Регистри за отопление: видове конструкции, изчисляване на параметри, особености при монтажа

Съществува огромно количество различни по конструкция и материал на изработка батерии за системи за отопление на жилищни и нежилищни помещения. Но отоплителните регистри сред тях се отличават с високата си ефективност на топлоотдаване и простотата на самостоятелно сглобяване.

Външно и конструктивно тези топлообменни уреди напомнят обикновените серпентини на сушилните за кърпи, но по размери те значително превъзхождат аналозите за бани.

В представената от нас статия подробно са разгледани видовете отоплителни регистри, а също така ще разгледаме особеностите на монтажа на подобно оборудване.

Разновидности на отоплителни регистри от тръби

Отоплителният регистър е класически топлообменник «вода-въздух». В повечето случаи той се изпълнява от гладкостенна метална тръба. Последната бива единична или под формата на ред от няколко участъка тръбопровод, разположени хоризонтално един над друг. При това се срещат отделни конструкции с оребряване.

Отоплителният уред, изработен само от гладкостенна тръба, е по-лесен за почистване при редовно пречистване. На него няма пластинчати ребра или тесни места, които са трудни за избърсване с кърпа. В резултат на това на такъв регистър не се образуват «колонии» от прах и мръсотия. В това отношение той значително печели пред широко разпространените в момента панелно-секционни радиатори.

Обикновено отоплителните регистри се инсталират в гаражи, складове, работилници, болници и училища – т.е. в помещения, където има повишени изисквания за противопожарна и санитарна безопасност.

По ефективност на отдаване на топлинна енергия и разходи за отопление тръбният регистър не отстъпва на обикновените батерии, а често ги превъзхожда. Общата площ на повърхността за топлопредаване и в двата случая е приблизително еднаква, само че в разглеждания уред топлоносителят тече по широк канал.

Хидравличното съпротивление в тази ситуация се получава много по-ниско от това в стандартния радиатор от няколко панелни секции. А това пряко се отразява на разходите за енергия за прокачване на водата по подобен отоплителен кръг.

Видове по форма на конструкцията

Външно отоплителният регистър изглежда не твърде елегантно. Зато пък той е евтин и прост за изработка. А ако се положат малко усилия, такъв нагревател-топлообменник може да се впише в интериора дори на жилищна стая.

В българските селски къщи доскоро подобен вариант на отоплителна система се използваше почти навсякъде. По съветско време панелно-секционни радиатори не се продаваха, но широка тръба не беше толкова трудно да се намери.

А след това беше необходим само заваръчен апарат. Полученият тръбен нагревател се свързва с водния топлообменник вътре в дървената пещ чрез заваряване елементарно и бързо. Повече подробности за технологията за подмяна на батерии чрез газово заваряване прочетете тук.

Колкото по-близо до края са разположени вертикалните тръбопроводи в секционния регистър, толкова по-висока е топлоотдачата на уреда – водата в краищата на хоризонталните тръби се обновява по-бавно, отколкото в участъците с директен ток на топлоносителя.

Всички видове отоплителни регистри се делят на две групи:

1. Секционни.
2. Змеевици (S-образни).

В първия случай хоризонталните тръби се свързват помежду си с напречни тръбопроводи с по-малко сечение, а във втория – с дъги със същия диаметър.

И двата варианта предполагат големи обеми заваръчни работи. Змеевиковият уред може да се изработи и чрез огъване на една тръба. Но не всяко тръбно изделие с голям диаметър от стомана може да се огъне по този начин. Много по-лесно е да се вземат готови дъги и да се заварят към хоризонталните сегменти на регистъра.

В уреда със свързване «нишка» (тръбопроводите са разположени последователно отдясно/отляво) няма зони със студен топлоносител, водата тук преминава постепенно през всички тръби.

При свързване на хоризонталните участъци на секционния регистър чрез съединение «колонка» напречните тръбопроводи се заваряват от двата края. Циркулацията на топлоносителя в такъв отоплителен уред протича по паралелна схема. В резултат на това отделни зони в него могат да не получават достатъчно топлина. Горещата вода просто се стича в долния сегмент, преди да стигне до далечния край.

В «нишката», където топлоносителят преминава през всички участъци на регистъра, подобни проблеми не възникват. В това отношение този регистър до голяма степен наподобява змеевик. Само че водата в него се движи от входа до изхода на батерията по тръби с различно сечение.

Змеевиците могат да имат няколко огъвания, в този случай за усилване на конструкцията на редица места често се правят напречни вложки от ъгълче или дебел прът.

