Регистры отопления: конструкции, правила монтажа + обзор 2-х самодельных вариантов

Опубликовано 28 Фев 2014 Рубрика: Теплотехника |

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«О блоге».

Строение регистра

Для изготовления отопительных регистров применяются гладкие трубы из углеродистой стали с круглым сечением, а также квадратные и прямоугольные. Возможно их комбинированное использование. Хорошими материалами для регистров могут быть также нержавеющая и оцинкованная сталь, алюминий, медь, латунь, но они гораздо дороже и более сложны в обработке своими руками.

Наиболее простыми в исполнении считаются регистры отопления из стальной профильной трубы. Они могут выполняться в двух основных конфигурациях: секционного типа и змеевикового (S-образного).

В регистре секционного типа несколько отрезков профильного металлопроката с заглушенными торцами располагаются параллельно и соединяются между собой круглыми трубками меньшего сечения. Перемычки обеспечивают заполнение рядов прибора теплоностителем с двух сторон одновременно. При этом чем ближе к краю устанавливаются переходные патрубки, тем выше теплоотдача прибора.

В змеевиковом регистре жидкость проходит S-образно через ряды профильных труб, постепенно остывая. Для придания конструкции жесткости используются дополнительные глухие перемычки. Горизонтальные ряды соединяются попарно змейкой с помощью трубок меньшего сечения, как у секционных моделей, либо отрезков основного профиля. Последний вариант предпочтительнее из-за меньшего гидравлического сопротивления и большей теплоотдачи.

Присоединительные патрубки делают с резьбой или под сварку.Наиболее эффективным вариантом подключения отопительного прибора является схема сверху вниз. Для невысоких моделей и в случае принудительной циркуляции теплоносителя может быть оправдано осуществление входа и выхода снизу.

В конструкции регистра обязательно предусматривается кран Маевского или автоматический воздухоотводчик. Его располагают в конце верхнего ряда на резьбовом штуцере для обеспечения возможности замены. Обязательным условием при установке является соблюдение уклона 0,05% в сторону движения теплоносителя.

Регистры бывают как стационарными, так и переносными. Первые работают как элементы общей системы отопления, вторые выполняют задачу локального обогрева. Источником тепла для отдельного мобильного регистра служит ТЭН мощностью 1,5-6 Вт, вмонтированный в корпус.

Кроме больших горизонтальных регистров бывают востребованы также маленькие вертикальные модели. При аккуратном выполнении работ можно получить самодельные дешевые батареи отопления из профильных труб, почти не уступающие современным секционным радиаторам по эстетичности.

В некоторых случаях стальные регистры могут оказаться хорошим дополнением к уже установленным в комнате отопительным приборам. Не смотря на более низкую теплоотдачу, чем у радиаторов аналогичного размера, их применение может быть целесообразнее из-за меньшей стоимости.

Высокие вертикальные регистры очень удобны для высоких помещений или вблизи высоких оконных проемов. Они могут удачно вписываться в интерьеры комнат с необычными дизайнерскими решениями. Немного поэкспериментировав с цветом и формой можно получить креативное украшение из простых отопительных приборов.

Видео

«ТеплоЭнергоПром» производит регистры отопления из гладких и профилированных труб. Изготавливаем регистры разных видов, различной длины и высоты, любого диаметра. Звоните и мы просчитаем Вам регистры отопления под ваше помещение — это бесплатно!

Заказывая у нас — Вы работаете прямую с производителем, у нас своё производство на площади 950кв.м. , мы обеспечиваем высокое качество и проводим гидравлическое испытание каждого отопительного прибора!

Тип

: секционный, змеевиковый, с вертикальными трубами, индивидуальный;
Размеры
: 0,4 — 10 м;
Материал
: Труба ВГП; труба профильная;
Диаметр
: 42 — 219 мм;
Присоединение
: наружная или внутренняя резьба, фланцевое, под приварку;
Давление
: 10 кгс/см2 (10 атмосфер);
Рядность секции
: 1 — 9
Окраска
: Грунт (красный, серый), окраска по каталогу RAL, без окраски

Змеевидный регистр. Трубы соединены отводами, поэтому увеличивается теплоотдача, а гидравлическое сопротивление уменьшается. Благодаря этому можно пропускать через него больший объем теплоносителя и экономить на насосе.

Секционный регистр. Трубы соединены перемычками из труб меньшего диаметра. Комплектуется плоскими или эллиптическими заглушками. Имеет меньшие габариты по высоте чем тип А.

Вертикально-горизонтальный регистр. Трубы соединены трубами большего диаметра, поэтому увеличивается теплоотдача, а гидравлическое сопротивление уменьшается. Обеспечивается равномерный прогрев.

