Выбираем регистры отопления из гладких труб. Стальные регистры отопления из гладких труб Устройство отопительных регистров

Всем известно, что теплообмен (теплоотдача) – передача тепловой энергии – между телами и средами возникает при наличии разницы температур. Среда или тело имеющая более высокую температуру, остывая, нагревает более холодную среду и повышает ее температуру.

В системах водяного отопления горячая вода (теплоноситель), поступая в прибор отопления, нагревает его стенки (оболочку). Стенки через свои наружные поверхности отдают тепло воздуху в основном двумя способами: конвекцией и излучением.

Конвекция – это передача тепла потокам воздуха, протекающим вдоль горячих стенок прибора отопления.

Тепловое излучение – это передача тепловой энергии за счет излучения электромагнитных волн горячими стенками прибора отопления в окружающее пространство.

Наглядным примером действия теплового излучения является костер. Если в прохладный вечер стать боком к тлеющим углям костра на расстоянии трех – четырех метров, то часть лица, обращенная к костру, быстро нагреется, а противоположная часть лица будет оставаться холодной. При этом температура воздуха с обеих сторон будет примерно одинаковой.

Все приборы – чугунные батареи, регистры отопления из труб, стальные и алюминиевые панели, конвекторы и инфракрасные излучатели – отличаются друг от друга (кроме габаритов, внешнего вида, коэффициентов теплоотдачи) преобладающим видом передачи тепла окружающему воздуху и предметам. При этом, как правило, и конвекция и излучение существуют одновременно и действуют параллельно.

В этой статье будет рассмотрен пример расчета теплоотдачи регистров отопления из труб. Изготавливать регистры отопления из гладких труб экономически не было выгодно никогда — ни сегодня, ни вчера. Если 30-50 лет назад их широко применяли из-за дефицита качественных дешевых и эффективных приборов отопления, то применение регистров сегодня – это скорее инерционная привычка теплотехников. Стоимость системы отопления с применением, например, конвекторов на 20-30% ниже стоимости системы, где применены регистры отопления из труб. Теплоотдача приборов должна быть максимальной при минимальной стоимости и, соответственно, минимальной материалоемкости и трудоемкости изготовления. Однако часто это — взаимоисключающие критерии.

Тем не менее, вопрос теплоотдачи стальных труб остается актуальным, если ими выполняется разводка, а также при выполнении сравнительных расчетов различных вариантов систем и при ремонтах действующих систем, в которых применены регистры отопления из гладких труб.

Опираясь на теорию и практические опыты по теплоотдаче, а так же на основе многочисленных табличных данных с помощью Excel мне удалось найти достаточно точные формульные зависимости теплофизических характеристик воздуха (температуропроводности, теплопроводности, кинематической вязкости, критерия Прандтля) от температуры. Ниже представлена программа расчета теплоотдачи регистров отопления из горизонтальных металлических труб при свободном движении воздуха, являющаяся итогом проделанной работы.

Программа расчетов написана в MS Excel, но можно использовать и программу OOo Calc из пакета Open Office.

Правила форматирования ячеек листа Excel, которые применены в статьях этого блога, представлены на странице « ».

Теплоотдача регистров отопления из гладких труб. Расчет в Excel.

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

Включаем компьютер, MS Office и начинаем расчет в Excel.

Исходные данные:

Исходных данных не много, они понятны и просты.

1. Диаметр труб D в мм заносим

в ячейку D3: 108,0

2. Длину регистра (одной трубы) L в м записываем

в ячейку D4: 1,250

3. Количество труб в регистре N в штуках пишем

в ячейку D5: 4

4. Температуру воды на «подаче» t п в °C заносим

в ячейку D6: 85

5. Температуру воды на «обратке» t о в °C пишем

в ячейку D7: 60

6. Температуру воздуха в помещении t в в °C вводим

в ячейку D8: 18

7. Вид наружной поверхности труб выбираем из выпадающего списка

в объединенных ячейках C9D9E9: «При теоретическом расчете»

8. Постоянную Стефана-Больцмана C 0 в Вт/(м 2 *К 4) заносим

в ячейку D10: 0,00000005669

9. Значение ускорения свободного падения g в м/с 2 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 расчетов:

10. Степень черноты излучающих поверхностей труб ε автоматическиопределяется по выбранному виду наружной поверхности

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.)