Ако няма готови дъги за S-образния регистър под ръка, тогава е по-добре самостоятелно да се изработи секционен уред. Да се огъне точно тръба с голямо сечение, без да се разполага със специално оборудване, е изключително трудно. На практика единственият вариант е да се нагрее металът с газово заваряване и внимателно да се огъне. Но тук има риск от загуба на здравина на стените на тръбата.

Към секционния вид се отнася и регистър с чифт странични колектори. Те се изработват от тръба със същия диаметър като основните участъци, изпълнявайки ролята на напречни тръбопроводи. Водата в този случай се движи не отгоре надолу, а отляво надясно (или обратно).

Варианти по материал на изработка

Най-често домашните майстори изработват отоплителни регистри със собствените си ръце от стоманени тръби. Основните предимства на този вариант са ниската цена, достъпността на материала и относителната лекота на заваряване.

Освен от кръгла тръба, отоплителният регистър може да се изработи и от нейния профилиран аналог – хидравличното съпротивление ще бъде малко по-различно, но не повече от това.

В заводски условия регистрите се произвеждат от:

• стомана;
• алуминий;
• от мед;
• от чугун.

По топлоотдаване и дълготрайност води медният вариант. Но при големи размери такъв нагревател ще струва доста пари. Алуминиевият уред му отстъпва по показатели на топлопроводимост, но струва значително по-евтино.

Най-разпространеният и евтин вид отоплителни регистри е стоманеният. Той обаче е и най-неефективният вариант по отношение на преноса на топлина от вода към въздух от всички продавани в магазините за топлотехника.

Коефициентът на топлопроводимост на различните стомани варира в границите 45–48 Вт/(м*К). При чугуна той е около 60, при алуминия 200–240, а при медта около 400 Вт/(м*К). Стоманата отстъпва на всички тях по този технически параметър.

При избора на стоманени тръби трябва да се дава предпочитание на изделия от въглеродна стомана, тъй като те са най-здрави и устойчиви на високи температури.

Чугунът и алуминият обикновено се използват само при заводско изработване на регистри. Самостоятелно, в домашни условия, тези метали са твърде трудни за заваряване. Същото се отнася и за неръждаемата или поцинкованата стомана, затова е по-добре да не се използват тръби от тези материали. Те са по-трудни за заваряване, а топлоотдаването им е по-ниско в сравнение с обикновения черен аналог.

При наличие на опит в заваряването на медни повърхности, изработването на регистър от подобни тръби не е твърде проблематично. Заради високите показатели на топлопреминаване те могат да се вземат с по-малък диаметър, отколкото при избора на стоманен вариант. Така отоплителният уред ще струва по-евтино.

Въпреки това медта има сериозен недостатък – необходимост от неутрален и чист топлоносител. Ако в отоплителната система циркулира „мръсна“ вода с примеси, то за дълъг срок на експлоатация на такава батерия може да се забрави.

Подобен проблем също често се наблюдава поради присъствието в системата на елементи от метали, несъвместими с медта. Ако не се предвидят цял ред предпазни мерки, поради електрохимична корозия подобен регистър ще издържи за кратко.

Уреди с вграден нагревателен елемент

Стандартният вариант на регистър предполага свързването му към отоплителните тръби на централизирана система или с котел за загряване на вода. Но съществуват и напълно автономни уреди. В една от долните тръби в тях се вгражда нагревателен елемент, захранван от електрическата мрежа 220 V.

По конструкция и принцип на действие, ТЕН в регистъра представлява обикновен електрически нагревател за вода, работещ от типов еднофазен контакт.

Мощността на нагревателния елемент за вода може да варира в границите 1–6 kW в зависимост от вътрешния обем на топлообменника. Такъв отоплителен уред често се комплектова с циркулационна помпа, за да може топлоносителят да достига до всички негови участъци.

Подобен автономен регистър често се използва като допълнителен източник на топлина, който се включва само при силни студове. При не твърде ниски температури навън отоплението на помещението се осъществява от общата отоплителна система. Освен вода, в електрическия регистър е възможно да се налее антифриз.

На нашия уебсайт има статия, в която подробно сме описали особеностите при избора и тънкостите при свързване на ТЕНОве за отоплителни радиатори. Повече – преминете по линка.

Изчисляване на конструкцията на нагревателя

Първоначално е необходимо да се изчисли необходимата топлинна мощност за конкретното помещение.

По правилата, такова топлотехническо изчисление трябва да се прави, като се вземат предвид:

• площта и ориентацията на външните стени (в южно слънчево направление или не);
• кубатурата на отопляемото помещение;
• нивото на максимално възможните отрицателни температури в региона;
• степента на топлоизолация на стените, излизащи навън;
• наличието отдолу и/или отгоре на друго отопляемо помещение;
• броя, квадратурата и вида на инсталираните прозорци;
• наличието/отсъствието на врати, отварящи се директно навън.

