Меню

Регистр труб с перемычкой

Как установить и рассчитать регистры отопления: теория и практика

Регистр отопления – водо-воздушный трубчатый теплообменник, используемый в качестве отопительного прибора в системах водяного отопления в жилых и нежилых помещениях. Регистры конструктивно проще и дешевле радиаторов отопления, они надежны и неприхотливы в работе, доступны для самостоятельного изготовления. Однако для достижения высокой эффективности системы отопления необходимо правильно рассчитать, подобрать и смонтировать регистры. Эти вопросы подробно рассмотрены в данной статье.

Регистры отопления – простое и доступное решение для отопления домов и нежилых помещений

Виды регистров отопления

Конструктивно все регистры отопления являются простыми трубчатыми теплообменниками типа «вода-воздух», которые отдают тепло за счет конвекции (в меньшей степени) и излучения (в большей степени). Однако на практике реализация функций этих приборов может достигаться различными путями, что обуславливает различие в конструкции регистров и материалах изготовления, способах соединения и подключения, дополнительному функционалу и т.д.

По форме и конструкции

Существует два основных конструктивных типа регистров отопления:

  • Секционные;
  • Змеевиковые (S-образные).

Секционный регистр отопления состоит из ряда параллельных труб (от 2 до 5) одинакового диаметра, заваренных с торцов, и соединенных друг с другом поперечными перемычками из труб меньшего диаметра. Эта конструкция наиболее проста в изготовлении, однако она обладает невысокими эстетическими качествами. Соединение труб в регистрах данного типа может осуществляться двумя способами:

  • Колонка – перемычки расположены с обеих сторон всех труб;
  • Нитка – по одной перемычке между каждой парой труб (создается один непрерывный поток теплоносителя).

Способы соединения труб в приборах секционного типа

Змеевиковый регистр отопления состоит из ряда параллельных труб, соединенных торцевыми полукруглыми перемычками того же диаметра. Также змеевик может изготавливаться из одной трубы путем ее гибки – обычно этот способ используется для производства полотенцесушителей и регистров малых размеров.

По способу подключения

Регистры могут подключаться к системе отопления тремя способами:

  • Диагональное подключение – ввод в верхней точке, вывод в нижней точке, вода проходит по всему регистру, чем достигается наибольшая теплоотдача и эффективность всего прибора;
  • Нижнее подключение – ввод и вывод расположены снизу, эффективность регистра понижается, однако такое подключение позволяет улучшить эстетические качества конструкции;
  • Верхнее подключение – ввод и вывод расположены сверху, такое подключение наименее эффективно, оно используется только в случае крайней необходимости.

Наиболее эффективная схема подключения регистра отопления (диагональная)

По материалу изготовления

Приборы изготавливаются из различных материалов:

  • Стальные трубы гладкие и с оребрением – стандартные электросварные или бесшовные трубы с покрытием (цинковым) или без него;
  • Чугунные трубы гладкостенные и с оребрением – специальные трубы, обладающие увеличенной площадью поверхности;
  • Трубы круглого сечения и профильные из нержавеющей стали;
  • Трубы круглого сечения и профильные из цветных металлов – меди, алюминия.

Наиболее часто используются гладкостенные трубы диаметром 48 – 159 мм из стали различных марок, легко поддающиеся сварке и механической обработке (именно такие регистры чаше встречаются в продаже). Реже находят применение регистры из нержавеющей трубы, обычно они изготавливаются гнутьем без применения сварки. Чугунные регистры также находят относительно небольшое применение, так как они тяжелы, имеют невысокие эстетические качества и практически не поддаются ремонту. Регистры из цветных металлов наиболее дорогие и находят ограниченное применение в тех случаях, когда необходимо обеспечить высокие эстетические качества помещения.

Регистр отопления из трубы с оребрением

По функционалу

Основная масса регистров не имеет дополнительного функционала – это простые трубы, в которых могут быть предусмотрены кран Маевского, кран для очистки от отложений, штуцеры для отвода горячей воды и т.д. Но некоторое распространение получили автономные передвижные отопительные приборы, выполненные в виде регистров со встроенными электронагревателями. Такие приборы являются интересным решением для отопления хозяйственных построек, гаражей, производственных и иных нежилых помещений.