11. Среднюю температуру стенок труб t ст в °C вычисляем

в ячейке D14: =(D6+D7)/2 =72,5

t ст =(t п + t о )/2

12. Температурный напор d t в °C рассчитываем

в ячейке D15: =D14-D8 =54,5

dt = t ст — t в

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

в ячейке D16: =1/(D8+273) =0,003436

β =1/(t в + 273)

14. Кинематическую вязкость воздуха ν в м 2 /с вычисляем

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

ν = 0,0000000001192* t в 2 +0,000000086895* t в +0,000013306

15. Критерий Прандтля Pr определяем

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

Pr = 0,00000073* t в 2 -0,00028085* t в +0,70934

16 . Коэффициент теплопроводности воздуха λ рассчитываем

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

λ =-0,000000022042* t в 2 +0,0000793717* t в +0,0243834

17. Площадь теплоотдающих поверхностей труб регистра A в м 2 определяем

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

A = π *(D /1000)* L * N

18. Тепловой поток излучения с поверхностей труб регистра отопления Q и в Вт вычисляем

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

Q и = C 0 *ε *A* ((t ст +273) 4 — (t в +273) 4)*0,93 (N -1)

19. Коэффициент теплоотдачи при излучении α и в Вт/(м 2 *К) рассчитываем

в ячейке D22: =D21/(D15*D20) =4,8

α и = Q и /(dt * A )

20. Критерий Грасгофа Gr вычисляем

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

Gr = g * β *(D /1000) 3 * dt /ν 2

21. Критерий Нуссельта Nu находим

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

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

22. Конвективную составляющую теплового потока Q к в Вт вычисляем

в ячейке D25: =D26*D20*D15 =462

Q к = α к * A * dt

23. А коэффициент теплоотдачи при конвекции α к в Вт/(м 2 *К) определяем соответственно

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

α к = Nu * λ /(D /1000) *0,93 ( N -1)

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

в ячейке D27: =D21+D25 =906

Q = Q и + Q к

и в ячейке D28: =D27*0,85985 =779

Q ’ = Q *0,85985

25. 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 = α и + α к

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!

Теплотехническим расчетам на этом сайте посвящен еще ряд статей. Быстро перейти к ним можно по ссылкам, расположенным ниже статьи или через страницу «Все статьи блога». В этих статьях просто и понятно на примерах рассказывается об основных понятиях теплотехники.

Замечания.

1. Правильнее в расчетах было бы использовать не коэффициент теплоотдачи α между наружными стенками регистра и воздухом, а коэффициент теплопередачи k , учитывающий теплообмен между теплоносителем (водой) и внутренними стенками труб регистра отопления, а так же передачу тепла через материал стенки (термическое сопротивление стенки). Рассчитывается коэффициент теплопередачи от воды к воздуху помещения по формуле:

k =1/(1/ α 1 + s ст / λ ст + 1/ α )

Но так как:

α 1 ≈2000…3000 Вт/(м 2 *К)– коэффициент теплоотдачи между водой и внутренней стальной стенкой

s ст ≈0,002…0,005 м – толщина стенок труб

λ ст ≈50…60 Вт/(м*К) – коэффициент теплопроводности материала стенок труб

1/ α 1 ≈0

s ст / λ ст ≈0

И следовательно:

k ≈ α

2. Теплоотдача регистров отопления зависит от способа подачи воды в них (сверху вниз, снизу вверх …), от монтажных расстояний до ограждающих конструкций (до пола, до подоконника, до стены, до экрана), от толщины лакокрасочного покрытия и прочих факторов. Фактическая теплоотдача может быть меньше расчетной на 15…20%. Это необходимо учитывать при окончательных расчетах!

3. Расстояние между трубами и количество труб также оказывают влияние на теплоотдачу регистров отопления. В программе это частично учтено применением понижающего коэффициента (0,93) на каждый дополнительный ряд труб. Расстояние между трубами желательно выдерживать не менее диаметра трубы D (больше — лучше) .

4. Коэффициент теплопередачиk не является постоянной величиной для конкретного прибора отопления и значительно меняется при изменении температурного напораdt ! Подробнее об этом (и не только) читайте в ближайших статьях блога.

Подписывайтесь на анонсы статей в окнах, расположенных в конце каждой статьи или вверху каждой страницы и не забывайте подтверждать подписку кликом по ссылке в письме, которое тут же придет к вам на указанную почту (может прийти в папку « Спам» )!!!

Уважаемые читатели, оставляйте комментарии к статье! Ваши мысли, замечания, предложения, вопросы, советы всегда интересны и полезны коллегам и автору!!!

Прошу уважающих труд автора скачивать файл после подписки на анонсы статей!

Наиболее популярным вариантом отопительного прибора в жилищах являются разнообразные радиаторы. И как правило, они прекрасно справляются со своими обязанностями, равномерно прогревая жилые помещения. Однако в комнатах специального назначения – ванная, складское помещение, стандартного вида батареи не является оптимальным решением.