Строителните норми препоръчват дори да се вземе предвид преобладаващата роза на ветровете през зимата. От наветрената страна на стената топлинните загуби през зимния период ще бъдат съзнателно по-високи.

Опростено, за помещение с височина на таваните около 2,7 метра необходимата топлинна мощност се изчислява чрез умножаване на площта на стаята по 100 W.

Ако таваните в помещението са на ниво 3 метра и повече, то за опростено изчисление трябва да се умножи кубатурата на отопляемото пространство по 34 или 41 W. Първият коефициент се взема за тухлени сгради, а вторият – за сгради от стоманобетон.

Да се умножат няколко числа не е сложно. Но трябва ясно да си даваме сметка, че подобни условни изчисления могат да бъдат много далеч от реалните цифри, тъй като нюансите тук са не малко.

Най-оптималният изход е да се поръча необходимото изчисление при специалист, който ще вземе предвид всички параметри на помещението. Топлинните загуби стават през стени, прозорци, под, таван и дори вентилация. За получаване на точни цифри трябва да се вземе предвид всичко без изключение.

След това трябва да се изчислят размерите на тръбите за отоплителния регистър. За целта трябва да се използва формулата:

Q= K* St*dt

буквени обозначения:

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

Съответно, знаейки Q и dt, остава само да се подберат диаметърът на тръбата и нейната обща дължина. След това, в зависимост от конструкцията на регистъра, този тръбопровод може да бъде разделен на няколко отсечки, които впоследствие ще бъдат свързани с напречни елементи. Топлоотдаването от последните, за да не се усложняват изчисленията, е по-добре да не се взема предвид.

Стойността dt от своя страна се изчислява въз основа на необходимата температура в помещението (Тв) и стойностите й в подаването (Тп) и връщането (То) – общо dt=(Тп+То)/2-Тв

При свързване на тръбите на змиевидна форма всеки следващ хоризонтален сегмент получава приблизително 10% по-малко топлинна енергия от разположения отгоре. Всеки такъв отсек на регистровия тръбопровод трябва да се разглежда като отделна батерия. А топлоносителят при движението си през тях постепенно и неизбежно се охлажда, топлината отива в помещението.

Още един параметър – разстоянието между хоризонталните секции (основните тръби), което отразява височината на отделния патрубок. Ако тази междина се направи твърде малка, то топлинните потоци отгоре и отдолу ще започнат да се припокриват, оказвайки негативно влияние един на друг.

Тази стойност трябва да се подбира така, че да бъде малко по-голяма от диаметъра на тръбата. Тогава ефективността на регистъра ще бъде максимално възможна.

С по-подробни изчисления на мощността на отоплителните батерии и тяхното количество може да се прочете тук.

Особености при извършване на монтажа

Нищо особено сложно в инсталирането на отоплителен регистър няма. Затруднения са възможни само при заваряването му от отделни тръби. Ако няма голям опит в извършването на заваръчни работи, по-добре първо да се упражнява. При покупка на готово устройство от заводско производство проблеми с монтажа изобщо не би трябвало да възникнат.

Окачването на стените на тръбния регистър се извършва с помощта на мощни скоби (куки). Ако се поставя на пода, то ще са достатъчни и железни крачета. Важно е да се помни, че разглежданият нагревател от стомана тежи доста много. Плюс още се добавя теглото на водата вътре, затова крепежните елементи и подложките трябва да бъдат изключително надеждни.

Краищата на тръбата-секция се затварят със специални сферични капачки или се заваряват с помощта на малки стоманени кръгчета, изрязани от ламарина. Шуцерите с външна резба за монтиране на крана за изпускане на въздух и свързване към отоплителната система се врязват директно в стените на тръбата или в крайната пластина.

Повърхността на създадената от стомана батерия си струва да се покрие с термоустойчива боя. Благодарение на нея уредът не само ще стане визуално по-естетичен, но и ще придобие допълнителна антикорозионна защита.

Подробна инструкция за създаване на отоплителни регистри със собствени ръце може да се прочете в този материал.

Изводи и полезно видео по темата

Събраните по-долу видеоматериали ще Ви помогнат да се ориентирате във всички нюанси на изчисленията на отоплителния регистър и неговия монтаж в помещението.

Технология за изработване на регистър от профилна правоъгълна тръба:

Предимства и изчисляване на мощността на отоплителния регистър:

Ако се изисква да се отопли голямо по обем помещение, то регистър от гладкостенни стоманени тръби подхожда идеално за това. При наличие на умения за заваръчни работи, да се сглоби такъв домашен радиатор със собствени ръце не е трудно. Трябва само точно да се изчислят параметрите на този уред и правилно да се подберат тръбни изделия за него.

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