Обогрев помещений технического назначения требует наличия недорогих и неприхотливых в эксплуатации отопительных приборов. Для таких помещений как склады, мастерские, гаражи и производственные цеха регистры отопления из гладких труб являются просто незаменимыми. Они же очень выручают в помещениях с повышенными требованиями к чистоте, так как легко очищаются от пыли и всевозможных загрязнений.

Принимая решение установить отопительные регистры, необходимо тщательно изучить их технические характеристики и особенности применения. Простейшие конфигурации этих приборов могут быть выполнены самостоятельно, более сложные модели витиеватой формы требуют заводских условий изготовления. Так или иначе, для обеспечения оптимального температурного режима параметры регистров должны определяться на основании теплотехнических расчетов.

Уменьшение теплоотдачи.

В целях энергосбережения, становиться актуальным уменьшение теплоотдачи труб на тех участках коммуникаций, которые не используются по назначению, например при переходе из одного здания в другое или в неотапливаемом помещении.

Для этого есть множество вариантов использования теплоизоляционных материалов. Производители представляют на выбор достаточно широкий ассортимент, начиная от дешевых стекловолоконных и заканчивая более дорогими типа пенополистирола. Можно приобрести трубы с уже встроенными в нее утеплительными элементами.

Подведя итог, делаем выводы, что использование подобных расчетов помогает существенно сэкономить и избежать многих технических препятствий при проектировании систем водо- и теплообеспечения.

Вообще-то вы отчаянный человек, если решились на такое мероприятие. Теплоотдача трубы, конечно же, поддается расчетам и существует великое множество работ по теоретическому расчету теплоотдачи различных труб.

Начнем с того, что если вы затеяли проводить в доме отопление своими руками, то вы человек упорный и целеустремленный. Соответственно, уже составлен проект отопления, выбраны трубы: либо это металлопластиковые трубы отопления либо стальные трубы отопления. Радиаторы отопления тоже уже присмотрены в магазине.

Но, прежде чем всё это приобретать, то есть на проектном этапе, необходимо произвести условно-относительный расчет. Ведь теплоотдача труб отопления, просчитанная в проекте – это залог теплых зим для вашей семьи. Здесь ошибаться нельзя.

Методы расчета теплоотдачи труб отопления

Почему делается обычно упор на расчет теплоотдачи именно труб отопления. Дело в том, что для радиаторов отопления производственного изготовления все эти расчеты сделаны, и приводятся в инструкциях по применению изделий. Исходя из них, вы спокойно можете рассчитать необходимое количество радиаторов в зависимости от параметров вашего дома: объем, температура теплоносителя и т.д.

Таблицы.

Это квинтэссенция всех необходимых параметров, собранных в одном месте. В Сети сегодня размещено великое множество таблиц и справочников для онлайн расчета теплоотдачи труб. В них вы узнаете, какова теплоотдача стальной трубы или чугунной трубы, теплоотдача полимерной трубы или медной.

Все, что необходимо при пользовании этими таблицами – знать начальные параметры вашей трубы: материал, толщина стенок, внутренний диаметр и т.д. И, соответственно, внести в поиск запрос «Таблица коэффициентов теплообмена труб».

В этот же раздел по определению теплоотдачи труб, можно отнести и использование мануальных Справочников по теплообмену материалов. Хотя, их все труднее и труднее находить, вся информация перекочевала в Интернет.

Формулы.

Теплоотдача стальной трубы считается по формуле

Qтр=1.163*Sтр*k*(Tводы – Твоздуха)*(1-кпд изоляции трубы),Вт где Sтр – площадь поверхности трубы, а к – коэффициент теплопередачи от воды к воздуху.

Теплоотдача металлопластиковой трубы рассчитывается по другой формуле.

Где — температура на внутренней поверхности трубопровода, °С; t

c -температура на наружной поверхности трубопровода, °С;
Q —
тепловой поток, Вт;
l
— длина трубы, м;
t
— температура теплоносителя, °С;
t
вз — температура воздушной среды, °С; a н — коэффициент наружной теплоотдачи, Вт/м 2 · К;
d
н — наружный диаметр трубы, мм; l — коэффициент теплопроводности, Вт/м К;
d
в
—
внутренний диаметр трубы, мм; a вн — коэффициент внутренней теплоотдачи, Вт/м 2 · К;

Вы прекрасно понимаете, что расчет теплопроводности труб отопления – величина условно-относительная. В формулы вносятся усредненные параметры определенных показателей, которые могут, и отличаются от реально существующих.