Регистры из гладких труб: характеристики

Обогревательный прибор представляет собой несколько стальных труб, соединенных между собой перемычками и размещающийся вдоль стены. Нагретый теплоноситель – вода, антифриз, поступает в трубу с одной стороны, а выводится с другой. Между элементами, согласно ГОСТ, должно соблюдаться расстояние равное сумме диаметра плюс 50 мм: таким образом исключается взаимное облучение и увеличивается теплоотдача в комнату.

• Диаметр колеблется от 25 до 400 мм, но последний используется редко, так как требует большого расхода теплоносителя.
• Максимальное давление, допустимое в регистрах – 1 МПа.

• Материалом изготовления чаще всего выступает электросварная гладкая труба из углеродистой стали (ГОСТ 10704-91), а также из нержавеющей и низколегированной. Встречаются – обычно это продукт самостоятельного изготовления, и регистры из чугунных элементов. Изделия из алюминия обеспечивают более эффективную передачу тепла, но не отличаются долговечностью: качество теплоносителя существенно влияет на срок эксплуатации.
• Патрубки выполняются в трех вариантах: резьбовый, фланцевый и на приварку.

Самое широкое распространение отопители нашли при обогреве помещений большой площади – промышленных цехов, складских помещений, общественных учреждений, ангаров. Связано это с высокой эффективностью прибора, и большой его протяженностью. Последнее обеспечивает формирование не локального источника тепла, а объемного.

В жилищах регистры традиционно применяются в ванных и туалетных комнатах, где установка радиаторов с их сложной поверхностью невыгодна.

Классификация регистров из гладких труб

Прибор выпускается в нескольких конфигурациях, удовлетворяющих различные нужды.

• Секционный – состоит из нескольких элементов, закрытых заглушками – плоскими или эллиптическими. Вода или масло подается через патрубок на один конец трубы, а выводится из другого, обеспечивая таким образом максимально полную передачу тепла. Прибор оборудуется штуцером, посредством которого присоединяется воздухоотводчик.
• S-образный (змеевидный) – элементы соединены друг с другом посредством дуг, с диаметром, равным секционному. Такая форма сообщает большую эффективность отопителю, так как увеличивает площадь теплообмена. При этом змеевидная конфигурация не содержит участков с меньшим диаметром – сужений, а, значит, не способствует увеличению гидравлического давления.

Оба типа приборов не обладают столь развитой поверхностью как батареи, а потому в меньшей степени накапливают пыль и конденсат.

Помимо количества обогревающих элементов в регистре, значение имеет его конструкция. Различают пять основных видов, представленных на чертеже:

• П-образный, двухрядный;
• S-образный, трехрядный;
• секционный с перемычками из 2 и более рядов;
• П-образный, двухрядный с перемычкой;
• секционный, двухрядный, с перемычкой.

Встречаются и более оригинальные решения, но последние являются дизайнерскими проектами. На фото приведен пример такого отопителя.

• Несколько реже, и обычно в жилых помещениях, устанавливается регистр из гладких труб с нагревательным ТЭНом. Мощность его невелика, поэтому используется такой вариант при небольших площадях помещений.

Преимущества и недостатки

Регистры из гладких труб являются весьма эффективными обогревательными приборами благодаря ряду полезных качеств.

• Высокая теплоотдача – позволяет эффективно отапливать обширные площади при небольших размерах самого прибора.
• Монтаж – производится в соответствии с требованиями ГОСТ, и достаточно прост. Предварительный чертеж не требуется. Для самостоятельного изготовления регистра вполне достаточно сварочного аппарата и шлифмашины с отрезным диском.
• Прибор выдерживает большое давление – до 1 МПа, и малочувствителен к перепадам давления.

• В качестве теплоносителя можно использовать воду, антифриз и пар.
• Благодаря протяженности способствует равномерному обогреву помещения.
• Прост в уходе, так как не накапливает пыли и грязи.
• Характеризуется весьма доступной стоимостью и не требует при монтаже дополнительных соединительных элементов.

Недостатки отопителя связаны с его же достоинствами.

Для организации теплоснабжения больших помещений нецелесообразно использовать стандартные заводские батареи и радиаторы. Они имеют слишком малую тепловую отдачу и номинальную мощность. В качестве их альтернативы можно рассмотреть регистры отопления: изготовление из труб, правила выполнения расчетов и особенности монтажа.

Преимущества и недостатки регистров отопления

Самодельные стальные или алюминиевые регистры отопления отличаются от стандартных радиаторов своими размерами. Они состоят из нескольких труб, диаметр которых превышает 32 мм. Для организации циркуляции теплоносителя трубы соединены между собой патрубками.

Чем обусловлена популярность этих приборов теплоснабжения? Во-первых, возможностью самостоятельного изготовления. Можно сделать биметаллические регистры отопления, стальные или из алюминиевых труб. Намного реже встречаются пластиковые модели, так как они не обладают должными эксплуатационными качествами.