Читайте также:  Сварочное соединение квадратной трубы

Расчет регистров отопления

При расчете количества, типа и расположения регистров в помещении необходимо учитывать массу параметров: климат региона, объем помещения, высоту потолков, площадь внешних стен и их ориентация относительно сторон горизонта, этажность здания и расположение помещения относительно других отапливаемых/неотапливаемых помещений, наличие и площадь окон и дверей, теплотехнические характеристики здания (материал стен, наличие теплоизолятора) и т.д. Точные расчеты производятся соответствующими специалистами, однако для частного домостроения достаточно воспользоваться приблизительной оценкой.

Для расчета тепловой мощности, которой должны обладать регистры, необходимо воспользоваться данными о тепловых потерях помещения. Тепловые потери считаются на квадратный метр площади помещения, в среднем они имеют следующие значения:

  • Комната с одной внешней стеной и одним окном – около 100 Вт/кв. м;
  • Комната с двумя внешними стенами и одним окном – около 120 Вт/кв. м;
  • Комната с двумя внешними стенами и двумя окнами – около 130 Вт/кв. м.

Для компенсации потерь тепловая мощность отопительных приборов должна быть на 20% (для северных регионов – на 40%) выше найденных значений.

Тепловая мощность прибора отопления рассчитывается по формуле:

где Q – тепловая мощность (Вт), K – коэффициент теплопередачи (Вт/(кв. м·°C), зависит от материала трубы, типа теплоносителя и некоторых конструктивных особенностей), F – площадь поверхности трубы (кв. м, для труб круглого сечения рассчитывается по формуле πdl, где π – 3,14, d – диаметр трубы и l – длины трубы), ∆t – разница температур, 0,9 – коэффициент для многорядных регистров (с числом рядов от 2 и выше), при расчете тепловой мощности одной трубы данный коэффициент не используется.

В домах малой этажности и площади разница температур в среднем составляет 60 – 70 °C, при этом коэффициент теплопередачи многорядных регистров из труб диаметром до 50 мм составляет 12,8 Вт/(кв. м·°C), из труб диаметром свыше 50 мм – 10,5 Вт/(кв. м·°C).

Разнообразие регистров отопления позволяет подобрать прибор для любых помещений и сооружений

Нетрудно посчитать, что теплопотери небольшой комнаты площадью 10 кв. м с одной внешней стеной и одним окном составляют около 1000 Вт – для такого помещения необходимы регистры с тепловой мощностью 1200 Вт. При наличии длинной стены с окном такую мощность можно получить от одного 4-рядного регистра длиной 3 м из труб диаметром 57 мм. Но чаще всего стены с окнами имеют малую длину, поэтому можно использовать один 4-рядный регистр длиной 1,5 м из труб диаметром 108 мм. Разумеется, можно подобрать и приборы с иными параметрами – они рассчитываются по указанной выше формуле, а при использовании покупных регистров следует использовать информацию из паспорта к прибору.

Особо следует указать, что змеевиковые регистры при одинаковых размерах обладают большей мощностью, чем секционные. Например, для указанного помещения подойдет змеевиковый 4-рядный регистр длиной 2,5 м из труб диаметром 57 мм или 3-рядный регистр длиной 1,5 м из труб диаметром 108 мм. Разница весьма ощутимая, она сказывается и на стоимости прибора.

Монтаж регистров отопления

При монтаже регистров отопления необходимо учитывать ряд рекомендаций общего характера:

  • Регистры располагаются на стенах с окнами;
  • Наиболее эффективно применение регистров в многотрубных системах отопления;
  • Каждый регистр на входе и выходе должен иметь краны;
  • В верхней точке регистра необходимо предусмотреть кран Маевского.

Основные типы систем отопления частного дома

Обычно регистры имеют большую массу, поэтому для них необходимо предусмотреть надежные крепления к стене с помощью стальных кронштейнов. Соединение с системой отопления может осуществляться сваркой, однако в ряде случаев удобнее воспользоваться резьбовыми соединениями. Приборы рекомендуется покрывать термостойкой краской, однако слой ее не должен быть слишком большим. В дальнейшем регистры отопления необходимо регулярно осматривать и в случае необходимости выполнять ремонт или замену.

Читайте также:  Соединение профильных труб с накладками

Источник

Регистры отопления: способы изготовления, виды, расчет тепловой мощности

Как изготавливаются регистры отопления из гладких труб? Какими они бывают? В каких случаях оправдано использование этих отопительных приборов? Наконец, как рассчитать регистр – отопление ведь должно соответствовать характеристикам помещения, не так ли? Попробуем ответить на эти вопросы.

