурный напор dt в °C рассчитываем

в ячейке D15: =D14-D8 =54,5

dt=tст— tв

1. Коэффициент объемного расширения воздуха β в 1/K определяем

в ячейке D16: =1/(D8+273) =0,003436

β=1/(tв+273)

1. Кинематическую вязкость воздуха ν в м2/с вычисляем

в ячейке D17: =0,0000000001192*D8^2+0,000000086895*D8+0,000013306 =0,00001491

ν=0,0000000001192*tв2+0,000000086895*tв+0,000013306

1. Критерий Прандтля Pr определяем

в ячейке D18: =0,00000073*D8^2-0,00028085*D8+0,70934 =0,7045

Pr=0,00000073*tв2-0,00028085*tв +0,70934

1. 16. Коэффициент теплопроводности воздуха λ рассчитываем

в ячейке D19: =-0,000000022042*D8^2+0,0000793717*D8+0,0243834 =0,02580

λ=-0,000000022042*tв2+0,0000793717*tв+0,0243834

1. Площадь теплоотдающих поверхностей труб регистра A в м2 определяем

в ячейке D20: =ПИ()*D3/1000*D4*D5 =1,6965

A=π*(D/1000)*L*N

1. Тепловой поток излучения с поверхностей труб регистра отопления Qи в Вт вычисляем

в ячейке D21: =D10*D13*D20*((D14+273)^4- (D8+273)^4)*0,93^(D5-1) =444

Qи=C*ε*A*((tст+273)4— (tв+273)4)*0,93(N-1)

1. Коэффициент теплоотдачи при излучении αи в Вт/(м2*К) рассчитываем

в ячейке D22: =D21/(D15*D20) =4,8

αи=Qи/(dt*A)

1. Критерий Грасгофа Gr вычисляем

в ячейке D23: =D11*D16*(D3/1000)^3*D15/D17^2 =10410000

Gr=g*β*(D/1000)3*dt/ν2

1. Критерий Нуссельта Nu находим

в ячейке D24: =0,5*(D23*D18)^0,25 =26,0194

Nu=0,5*(Gr*Pr)0,25

1. Конвективную составляющую теплового потока Qк в Вт вычисляем

в ячейке D25: =D26*D20*D15 =462

Qк=αк*A*dt

1. А коэффициент теплоотдачи при конвекции αк в Вт/(м2*К) определяем соответственно

в ячейке D26: =D24*D19/(D3/1000)*0,93^(D5-1) =5,0

αк=Nu*λ/(D/1000)*0,93(N-1)

1. Полную мощность теплового потока регистра отопления Q в Вт и Ккал/час считаем соответственно

в ячейке D27: =(D21+D25)/1000 =0,906

Q=(Qи+Qк)/1000

и в ячейке D28: =D27*0,85985 =0,779

Q’=Q*0,85985

1. Коэффициент теплоотдачи от поверхностей регистра отопления воздуху α в Вт/(м2*К) и Ккал/(час*м2*К) находим соответственно

в ячейке D29: =D22+D26 =9,8

α=αи+αк

и в ячейке D30: =D29*0,85985 =8,4

α’=α*0,85985

На этом расчет в Excel завершен. Теплоотдача регистра отопления из труб найдена!

Расчеты многократно подтверждены практикой!

Преимущества и недостатки приборов

Самодельные металлические либо алюминиевые приборы отличаются от обычных радиаторов собственными размерами. Они состоят из некоторых труб, диаметр которых превосходит 32 мм. Для организации циркулирования теплоносителя трубы объединены между собою патрубками.

Чем обусловлена популярность данных устройств теплоснабжения? Прежде всего, перспективой самостоятельного производства. Можно сделать биметаллические приборы, металлические либо с алюминиевых труб.

До того как подсоединить регистры отопления, следует тщательно изучить все их стороны.

Преимущества:

1. Продолжительный срок эксплуатации. Для металлических и алюминиевых модификаций он может достигать 25 лет. При этом возможность поломки будет наименьшей.
2. Значительная теплоотдача. Это обуславливается тем, что мощность приборов превосходит этот параметр у традиционных радиаторов и батарей. Связано с большим размером теплоносителя.
3. Простой монтаж и эксплуатация. Так как верно определить приборы может любой, кто хоть немного знаком с инструкциями организации теплоснабжения, они могут использоваться в зданиях всех видов. Но чаще всего их можно повстречать в системе отопления производственных, управленческих и торговых помещений.