До того как подключить регистры отопления следует внимательно изучить их «слабые» и «сильные» стороны.

Преимущества использования:

• Длительный срок эксплуатации . Для стальных и алюминиевых моделей он может достигать 25 лет. При этом вероятность поломки будет минимальной;
• Большая теплоотдача . Это обусловлено тем, что мощность регистра отопления превышает этот параметр у классических радиаторов и батарей. Связано с большим объемом теплоносителя;
• Простой монтаж и эксплуатация . Так как правильно установить регистры отопления может любой, кто хотя бы немного знаком с правилами организации теплоснабжения – они могут применяться в зданиях всех типов. Но чаще всего их можно встретить в системе отопления больших производственных, административных и торговых помещений.

Но кроме этого нужно учитывать возможные недостатки, которыми может обладать регистр отопления из стальной гладкой трубы:

• Большой объем теплоносителя . Это приводит к его быстрому остыванию;
• Минимальный показатель конвекции воздуха . Снижает эффективность работы теплоснабжения;
• Непривлекательный внешний вид . Чаще всего это относится к самодельным конструкциям.

Правильно рассчитанная теплоотдача регистра отопления напрямую зависит от его конструкции. В настоящее время используется несколько типов этих приборов теплоснабжения, отличающихся не только используемым материалом изготовления, но и внешним видом.

Масса заполненного водой регистра может быть очень высока. Поэтому нужно заранее продумать надежную систему его крепления к стене.

Изначально следует определиться с видом конструкции. Ведь как рассчитать регистр отопления, если не будут известны его геометрические параметры и принцип циркуляции теплоносителя? Для изготовления отопительных приборов рекомендуется использовать стандартные проверенные схемы.

Определяющим параметром выбора является требуемая скорость циркуляции теплоносителя в системе и степень теплоотдачи регистра. Исходя из этих требований можно выбрать два типа отопительных приборов:

• Секционный . Представляет собой от двух и более труб большого диаметра, соединенных патрубками. Сечение последних должно быть равно этому же параметру подающей магистрали. Подбор регистра отопления подобного типа актуален для систем с принудительной циркуляцией, так как в конструкции создается избыточное гидравлическое сопротивление при прохождении теплоносителя;
• Змеевиковые . Состоят из одной трубы, которая имеет изгибы. Изготовить подобные самодельные регистры отопления проблематично. Для увеличения показателя циркуляции трубы могут быть соединены патрубками. Но это не является обязательным, как в вышеописанных моделях.

Так как своими руками сделать регистр отопления можно даже в домашних условиях – их часто изготавливают, а не приобретают готовые модели. Но перед этим следует выполнить правильный расчет мощности регистра отопления.

Для изготовления регистров можно использовать трубы различного сечения – круглые, прямоугольные или квадратные. Предпочтение отдается первым, так как для них трение воды при движении будет минимальным.

Расчет отопительных регистров

Существует несколько методик вычисления параметров регистров отопления. Они отличаются точностью вычислений и трудоемкостью. Но для организации теплоснабжения с помощью стальных или алюминиевых регистров отопления рекомендуется прибегнуть к услугам профессионалов. Альтернативный вариант – воспользоваться специальным программным обеспечением.

Однако в некоторых случаях необходимо правильно рассчитать регистр отопления самостоятельно. Для этого можно воспользоваться упрощенной схемой. Предварительно необходимо знать следующие параметры:

• Общая площадь отапливаемого помещения;
• Коэффициент теплоотдачи материала изготовления регистра;
• Диаметр труб, используемых для изготовления.

Для труб круглого сечения вычисление удельной мощности регистра отопления можно сделать по данным таблицы. Эти значения даются для 1 м.п. трубы регистра.

Однако такой способ подбора регистра отопления имеет ряд существенных недостатков. Данные даются для помещений, где высота потолков не превышает 3 м.п., не учитывается тепловой режим работы системы и температура воздуха в комнате.

Q=P*D*L*K*Δt

Где Q – удельная тепловая мощность, Вт, P – число π – 3,14, D – диаметр трубы, м., L – длина одной секции, м, К – коэффициент теплопроводности. Для металла этот показатель равен 11,63 Вт/м²*С, Δt – разница температур между теплоносителем и воздухом в помещении.

Зная эти параметры, можно самостоятельно рассчитать мощность регистра отопления. Предположим, что длина одной секции равна 2 м., а диаметр трубы – 76 мм. Δt составляет 60°С (80-20). В таком случае мощность одной секции регистра отопления из стальной гладкой трубы будет равна:

Q=3,14*0,076*2*11,63*60=333 Вт

Для расчета каждой последующей секции прибора полученный результат нужно умножать на понижающий коэффициент 0,9.