Например, в результате проводимых экспериментов выяснено, что теплоотдача полипропиленовой трубы, расположенной горизонтально, чуть ниже, чем у стальных труб того же внутреннего диаметра, на 7-8%. Именно внутреннего, так как у полимерных труб толщина стенки немного больше.

Многие факторы влияют на итоговые цифры, полученные в таблицах и формулах, именно поэтому всегда делается сноска «примерная теплоотдача». Ведь в формулах не учитываются, например, теплопотери через ограждающие конструкции здания, выполненные из разных материалов. Для этого существуют соответствующие Таблицы поправок.

Тем не менее, воспользовавшись одним из методов определения теплоотдачи труб отопления, вы будете иметь общее представление о том, какие трубы и радиаторы отопления вам нужны для дома.

Удачи вам, строители своего теплого настоящего и будущего.

Возможные ошибки в установке

Во избежание каких-либо трудностей технического характера после установки, необходимо предусмотреть распространенные ошибки, которые часто допускаются в работе. Так, если установить батареи менее чем в 7 сантиметрах от поверхности пола, то в будущем мы столкнемся со сложностью не только проведения уборки под ними, но также с теплообменом в помещении. И напротив, если установить батареи выше, чем в 15 сантиметрах, то, скорее всего, будут иметь место значительные температурные перепады.

Помимо этого, отдача тепла может ухудшиться, если установить радиатор впритык к стене. Также не забываем, что не стоит закрывать самодельные радиаторы отопления из труб декоративными решетками – это приведет к снижению их мощности.

Замена батарей

Если радиаторы требуется заменить, то к работе желательно приступать в теплое время года. Дело в том, что отопление в этот период отключено, поэтому демонтаж/установку можно будет провести без каких-либо трудностей. Зачастую замена требуется в случае износа оборудования или, как вариант, если необходимо уменьшить кол-во секций. К слову, к замене подготавливаем не только батареи, но и поверхности стен, находящиеся за ними.

Обратите внимание! Шпаклюем, выравниваем и красим стены еще перед монтажом, так как после него, как уже отмечалось выше, сделать это не удастся. Видео – Замена радиаторов

Видео – Замена радиаторов

Сравнение видов батарей отопления — ищем лучший

Ранее мы делали обзор и сравнивали различные виды радиаторов отопления, тем самым выявляя их положительные и отрицательные стороны, в дополнение к этой статье советуем вам ознакомится с данной информацией

Инструкция по самостоятельному изготовлению регистров

Изготовить своими руками проще всего стальной теплообменник, хотя и его сборка потребует навыков по работе со сварочным и шлифовальным оборудованием и соблюдения определенных правил.

• Перед монтажом необходимо выполнить расчеты и чертеж, на котором будут указаны размеры труб и соединительных элементов, расположение арматуры и узлов подключения. Чертеж поможет точно подсчитать количество и параметры расходных материалов.
• Просвет между секциями берется 1,5D или D+0,5 см, где D – диаметр трубы. Расстояние между параллельными участками змеевикового регистра рассчитывается в зависимости от используемого дугового элемента или радиуса поворота (R) при использовании трубогиба. В первом случае расстояние равно удвоенной разнице высоты дугового элемента (F) и диаметра: 2(F-D). Во втором случае расстояние будет равно 2R-D. При меньшем расстоянии снижается теплоотдача.
• Так как при монтаже используется сварочное и шлифовальное оборудование, обязательно надеть защитную одежду и обувь, а лицо защитить специальной маской или очками.
• Для эффективной работы регистра необходима строгая параллельность его секций, проконтролировать этот параметр в ходе работ помогут уровень, отвес и строительный уголок.
• В верхней точке регистра, наиболее удаленной от подающей трубы устанавливают воздухоотводчик, позволяющий избавиться от воздушных пробок в контуре. При установке параллельного теплообменника с коллекторами воздухоотводчики ставятся в верхней точке каждого коллектора.
• Для закрепления регистра потребуются стойки и кронштейны. Чем массивнее конструкция, тем больше крепежных элементов потребуется.

Порядок работ

1. Производится уборка рабочего пространства.
2. Размечаются и нарезаются в соответствии с чертежом элементы регистра.
3. Внутренняя и внешняя поверхности труб, а также края отверстий очищаются от мусора и ржавчины стальной щеткой.
4. Заглушки очищаются от мусора и налета. В двух заглушках высверливаются отверстия для подключения к отопительному контуру.
5. Привариваются заглушки, перемычки и соединительные патрубки или коллекторы в соответствии с чертежом. Параллельность секций проверяется после присоединения каждого элемента.
6. Зачищаются сварные швы.
7. Проверяется герметичность получившегося регистра: выходное отверстие герметично закрывают, а через входное заливают воду под давлением. Если на швах появились даже маленькие капли, необходимо слить жидкость и дополнительно проварить шов.
8. При необходимости покрывают теплообменник термостойкой краской по металлу.
9. Закрепляют регистр на опорных и подвесных элементах.
10. Подключают к системе отопления.