Но, помимо этого, необходимо учитывать возможные минусы, которыми может обладать регистр из металлической гладкой трубы:

1. Большой размер теплоносителя. Это приводит к его стремительному остыванию.
2. Наименьший показатель конвекции воздуха. Уменьшает результативность работы теплоснабжения.
3. Неприглядный внешний вид. Чаще всего это относится к самодельным системам.

Правильно вычисленная теплоотдача отопления непосредственно зависит от конструкции прибора. В настоящее время применяется ряд типов данных устройств теплоснабжения, различающихся не только используемым материалом производства, но и наружным видом.

Применение

Большей своей частью регистры находят применение на различных производствах. Серьезные размеры и ощутимый расход теплоносителя – все это подходит для отопления цехов, складов и других помещений, имеющих большую площадь.

Отопительные регистры – оптимальный КПД при условии их эксплуатации в промышленных зданиях. Обычные радиаторы проигрывают на фоне таких приборов отопления, так как у них лучшая теплоотдача и гидравлика. При этом себестоимость их изготовления относительно низкая и они дешевы в эксплуатации, что позволяет организовывать выгодные с точки зрения экономии системы отопления.

Регистры этого вида рекомендуется устанавливать в помещениях, в отношении которых действуют жесткие нормы санитарной безопасности, например, к ним относят детские сады. Такие приборы просты в плане поддержания чистоты, так как они без значительных усилий очищаются от различного вида загрязнений.

В то же время отопительные регистры нельзя признать экономичными. Это обусловливается потреблением существенных объемов теплоносителя для поддержания их функциональности, что заставляет тратить много энергии.

Применение на основе стальных труб возможно в отопительных системах, характеризуемых как однотрубные или двухтрубные, вне зависимости от вида циркуляции теплоносителя: принудительная или самотечная.

Основная классификация

Поделить предлагаемые рынком регистры можно на два типа:

• Змеевиковые (S-образные)
• Секционные

Змеевиковые (S-образные)

Широкое распространение получили змеевиковые регистры, состоящие из нескольких секций. Последние соединяются между собой дугами, у которых диаметр соизмерим с секционным. Получается труба сплошной конфигурации, для которой рабочей является вся поверхность. Эффективность установок очень высока.

Для изготовления змеевиковых регистров используют стальную гладкостенную трубу с высоким содержанием углерода. Участки, на которых происходит сужение, устранены, благодаря чему значительно понижается гидравлическое сопротивление внутри. На рынке также встречаются модели, выполненные из низколегированной или нержавеющей стали, чугуна.

Секционные

Наиболее востребованными среди владельцев-частников являются секционные регистры отопления, состоящие из закрытых заглушками труб, соединенных между собой. Теплоноситель пропускается по верхней трубе, в конце которой он перетекает в следующую – и так до выхода.

Чтоб увеличить коэффициент теплоотдачи, переход для теплоносителя между трубами делают максимально близко к краю. Заглушки между трубами бывают одного из двух типов: эллиптические или плоские. Патрубок на входе изготавливается под фланец, резьбу или приварку.

Секционные отопительные регистры оснащаются резьбовым штуцером, посредством которого монтируется отводчик для скапливаемых воздушных масс. Диаметр основных горизонтальных труб бывает различным и варьируется от 25 мм до 40 см (в приборах бытового назначения – до 16 см). Переход осуществляется патрубками меньшего сечения. Еще одна особенность установок – максимальное давление внутри не должно превышать 1 МПа.

Подтипы отопительных регистров

Помимо собственной конфигурации, регистры отопления могут делиться на подтипы по следующим признакам:

• Варианты расположения
• Материал изготовления

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 воздухоотводчик. Он нужен для стравливания воздуха из системы.