По этой методике нельзя рассчитывать ребристые регистры отопления. У них теплоотдача будет выше из-за увеличенной площади прибора.

Выбираем материал изготовления для регистров

Следующим параметром, который обязательно учитывается при выборе регистра является материал его изготовления.

Можно редко встретить регистры отопления из профильной трубы – чаще всего для этого применяются стальные изделия круглого сечения.

В настоящее время для производства регистров используют несколько материалов – металл, алюминий или биметаллические трубы.

Разница между ним заключается в расчетной теплоотдаче и сроке эксплуатации:

• Стальные регистры отопления из профильной трубы или круглого сечения . Характеризуются простотой изготовления и небольшой стоимостью. Недостаток – ржавление поверхности. При выборе особое внимание нужно обратить на качество сварных швов;
• Алюминиевые . Встречаются крайне редко, так как для сварки алюминиевых отопительных регистров необходимо специально оборудование. Но зато они обладают лучшими показателями теплопроводности. Фактически отсутствуют потери тепла;
• Биметаллические . Они делаются из специального типа отопительных труб. У них есть сердечник, изготовленный из стали. Для увеличения площади обогрева конструкция имеет медные или алюминиевые пластинчатые теплообменники. Для всех биметаллических регистров отопления свойственен небольшой диаметр труб – до 50 мм. Поэтому их чаще используют для организации теплоснабжения в жилых домах и небольших производственных и торговых помещениях.

Материал изготовления напрямую влияет на расчет регистра отопления. Главным показателем при этом является коэффициент теплопроводности. Несмотря на то что алюминиевые модели обладают оптимальным значением – их высокая стоимость и трудоемкость изготовления не позволяют использовать регистры этого типа в отопительных системах повсеместно.

Для изготовления ребристых регистров отопления можно использовать комплектующие от стальных радиаторов.

Изготовление регистров для отопления своими руками

Одним из преимуществ применения регистров в отопительных системах является возможность их самостоятельного изготовления. Для этого чаще всего применяют стальные трубы круглого сечения. Несмотря на то что показатель теплоотдачи регистра отопления в этом случае не будет идеальным – процесс изготовления не потребует особых навыков.

Для самостоятельного производства этого отопительного элемента потребуется труба диаметром от 40 до 70 мм. Большее значение сечения приведет к значительным потерям тепла при циркуляции теплоносителя. Сделать своими руками регистр отопления можно по следующей схеме проведения работ:

1. Расчет оптимальных параметров отопительного прибора – диаметра трубы, общей протяженности секции.
2. Составление чертежа для вычисления оптимального количества материала.
3. Выполнение работ по изготовлению отопительного регистра своими руками.
4. Проверка конструкции на герметичность.

Для выполнения поставленной задачи потребуется стальная труба, предназначенная для формирования основных регистров и магистраль меньшего диаметра. С ее помощью регистры будут соединены друг с другом и системой отопления. Также понадобятся специальные торцевые заглушки на трубы.

На первом этапе необходимо с помощью болгарки обрезать трубы до нужной длины. Использовать сварочный аппарат для этого не рекомендуется, так как на торцах отопительного регистра из круглой трубы сформируется наплав. Затем изготавливаются отверстия для подключения патрубков. Сварочным аппаратом привариваются патрубки и монтируются торцевые заглушки. Для обеспечения безопасности работы самодельного регистра отопления необходимо установить воздухоотводчик и спускной клапан. Они монтируются в верхней части конструкции, но на противоположной стороне относительно точки подключения к отоплению.

В некоторых случаях выполняется модернизация традиционной схемы стального или биметаллического отопительного регистра. Она заключается в установке электрического нагревательного ТЭНа.

Так можно сделать автономный источник тепла, который не будет зависеть от работы водяного отопления. В случае аварии или проведения технических работ самодельный отопительный регистр будет генерировать тепло с помощью ТЭНа. Но для этого следует при монтаже установить запорную арматуру, чтобы теплоноситель циркулировал только внутри отопительного прибора.

Во время выбора схемы и изготовления регистра отопления толщина трубы не имеет значения. Разница диаметров между ней и подводящей магистралью обуславливает полное отсутствие гидроударов в конструкции.

Монтаж регистров в систему отопления

Правильная установка регистров отопления может быть осуществлена двумя способами – на резьбовых соединениях или с помощью сварочного аппарата. Все зависит от общей массы конструкции, ее габаритов и параметров системы теплоснабжения.

В целом специалисты рекомендуют руководствоваться теми же правилами, что и при установке радиаторов. Разница заключается только в размерах конструкции. Если необходимо выполнить подключение регистра отопления к гравитационной системе – обязательно соблюдается требуемый показатель уклона. Прибор теплоснабжения должен быть наклонен в сторону движения теплоносителя. Для систем с естественной циркуляцией таких требований не существует.