Использование сшитого полиэтилена для теплого пола

Металлопластик очень удобен в качестве материала для трубопровода, который будет спрятан под вашим полом и должен будет греть ножки вам и вашей семье. Металлопластик многослоен, поэтому он не подвержен или в минимальной степени подвержен коррозии, служит больше пятидесяти лет, трубы имеют большой (от 50 до 500 метров) метраж, кроме того, они обладают малым линейным удлинением при нагревании.

Соединения бывают разъёмные, условно-разъёмные и неразъёмные. К разъёмным фитингам относятся резьбовые и цанговые фитинги; к условно разъёмным – компрессионные, а к неразъёмным – пресс-фитинги. Разумеется, необходимо покупать как сами трубы, так и фитинги только у надёжных и проверенных производителей.

Металлопластиковые трубы для пола имеют множество плюсов, но также у них есть некоторые недостатки. Эти минусы могут оказаться очень существенны, если вы не будете заранее предупреждены о них.

Итак, во-первых, из-за разного коэффициента расширения у полимера и у алюминия может произойти самопроизвольное расширение и/или трубы могут растрескаться (произойдёт явление, которое профессионалы называют расслоением труб). Во-вторых, если вы используете в монтаже резьбовые фитинги, то на их внутренней стороне возможна накипь. Поэтому лучше пользоваться исключительно пресс-фитингами (разумеется, когда это возможно).

Несмотря на ряд существенных недостатков, на сегодняшний день металлопластиковые трубы для нагрева пола – это лучший и наиболее используемый вариант для тех, кому важен уют, долгий срок эксплуатации изделия, а также собственная безопасность и безопасность его семьи. У них хорошая теплопроводность они имеют множественные плюсы.

Как правильно сварить регистр отопления

Сборка отдельных элементов конструкции воедино осуществляется посредством сваривания металла. Это можно сделать любым удобным для вас способом. Как правильно сварить регистр отопления? На самом деле все зависит от того, какой у вас сварочный аппарат:

• электродуговой (ручной, полуавтомат);
• газовый.

Самое широкое распространение имеют электродуговые ручные сварочные аппараты, так как они самые дешевые и простые. Таким аппаратом можно как соединять металлические детали, так и резать их. На больших деталях нужно прорезать отверстия для патрубков. Делать это надо возле края, отступив один диаметр патрубка. На средней секции будет четыре отверстия, на первой и крайней – по два.

Отверстия для соединительных патрубков

После этого на ровной горизонтальной поверхности выкладываем все элементы в одну конструкцию и делаем прихватки у основания патрубков. Нужно делать либо две прихватки по экватору патрубка, либо три равномерно по всей окружности, как в значке мерседеса. Если расположение прихваток будет неправильным, то деталь во время сваривания может повести. Убедившись в правильности геометрии регистра, можно переходит к свариванию.

Во время работы в плавильной ванночке нужно поддерживать высокую температуру, и распределять расплавившийся металл. Электрод постоянно должен двигаться по определённой траектории. Как сварить регистр отопления, самые простые траектории движения электрода:

• влево — вправо (ёлочка);
• вперед — назад (с наплывом).

Важнейший момент – это формирование корня шва на прихватке и выход из прихватки. Процесс выполняется с отрывом, так как сварщику нужно менять положение электрода. Хотя при должной сноровке можно варить и без отрыва. После того как шов остынет нужно молотком сбить шлам. Итак, осталось только заварить торцы заглушками, которые нужно предварительно вырезать из металла такой же толщины.

В итоге у нас получилась заготовка, в которой в дальнейшем будут вырезаны отверстия для подачи и обратки, а также воздухоотводчика. Воздухоотводчик, тот же кран Маевского, выводит воздушные карманы, которые уменьшают КПД теплообменника. Также можете более подробно прочитать про воздух в системе обогрева. Подключение регистров к системе отопления – это последний этап, после которого можно проводить гидравлическую проверку и вводить оборудование в эксплуатацию.

Помимо этого данная заготовка может быть использована для изготовления регистра с электрическим тэном. В нижнем торце вырезается отверстие для тэна, а в верхней части устанавливается расширительный бак открытого типа.