Что это такое

Говоря простым языком, регистр отопления – это одна или несколько труб большого диаметра, через которые циркулирует теплоноситель. Трубы соединяются перемычками и снабжаются патрубками для подключения подводок таким образом, чтобы циркуляция осуществлялась по всему объему отопительного прибора.

По каким признакам могут классифицироваться отопительные регистры?

Материалы

Их выбор не слишком велик:

  • Самодельные конструкции чаще всего изготавливаются из черной стали. Метод соединения труб, перемычек и отводов – сварка.
  • Промышленные регистры могут собираться из чугунных труб с оребрением. Для сборки используются фланцевые соединения с паронитовыми прокладками. Кроме отопления, чугунные регистры часто выполняют роль теплообменников, отбирая тепло у продуктов сгорания в котельных и на разнообразных производствах.

Ребристые трубы для чугунных регистров.

Полезно: в отсутствие паронита в водяном отоплении его можно заменить прокладками, вырезанными своими руками из автомобильной камеры.
А вот при обогреве промышленных помещений перегретым паром придется искать именно паронит: обычная резина при температурах 200-400 градусов быстро начнет крошиться.

Ориентация

Типичный промышленный отопительный регистр представляет собой горизонтально ориентированные трубы. Вместе с тем трубчатые стальные радиаторы отопления для жилых помещений часто бывают вертикальными.

При одинаковых габаритных размерах и одинаковой площади поверхности тепловая мощность регистров отопления мало зависит от ориентации труб.

Горизонтальная ориентация большей части изделий связана с довольно приземленными причинами:

  1. Для создания тепловой завесы перед окном отопительный прибор должен быть полностью расположен под ним, что подразумевает вполне определенное соотношение длины и высоты.
  2. Сварить невысокий и вытянутый в длину регистр куда проще из горизонтальных труб.

Трубчатый стальной радиатор, он же – вертикальный регистр.

Перемычки

По форме и размеру перемычек регистры делят на секционные и S-образные.

Инструкция по изготовлению регистра из первой категории вкратце выглядит так:

  1. Трубы большого диаметра нарезаются на отрезки одинаковой длины.
  2. Их торцы глушатся вырезанными из стального листа толщиной 3-4 миллиметра дисками.
  3. В стенках труб прорезаются отверстия под перемычки и патрубки, после чего те прихватываются и после правки формы регистра обвариваются.
  4. Ввариваются дополнительные, глухие перемычки, придающие конструкции жесткость.

Изготовление регистров отопления этого типа привлекает тем, что для него нужен минимум инструментов: вполне достаточно болгарки и сварочного трансформатора. Цена простоты конструкции – довольно высокое гидравлическое сопротивление прибора из-за многочисленных переходов диаметра.

S-образные регистры для отопления представляют собой змеевик постоянного сечения, в котором более тонкие перемычки нужны лишь для жесткости. Для изготовления закруглений при небольшом диаметре труб (до 50 мм) используется трубогиб. Для больших сечений приходится приобретать готовые отводы.

Между прямыми трубами вварено по два отвода с углом 90 градусов.

Особые случаи

Отдельно стоит упомянуть пару весьма любопытных конструкций.

Непрерывный регистр

На предприятиях, построенных в 50-70 годах прошлого века, вместо секционных или S-образных регистров используется довольно любопытная конструкция: цех или вспомогательное помещение опоясывается по всему периметру неразрывной трубой. Схема полезна тем, что обеспечивает прогрев стен восходящим потоком теплого воздуха по всей их длине.

Автономный регистр

В качестве автономного отопительного прибора нередко используется регистр, в торец нижней секции которого установлен один или несколько трубчатых электронагревателей (ТЭН).

У изготовления прибора есть несколько тонкостей.

  • Перемычки в нем делаются проходными на обоих концах каждой секции. Тем самым обеспечивается конвекция теплоносителя.
  • Прибор делается открытым. В качестве расширительного бака используется часть его емкости: теплоноситель заполняет регистр лишь на 90-95% объема.
  • В качестве теплоносителя нередко используется не вода, а масло (отработка или дешевое минеральное), что позволяет не бояться разморозки.
Читайте также:  Регистр отопления из труб 108х4

Схема отопительного прибора со встроенным ТЭНом.