Для правильной установки отопительных регистров необходимо руководствоваться следующими правилами:

• Соблюдение минимальных расстояний от стены и оконных конструкций. Оно должно составлять не менее 20 см. Это необходимо для проведения технических или ремонтных мероприятий;
• Для резьбового подключения отопительного регистра применяются только паранитовые подкладки или сантехнический лен;
• Все отопительные регистры из профильных или стальных труб в обязательном порядке красятся. Это необходимо для предотвращения появления ржавчины на их поверхности.

Несмотря на то что показатель теплоотдачи отопительного регистра при этом снизится – срок безремонтной службы конструкции значительно возрастет.

Монтаж рекомендуется проводить не в отопительный сезон. После пробного запуска отопительной системы можно сравнить расчетную мощность регистра с фактической и в случае надобности внести оперативные изменения в конструкцию.

Правила эксплуатации отопительных регистров

Для увеличения срока службы необходимо проводить ряд мероприятий по поддержанию регистров отопления в рабочем состоянии. Рекомендуется составить график контрольных проверок, включающий в себя визуальный осмотр и анализ температурного режима работы регистра.

Кроме этого, следует периодически выполнить очистку внутренней поверхности конструкции от накипи и ржавчины. Для этого лучше всего применять гидродинамический метод, так как для химической очистки потребуется большое количество специальной жидкости. Это можно делать без демонтажа конструкции – достаточно при изготовлении установить патрубки для обеспечения доступа к внутренней полости регистра.

Каждый раз перед новым отопительным сезоном проверяется целостность конструкции, надежность сварных и резьбовых соединений. В случае надобности выполняется замена прокладок и навариваются ремонтные швы.

Можно ли использовать регистры отопления для теплоснабжения частного дома? Такая практика существует, но для этого заказывают изделия из медных труб. Они характеризуются высокой стоимостью, но при этом обладают рядом отличительных качеств. Также учитывается их привлекательный внешний вид, который значительно отличается от стальных конструкций.

В видеоматериале показан пример изготовления регистра из стальной профильной трубы:

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.

Устройство отопительных регистров

Невзирая на то, что подобные обогреватели считаются устаревшими и отличаются не слишком привлекательным внешним видом, они продолжают широко использоваться в самых разных сферах, например:

• для обогрева производственных помещений промышленных предприятий;
• в качестве автономного нагревателя в гаражах;
• как элемент подогрева воды, встраиваемый внутрь кирпичной печи.

Примечание. Печной регистр из гладких труб отопления рассчитывается и изготавливается в зависимости от мощности и конструкции печи.

По конструкции отопительные приборы различают 2 типов: секционные и в виде змеевика. В первом случае роль 1 секции играет каждая горизонтальная труба, проток теплоносителя по ним обеспечивается за счет вертикальных перемычек. Они сделаны из труб меньшего диаметра с целью создания искусственного сопротивления потоку и повышения теплоотдачи каждой секцией. Трубы, из которых сделан секционный регистр отопления, с торцов заглушены, а теплоноситель подводится по схеме «сверху вниз».

Конструкция обогревателя в виде змеевика понятна по его названию. Здесь диаметры не сужаются, вода беспрепятственно протекает через весь прибор, несколько раз меняя направление. Теплоотдача этого регистра ниже, чем секционного, зато гидравлическое сопротивление – меньше и в изготовлении он несколько проще.

Совет. Секционные нагреватели предпочтительнее делать для подсобных помещений или гаражей, где важен равномерный обогрев и комфортная температура воздуха. Змеевики же лучше ставить в качестве дежурных отопителей в самом конце двухтрубной системы. Там они работают замечательно из-за своего низкого сопротивления.

Свариваются регистры для отопления из гладких труб круглого и прямоугольного сечения. Однако, общепринятая конструкция – обычные круглые трубы из низкоуглеродистой стали типа Ст3, Ст10 и даже Ст0. Если же батарея предназначена для работы с паровой системой, то берут сталь Ст20. Секции прямоугольного сечения делать не рекомендуется, они хуже омываются конвективным потоком воздуха, а значит, тепла отдадут меньше. Для гаражного отопления изготавливают автономные регистры, наполняемые антифризом или трансформаторным маслом, а в нижнюю секцию с торца встраивают электрический ТЭН.

Преимущества и недостатки

Прежде чем браться за изготовление регистров отопления, надо оценить все плюсы и минусы этих нагревателей, чтобы впоследствии не обмануться в ожиданиях. Итак, сначала о достоинствах:

• дешевизна и простота в изготовлении;
• низкое гидравлическое сопротивление: благодаря этому обогреватель можно применять в «хвосте» любой системы;
• надежность и долговечность: регистр, качественно сваренный из обычных труб, спокойно прослужит не менее 20 лет;
• стойкость к перепадам давления и гидроударам;
• гладкая поверхность способствует легкому удалению пыли при уборке помещений.