Технология сварки

Чисто технологически соединение стальных элементов производится или электро-, или газовой сваркой, где технология практически одинаковая

При сварке регистров обратите внимание, что в змеевиковых конструкциях стыки — вертикальные швы, а в секционных и вертикальные, и горизонтальные. Проще варить последние, потому что они располагаются в плоскости стола

К технологии сварки горизонтальных швов (секция + перемычка) предъявляются следующие требования:

1. Прихватку можно проводить в одной или двух точках, выставляя перемычку по вертикали. Две точки располагаются симметрично относительно оси установки перемычки.
2. Стык, соединённый одной точкой прихватки, варится сразу же, но начинать процесс надо с противоположной стороны прихватки.
3. Стык, соединённый двумя точками прихватки, варится от первой точки.
4. Вертикальные швы в регистрах — соединение основных труб с заглушками и отводами 90°. К швам этого типа следующие требования:
5. Если толщина трубы до 3 мм, то стык обваривается одним проходом электродом 2,5 мм.
6. Если толщина превышает 4 мм, то сварка проводится в два прохода: коренным швом, а сверху облицовочным валиком.
7. При соединении труб диаметром более 60 мм сварка производится участками по всему периметру стыка.

Есть общие правила сварки, в которых обозначаются чисто технологические приёмы. К примеру, на начало шва обязательно наваривается его конец, образуя «замок». Если сварка производится двумя швами, то второй ведётся в противоположном направлении первого.

Есть несколько параметров сварки, на которые надо обратить внимание, проводя сварочные работы. Это диаметр электрода, который выбирается в зависимости от толщины свариваемых стальных заготовок, это сила тока, подаваемого на электрод от сварочного аппарата, полярность и напряжение сварочной дуги

Соотношение толщины металла к диаметру электрода

Сила тока выбирается в зависимости от диаметра выбранного электрода. Зависимость такая: I=Kd, где К — коэффициент соотношения с диаметром электрода.

Производим расчёт

Формула, по которой считается теплоотдача следующая:

Q = K*F*dT, где

• К – коэффициент теплопроводности стали;
• Q – коэффициент теплоотдачи, Вт;
• F – площадь участка трубы, для которого производится расчёт, м 2 dT – величина напора температуры (сумма первичной и конечной температур с учётом комнатной температуры), ° C.

Коэффициент теплопроводности K выбирается с учётом площади изделия. Зависит его величина и от количества ниток, проложенных в помещениях. В среднем величина коэффициента лежит в пределах 8-12,5.

dT называется также температурным напором. Чтобы параметр высчитать, нужно сложить температуру, которая была на выходе из котла, с температурой, которая зафиксирована на входе в котёл. Полученное значение умножается на 0,5 (или делится на 2). Из этого значения вычитается комнатная температура.

dT = (0,5*(T 1 + T 2)) — T к

Если стальная труба изолирована, то полученное значение умножается на КПД теплоизоляционного материала. Он отражает процент тепла, который был отдан при прохождении теплоносителя.

Разновидности отопительных регистров

Отопительные регистры представляют собой группу трубопроводов, расположенных параллельно друг другу и сообщающихся между собой. Они могут отличаться по материалу, по форме и конструктивному исполнению.

Материалы для изготовления

Чаще всего регистры отопления изготавливаются из гладких стальных труб по ГОСТ 3262-75 или ГОСТ 10704-91. Применение электросварных труб предпочтительнее из-за способности выдерживать более высокое давление. Тем не менее, на практике довольно распространены также водогазопроводные трубы, которые эксплуатируются не менее успешно. Такие отопительные приборы спокойно выдерживают всевозможные механические повреждения и нагрузки, а также работу с любым теплоносителем.

Существуют еще модели из нержавеющей стали. Их устанавливают в помещениях с повышенными требованиями к эстетичности и долговечности. В связи с повышенной стоимостью применение регистров из нержавеющей стали наиболее оправдано в ванных комнатах. Высокая стойкость к коррозии и разнообразие конфигураций полотенцесушителей из нержавеющей стали позволяют применять их даже в самых современных интерьерах санузлов.

Более эффективными с точки зрения теплоотдачи являются алюминиевые и биметаллические регистры. Они отличаются легкостью и эстетичностью, прекрасно работают в системах индивидуального отопления с хорошо организованной водоподготовкой. В остальных случаях низкое качество теплоносителя приводит к быстрому выходу приборов из строя.

Иногда можно встретить регистры из меди. Обычно их применяют в системах, где основная разводка медная. С ними удобно работать, они весьма симпатичны и долговечны. Кроме того, теплопроводность меди примерно в 8 раз выше, чем стали, что позволяет значительно уменьшить размер нагревательной поверхности. Общий недостаток всех приборов из цветных металлов – чувствительность к условиям эксплуатации – ограничивает сферу применения медных регистров.