Выбор материала для короба

При выборе материала короба для труб отопления нужно обращать внимание на следующие моменты:

• общий стиль, в котором выполнен ремонт;
• цветовая гамма;
• основные используемые материалы;
• цвет и дизайн мебели;
• финансовые возможности;

Исходя из всего выше перечисленного, переходим к выбору материала. Короб для труб отопления может изготавливаться из:

• пластика;
• гипсокартона;
• металла;
• дерева;
• стекла.

Вариант со стеклом очень интересен и оригинален, но сложен в монтаже, поэтому требует серьезных профессиональных навыков.

Правила монтажа

Прежде чем приступить к монтажу короба для труб отопления в квартире или частном доме, нужно изучить ряд правил, которые упростят работу и позволят избежать проблем в будущем.

Декоративный экран для радиатора

Следует обратить внимание на следующее:

1. Короб для труб отопления, функции которого в случае с обраткой выполняет плинтус, ни в коем случае не должен соприкасаться с самими трубами или батареями. Идеальное пространство от декора до нагревающегося элемента – 3-5 см.
2. Декоративные накладки не могут всплошную состоять из монолитного материала. В них должна быть вмонтирована решетка с крупными ячейками, чтобы теплый воздух мог беспрепятственно циркулировать. Декорирование системы отопления не должно приводить к потере тепла.
3. Монтаж короба должен быть продуман таким образом, чтобы в случае прорыва или других ситуаций, требующих работы с системой отопления, его можно было легко и быстро снять.
4. При желании скрыть трубы в ванной комнате или кухне, выбирайте влагостойкие материалы. Обычный гипсокартон или пластик может деформироваться под воздействием воды и пара.
5. Независимо от того, какой материал вы выберите для декоративного короба или плинтуса, крепить его нужно к каркасу. Каркас удобнее всего делать из металлопрофиля.

Видео

В частных домах всегда есть несколько подсобных или технических помещений, где требования к интерьеру невелики. Но обогревать их все равно нужно, и чтобы не тратить средства на покупку современных радиаторов, туда можно установить стальной регистр, сваренный из труб. И, хотя всем доводилось видеть подобные незамысловатые отопительные приборы воочию, не каждый знает их устройство. Этот материал – в помощь тем домовладельцам, кто хочет самостоятельно изготовить, установить и подключить регистры отопления к своей системе.

Разновидности оборудования

По материалу изготовления отопительные приборы могут быть 3-х типов:

1. алюминиевые;
2. стальные;
3. чугунные.

Алюминиевые

Алюминиевые регистры отопления мало весят, обладают высокой теплоотдачей и устойчивы к коррозии. Изготавливаются по технологии монолитного литья без сварных швов и имеют длительный срок эксплуатации. Однако цена таких изделий достаточно высока.

Стальные

Наиболее распространенный тип оборудования. Изготавливаются из гладких высокоуглеродистых стальных труб

Монтируются сварным способом, поэтому особое внимание следует обращать на качество соединительных швов

Чугунные

Имеют большое количество ребер. Их стенки очень толстые, именно поэтому на нагрев и остывание уходит много времени. Для соединения таких труб применяются болты. Как любая другая конструкция, сборка чугунных регистров для отопления требует применения прокладок в большинстве случаев резиновых.

S-образные или змеевиковые

Змеевиковые или S-образные регистры отопления напоминают, по внешнему виду, единичную трубу, изогнутую специальным образом. Данный вид отопительных приборов славится высокой теплоотдачей, это стало возможно благодаря наличию большой рабочей поверхностью. Чаще такую разновидность устанавливают в ванную комнату. Его применяют для сушки белья и полотенец, а в простонародье называют полотенцесушителем.

Ранее представленные варианты приборов, применяемые для отопления помещения, базируются на работе, зависящей от постоянной подачи воды. Однако, ни для кого не секрет, что существуют помещения, в которых отсутствует коммуникация или прокладка таковой просто не возможна. И в этом случае инженеры нашли решение, они предложили теновые регистры отопления.

Отличительной особенностью такого рода приборов считается наличие нагревательного элемента во внутренней полости основных составляющих конструкции. Практика показывает, что применение теновых регистров позволяет владельцу помещения минимизировать затраты на электроэнергию и такой прибор дольше остывает, следовательно, является эффективным теплообменником.