К сожалению, регистр отопления, сделанный своими руками, обладает и массой недостатков. Главный из них – низкая теплоотдача при значительной массе прибора. То есть, чтобы обеспечить в комнате средней площади комфортную температуру, регистр должен иметь приличные размеры. Приведем простой пример, взятый из технической литературы. При разнице температур теплоносителя и в помещении 65 ºС (DT) регистр, сваренный из 4 труб DN32 длиной 1 м, отдаст всего 453 Вт, а из 4 труб DN100 – 855 Вт. Получается, что из расчета теплоотдачи на 1 м длины любой панельный или секционный радиатор как минимум вдвое мощнее.

Примечание. Представленные данные определены экспериментально при большом расходе теплоносителя – 300 кг/ч.

Прочие негативные стороны гладкотрубных регистров не столь критичны, хотя и существенны:

• вмещает большой объем воды: недостаток не играет большой роли, если на всю систему таких отопительных приборов 1-2 шт;
• в процессе эксплуатации весьма затруднительно нарастить или уменьшить мощность регистров из гладких труб. Не обойтись без демонтажа и сварочного аппарата;
• подвержены коррозии и требуют периодического ухода с покраской;
• имеют непрезентабельный внешний вид: недостаток поправимый, при нужде нагреватель прячется за декоративным экраном.

Проведя анализ достоинств и недостатков гладкотрубных приборов, можно сделать вывод, что их сфера применения в частном домостроительстве весьма ограничена. Как уже было сказано, регистры можно использовать для отопления разных помещений с невысокими требованиями к комфорту и интерьеру.

При подборе материалов нужно решить вопрос, – какие взять диаметры труб и какова должна быть их общая длина. Все эти параметры – произвольные, вы можете смастерить отопитель из любых труб, а его длину принять удобную для размещения в комнате. Но чтобы подать необходимое количество тепла, надо обеспечить достаточную площадь теплообмена. Для этого рекомендуется выполнить приблизительный расчет регистра по площади поверхности.

Сделать такой расчет достаточно просто. Нужно сосчитать площадь наружной поверхности всех секций в м2 и умножить полученное значение на 330 Вт. Предлагая данный метод, мы исходим из утверждения, что 1 м2 поверхности регистра будет отдавать 330 Вт теплоты при температуре теплоносителя 60 ºС, а воздуха в помещении – 18 ºС.

Совет. Можно не заниматься ручными вычислениями, а воспользоваться простой программой в EXEL и потом правильно сварить регистр по точным параметрам. В один клик скачать программу можно по ссылке: http://al-vo.ru/wp-content/uploads/2014/02/teplootdacha-registra-otopleniya.xls.

Для человека, имеющего навыки в сварочном деле, не составит большого труда самостоятельно сварить регистр по имеющимся чертежам. Нужно заготовить и отрезать трубы на секции и перемычки, вырезать из стального листа заглушки. Последовательность сборки – произвольная, после сварки обогреватель следует проверить на герметичность. Осуществляя изготовление и монтаж регистров, учтите следующие рекомендации:

• не стоит брать трубы со слишком тонкой или толстой стенкой: первые будут быстрее остывать и прослужат меньше, а вторые – долго прогреваться и плохо поддаваться регулировке;
• не забудьте встроить в торец верхней секции кран Маевского для спуска воздуха;
• при сваривании змеевиков поворотный участок можно сделать из двух готовых колен, если нет возможности использовать трубогиб;
• на входе теплоносителя поставьте кран, на выходе – вентиль;
• помните, что установка регистров производится с незаметным глазом уклоном в сторону подключения подающего патрубка. Тогда кран Маевского окажется в самой верхней точке.

Заключение

Гладкотрубные регистры нельзя считать пережитком прошлого, поскольку они привлекают своей дешевизной и до сих пор успешно применяются в разных ситуациях. Но нагружать подобными отопительными приборами систему частного дома не следует, объем нагреваемой воды тогда вырастет многократно, что отразится на расходе энергоносителей в большую сторону.

Для подачи тепла в жилых и общественных помещениях устанавливают регистры отопления из гладких труб. Это приборы, которые предназначены для повышения степени эффективности обмена тепла между внешней средой и теплоносителем.

Регистры состоят из нескольких гладкостенных стальных труб, соединенных специальными патрубками меньшего диаметра. По своей форме они напоминают зигзаг или «заборчик». В связи с этим различают секционные, змеевиковые, регистры из гладких труб с колонками, регистры с ТЭНами.