Конструктивное исполнение

Наиболее характерные конструкции традиционных стальных регистров можно разделить на 2 типа:

• Секционные;
• Змеевиковые.

Для первого свойственно горизонтальное расположение трубопроводов и применение вертикальных узких перемычек между ними. Второй предусматривает использование прямых и дугообразных элементов одного диаметра, которые соединяются змейкой с помощью сварки. При использовании нержавейки или цветных металлов трубы просто изгибаются для придания требуемой конфигурации.

Существует три варианта исполнения присоединительных патрубков:

• Резьбовой;
• Фланцевый;
• Под сварку.

Они могут располагаться как с одной стороны прибора, так и с разных. Выход теплоносителя предусматривается под подачей или по диагонали от нее. Иногда встречается нижнее подключение магистралей, но в этом случае существенно снижается теплоотдача.

В секционных регистрах выделяют 2 вида соединений в зависимости от способа расстановки перемычек:

• «Нитка»;
• «Колонка».

Регистры из гладких труб могут использоваться как регистры основной системы отопления или как отдельные обогреватели. Для автономной работы внутрь прибора устанавливается ТЭН необходимой мощности и выполняется подключение к сети. В качестве теплоносителя для переносных электрических регистров из стали часто используют антифриз или масло, т.к. оно не замерзает при хранении либо аварийном отключении электроэнергии.

При использовании отдельно от общей системы отопления обязательно дополнительное размещение расширительного бачка в верхней части прибора. Это позволяет избежать повышения давления вследствие увеличения объема при нагреве. Размер емкости подбирается, исходя из возможности вместить около 10 % общего количества жидкости в нагревателе.

Для автономного использования регистра из стальных труб к нему привариваются ножки высотой 200 – 250 мм. Если же прибор является частью контура отопления, его перемещение не планируется и стены достаточно крепкие, то используется стационарное крепление с помощью кронштейнов. Иногда для очень массивных регистров применяют комбинированный вариант установки, т.е. прибор ставится на стойки и дополнительно фиксируется на стене.

Технические характеристики

Технические требования к отопительным приборам, в том числе и к трубчатым радиаторам нормируются ГОСТ 31311-2005. Согласно этому стандарту для их изготовления должны применяться трубы по ГОСТ 3262, ГОСТ 8734, ГОСТ 10705, ГОСТ 10706 с толщиной стенки не меньше 1,25 мм. При этом полотенцесушители разрешается производить из углеродистой стали со стенкой не меньше 3 мм, нержавеющей стали, а также латуни (медно-цинковых сплавов) по ГОСТ 15527.

Допускается использовать и другие материалы, если отопительные приборы будут соответствовать всем положениям стандарта и иметь необходимые характеристики прочности. Конструкция приборов не нормируется и остается на усмотрение производителя при соблюдении основных требований. Это дает полную свободу для творчества и позволяет создавать уникальные дизайнерские конфигурации трубчатых радиаторов, что значительно расширяет сферу их применения.

*

Характеристики регистров отопления из гладких труб зависят от выбранного материала, размера и конфигурации. Они определяются по специальным формулам, таблицам или материалам производителя.

Рассмотрим основные параметры обычных стальных регистров. Для них характерно применение труб большого диаметра, преимущественно в диапазоне 32 – 219 мм. Они выдерживают рабочее давление до 100 Па (10 кгс/м²). Теплоносителем могут быть как разнообразные жидкости – вода, антифриз, масло – так и пар высокой температуры.

Имея подробный чертеж, регистр из гладких стальных труб может изготовить своими руками любой мастер с навыками выполнения сварочных работ. Для этого достаточно найти исходный материал, сварочный аппарат и угловую шлифмашинку. Можно также заказать регистр на заводе по индивидуальным чертежам.

Важно! Необходимо выдерживать не только длину, диаметр и количество труб, но и расстояние между ними. Слишком близкое расположение существенно снижает теплоотдачу прибора из-за взаимного влияния элементов. Если же расстояние сделать слишком большим, то высота прибора может выйти огромной и не удобной в установке и использовании. Оптимальным шагом расположения рядов отопительного регистра считается 1,5 радиуса, но не менее 50 мм.

Для получения наилучших результатов все параметры необходимо определять на основании теплотехнических расчетов, исходя из требуемой теплоотдачи и особенностей помещения. Без грамотного расчета даже хорошо сделанный регистр может не справиться с обогревом имеющейся площади.