Монтаж

Как выглядит монтаж регистров отопления?

Простейшее крепление регистра – на вбитую в стену гладкую арматуру диаметром 10-14 мм.

  1. На стенке размечается по уровню несколько отверстий там, где должны расположиться нижняя и верхняя секции.
  2. Отверстия бурятся диаметром на полмиллиметра меньше, чем имеющаяся у вас арматура.

Совет: поскольку бур диаметром, скажем, 11,5 мм найти практически невозможно, отверстие можно пройти диаметром 10 мм и расширить 11,5-миллиметровым сверлом по металлу.

  1. Отрезки арматуры со снятыми фасками вбиваются в стену на глубину не менее 6-7 см.
  2. На них вывешивается отопительный прибор.
  3. Арматура загибается вверх, огибая секцию регистра. Для загиба используют рычаг из отрезка трубы.
  4. Излишки арматуры обрезаются по месту; торец скругляется напильником во избежание травм.

Разумеется, никто не запрещает использовать и готовые кронштейны.

Расчеты

Для чего нужен расчет регистра отопления? Начнем издалека.

Какие технические характеристики отопительного прибора стоит учесть при его выборе?

  • Рабочее давление. У сварного регистра оно заведомо превышает параметры ЦО и позволяет выдержать любой гидроудар.
  • Рабочую температуру. Как несложно догадаться, здесь особых ограничений тоже нет.
  • Тепловую мощность. Она подбирается в зависимости от объема помещения. Недостаток тепловой мощности означает, что дома будет холодно; избыток – что придется постоянно держать открытыми окна и терпеть сквозняки.

Как выполняется расчет регистров отопления для стальной круглой трубы известного диаметра?

Здесь действует следующая формула:

  • Q – тепловой поток секции в ваттах.
  • Pi – число “пи”, принимаемое равным 3,1415;
  • Dн – наружный диаметр трубы в метрах.
  • L – длина секции в метрах.
  • k – коэффициент теплопроводности стальной трубы, принимаемый равным 11,63 Вт/м2*С.
  • Dt – дельта температур между теплоносителем и воздухом в комнате.

Важный момент: таким образом рассчитывается тепловой поток для одной горизонтальной трубы.
В многорядном регистре для всех секций, кроме первой, используется дополнительный коэффициент 0,9: они ведь находятся в восходящем потоке теплого воздуха от первой трубы, что снижает дельту температур.

Как пересчитать в привычные величины диаметр трубы, указанный продавцом в дюймах? Вот таблица соответствия размеров:

Размер в дюймах ДУ(условный проход)
1 25
1 1/4 32
1 1/2 40
2 50
2 1/2 65
3 89
4 100
5 125
6 150
8 200

Обратите внимание: ДУ приблизительно соответствует внутреннему диаметру.
Для получения наружного к нему необходимо прибавить удвоенную толщину стенки трубы.

Условный проход примерно равен внутреннему диаметру.

Давайте оценим теплоотдачу четырехрядного регистра из трубы с наружным диаметром 108 мм длиной 1,2 метра при его температуре в +80 С и температуре воздуха в комнате +20 С.

  1. Для первой секции тепловой поток равен 3,1415*0,108*1,2*11,63*(80-20)=284 ватта.
  2. Для каждой последующей он умножается на 0,9. 284*0,9=255.
  3. Суммарное значение равно 284+(255*3) = 1049 ватт.

Оценка прибора

Давайте попробуем дать краткую оценку регистру.

  • Он исключительно прочен и отказоустойчив.
  • В отличие от секций с развитым оребрением, он легко чистится о пыли.
  • Он практически не нуждается в промывке. Пока теплоноситель циркулирует через прибор, он будет греть по всему объему.
  • Внешний вид – скажем так, на любителя. Комнату регистр точно не украсит.
  • Из-за отсутствия оребрения и низкой теплопроводности стали теплоотдача регистра существенно уступает алюминиевому радиатору тех же габаритных размеров.

Выводы

Использовать регистры стоит, прежде всего, для отопления гаражей, мастерских и производственных помещений. Для квартиры стоит присмотреться к более компактным и пристойно выглядящим алюминиевым и биметаллическим отопительным приборам.

Как всегда, прикрепленное видео предложит читателю дополнительную информацию. Успехов!

Источник

Adblock
detector