Особенности теплообменников

Секционные регистры

Такие приборы состоят из одной или сразу нескольких труб, которые закрыты заглушками. Через патрубок горячая вода поступает в верхнюю трубу, после чего перетекает в следующую, расположенную на уровень ниже. По такому принципу вода распределяется по всем частям прибора.

Переход из одной секции в другую делается как можно ближе к краю, чтобы обеспечить достаточное поступление рабочей среды и высокую отдачу тепла.

Изготавливают такой теплообменник из стальных труб с диаметром от 25 до 400 мм. Широко используют регистры из гладких труб с диаметром 76 мм, 89 мм, 108 мм, 159 мм. Патрубки для входа и выхода делают резьбовыми, фланцевыми или же приваренными. Заглушки – плоскими или эллиптическими. В комплект к такому прибору входит штуцер с резьбой, к которому присоединяется воздухоотводчик. Теплообменник может выдержать рабочее давление в 10 кгс/см 2 или в 1Мпа.

Змеевиковые теплообменники

Такой тип теплообменника изготавливается из одной цельной трубы. Гладкотрубные регистры s-образной формы эффективны по своей теплоотдаче, поскольку тепло отдает вся поверхность трубы.

Змеевиковая форма обогревателя

Еще одно преимущество – подобная конфигурация не предусматривает наличия участков сужения труб. Эта особенность предотвращает повышение гидравлического сопротивления.

Традиционно регистры для отопления изготавливаются из гладкостенной стали, чаще углеродистой, хотя встречаются и самодельные чугунные модели, трубы из нержавейки или низколегированной стали.

Трубы для регистровых теплообменников

Компактность и высокая эффективность регистров позволяет широко использовать их в строительстве жилых, офисных помещений и тех объектов, которые характеризуются повышенными санитарными и пожарными нормами.

Регистры с нагревателем

Приборы с ТЭНом устанавливают в тех помещениях, где есть проблемы с прокладкой коммуникационных магистралей.

Мощность нагревательного элемента колеблется в пределах от 1.6 до 6 кВт при напряжении в 220 В. В рабочем состоянии ТЭН поддерживает температуру поверхности регистра в пределах 80˚С.

Для повышения эффективности теплообменных процессов прибор комплектуют циркуляционным насосом.

Работая как элемент центральной отопительной системы, нагреватель реагирует на понижение и повышение температуры. В соответствии с этим он либо компенсирует потери тепла, либо наоборот отключается.

У таких теплообменников много преимуществ:

• пожаробезопасность;
• легкодоступность во время чистки;
• большая площадь теплоотдачи;
• экономность;
• многофункциональность.

Изготовление отопительных регистров

Предварительные расчеты

Чтобы сделать теплообменник своими руками, нужно выполнить расчет регистра из гладких труб.

• Формула

За основу расчетов берут следующую формулу:

Q = Пи х dн х l х k х (tг - to)х(1 - ηиз),

в которой

число Пи – 3,14;

dн – наружный диаметр трубопровода (в метрах);

I – длина секции (в метрах);

k – коэффициент (равен11.63 Вт/м²*°С);

to – температура в помещении, предназначенном для установки прибора;

tr – температура рабочей среды в трубопроводе;

ηиз – коэффициент сохранения тепла изоляцией (если прибор не изолирован, данный коэффициент приравнивается нулю, если изоляция существует, ηиз = 0,6÷0,8).

Полученный результат покажет тепловую мощность для регистров из гладких труб, которая применяется к одной горизонтальной трубе. Если в приборе несколько рядов, на каждый дополнительный ряд используют понижающий коэффициент 0.9.

Если у вас возникают трудности с тем, как рассчитать регистр из гладких труб, найдите онлайн-калькуляторы. Как показала практика, такой способ решения проблемы не всегда точен, поэтому рекомендуют полученный результат перепроверять формулой и только после этого приступать к изготовлению прибора.

• Стандарты

Монтаж регистров осуществляется по стандартам ГОСТ. Для фиксации понадобится сварочный аппарат, поскольку крепление должно выдержать вес рабочей среды и вес самого теплообменника.

Характеристики

Принцип работы регистров из гладких труб

Регистры из гладких труб имеют следующие технические характеристики:

• не требуют применения высокопрофессионального оборудования (используют угловую шлифмашину, электросварку);
• отапливают большие помещения, имея при этом всего лишь регистр из 2-х или 4-х гладких труб;
• изготавливаются из доступного материала (нержавейка, сталь, чугун);
• доступны для различных рабочих сред (работают не только на воде, но и на пару, масле и других жидкостях);
• многовариантны по своей форме, использованию фурнитур, материалов покрытия, заглушек;
• в изготовлении возможно использование чертежей повторного применения;
• доступны по своей ценовой политике.

Регистр из гладких труб в жилом помещении