Способы монтажа: сварка или резьба?

Самой большой проблемой при проведении монтажных работ по сборке и установке регистров отопления являются сварочные работы. Отопительные приборы собирают из отдельных деталей вне помещения, а потом уже из подготовленных заготовок производят монтаж системы отопления с помощью газосварки. Сварные швы можно заменить резьбовыми соединениями, которые по прочности и долговечности уступают им, но при соблюдении технологии проведения работ и использовании современных материалов могут обеспечить продолжительную эксплуатацию отопительного оборудования.

Регистр отопления в гараже или на складе является самостоятельным прибором, позволяющим обогреть помещение технического назначения с помощью электричества

Применение теплоизоляционных материалов

Наверное, первое, что приходит в голову при необходимости сохранить максимум тепла внутри трубы – это обмотать ее теплоизоляционным материалом. В конце прошлого века для этих целей применяли утеплитель из стекловолокна с дополнительной обмоткой негорючей тканью (данный способ рекомендован нормативной базой). Еще чуть раньше активно использовались растворы гипса или цемента, то есть теплоизоляция получалась твердой. В действительности же нерадивые сантехники нередко просто обматывали трубы старой ветошью, в надежде, что никто не проконтролирует.

Обилие современных материалов, например накладки на трубы из пенопласта, разрезные полиэтиленовые оболочки, минеральная вата и прочие, позволяет выполнить теплоизоляцию отопительных труб намного более качественно. И в новостройках такие материалы с успехом применяются. Тем не менее, отсталость ЖЕКов зачастую приводит к тому, что трубы по старинке обматывают тряпьем.

Классические конструкции регистров отопления

Вариант #1 — горизонтальный регистр

Чаще всего при изготовлении регистра отопления соединяют две-три параллельные трубы, уложенные в горизонтальном направлении. Расстояние между соседними секциями в регистре должно обязательно быть больше диаметра на 50 мм. Пользуются популярностью и змеевиковые конструкции регистров, подразделяющиеся на несколько видов в зависимости от способа подключения приборов к системе отопления.

Регистры отопления змеевикового типа: L — длина отопительного прибора, D — диаметр трубы, h — расстояние между трубами (больше диаметра на 50 мм)

Длина отопительных приборов выбирается в соответствии габаритам комнаты или помещения, в котором планируется производить монтаж системы отопления. Помимо перечисленных видов конструкций регистров отопления еще бывают:

• однотрубные изделия;
• четырехтрубные приборы;
• пятитрубные модели и т.д.

Количество труб, используемых в одном регистре отопления, зависит от площади обогреваемого помещения, качества теплоизоляции объекта, наличия иных источников тепла в помещении и др. Перебирая возможные диаметры труб, высчитывают оптимальные размеры изделий, при которых в отапливаемом помещении будет поддерживаться оптимальный температурный режим.

Горизонтальные регистры отопления из гладких труб используют при нижней разводке трубопровода. При этом изделия аккуратно располагают по периметру помещения ближе к поверхности пола. В жилом доме трубы идут под окнами. В производственных помещениях расположение отопительных приборов зависит от высоты потолков, особенностей планировки объекта и размещения промышленного оборудования.

Регистры отопления успешно обогревают социальные объекты. Уход за такими отопительными приборами намного проще, чем за чугунными батареями

Вариант #2 — вертикальные регистры

При проведении перепланировки квартир и расширении их жилой площади за счет балконов и лоджий приходится демонтировать батареи, установленные застройщиком при сдаче объекта. При этом демонтированные радиаторы заменяются вертикальными регистрами отопления, сваренными из большого количества круглых труб небольшого диаметра. Данные отопительные приборы размещают в простенке, расположенном рядом с оконным проемом.

При необходимости вертикальные регистры отопления закрывают декоративными решетками, которые превращают обязательный элемент системы отопления в предмет декора интерьера. Замаскировать место нахождения «связки» параллельных труб можно с помощью зеркал, цветного стекла, мозаики, кованой решетки, а также путем размещения полок, вешалок, шкафчиков и других полезных предметов не громоздкой мебели.

Обеспечить движение теплоносителя в вертикальном регистре, установленном в автономной системе отопления частного дома, можно с помощью циркуляционного насоса. Горизонтальные регистры используются и при естественной циркуляции теплоносителя, если их монтаж ведется с небольшим уклоном (достаточно 0,05%).

Преимущества и недостатки

Регистры отопления из гладких труб имеют массу преимуществ:

• Для помещений большой площади являются одним из лучших вариантов отопительных приборов. За счет значительной протяженности они обеспечивают равномерный прогрев и создают комфортные условия. Обогрев получается не локальным, а обширным.
• Гидравлическое сопротивление очень маленькое по сравнению с чугунными или стальными радиаторами. Это позволяет заметно уменьшить потери давления в системе, а соответственно и затраты на перекачку теплоносителя. Эта же особенность дает возможность применять для больших помещений открытую систему отопления с естественной циркуляцией.
• Прямые участки труб больших диаметров менее подвержены заиливанию и зарастанию в отличие от радиаторов сложной формы. Поэтому регистры отопления практически не нуждаются в промывке.
• Простая конструкция может быть изготовлена своими руками из доступных материалов с получением существенной экономии.
• Срок службы достаточно большой, минимум 25 лет. Степень надежности зависит в основном от качества сварных швов.
• Гладкая поверхность обеспечивает удобство очистки. Эта особенность позволяет использовать регистры в помещениях с повышенными санитарными нормами.
• Удобны для сушки полотенца, белья и одежды.

*

К недостаткам регистров из гладких труб можно отнести:

• Малая поверхность нагрева на единицу длины, что заставляет применять приборы больших габаритов;
• Большая металлоемкость;
• Большие диаметры заставляют использовать большой объем теплоносителя, что делает систему очень инерционной и трудно регулируемой;
• Непривлекательный внешний вид бюджетных моделей и огромная цена нестандартных дизайнерских конфигураций.

Как установить регистр отопления

Установить регистр отопления может каждый хозяин без привлечения к работам мастера. Чтобы упростить сборочные операции, предварительно необходимо подготовить каждый из элементов отопительной системы согласно проекту.

Одно из главных предъявляемых требований – качественное соединение регистра с трубопроводами. Оно должно выдерживать максимально допустимую нагрузку – 10 МПа. Если стыковка производится посредством сварки, нужно следить за качеством швов.

Регистры рекомендуется размещать вдоль одной стены. При этом необходим минимальный уклон по направлению движения теплоносителя – до 0.05% от длины прибора.

Располагать регистры отопления необходимо поближе к половой поверхности. Чем больше диаметр основной трубы, тем меньше будет сопротивление для циркулирующего теплоносителя.

Эффективность прибора зависит от большого числа факторов, среди которых площадь нагрева, прямо пропорциональная длине и диаметру труб. Наибольшее распространение в быту получили модели со следующими характеристиками:

• Рекомендуемый диаметр труб – от 25 до 160 мм
• Соединительные перемычки у секционных моделей – от 30 мм
• Расстояние между основными трубами – от 50 мм
• Максимальное давление – 10 МПа
• Материал – высокоуглеродистая сталь

Изготавливаем регистр своими руками

Каждый, кто умеет работать со сварочным аппаратом, способен изготовить регистр отопления самостоятельно. Несложную конструкцию можно будет наполнить антифризом или маслом.

Вводное видео по изготовлению

Чтобы сделать отопительный прибор своими руками, рекомендуется следовать инструкции:

1. Нужно подготовить трубы подходящих диаметров и нарезать заготовки
2. Внутренняя часть трубы проверяется и при необходимости зачищается, чтоб снизить и без того высокое сопротивление для циркулирующего теплоносителя
3. С торцов привариваются заглушки, в некоторых из них высверливаются отверстия

Трубками меньшего диаметра (вертикальные) соединяются более толстые (горизонтальные) Необходимо смонтировать краны для удаления воздуха, который будет скапливаться с краев Все швы аккуратно и качественно зачищаются, поверхность окрашивают масляными красками

В переносных конструкциях необходимо установить нагревательный тэн мощностью от 1.5 до 6 Вт, который будет работать от обычной розетки. Если система работает от отопительного котла, эффективность регистров можно увеличить за счет установки мощного циркуляционного насоса.

Рассчитываем отдачу для 1 м. изделия

Посчитать теплоотдачу 1 м. трубы, выполненной из стали, просто. У нас есть формула, осталось подставить значения.

Q = 0,047*10*60 = 28 Вт.

• К = 0.047, коэффициент теплоотдачи;
• F = 10 м 2 , площадь трубы;
• dT = 60° С, температурный напор.

Об этом стоит помнить

Хотите сделать систему отопления грамотно? Не стоит подбирать трубы на глазок. Расчёты теплоотдачи помогут оптимизировать траты на строительство. При этом можно получить хорошую отопительную систему, которая прослужит долгие годы.

Теплопроводность стали достаточно высока – это закон физики, и спорить с ним нельзя. Зато можно обратить это свойство металла на пользу. Именно такая теплоотдача позволяет использовать сталь в производстве различных приспособлений для обогрева помещений.