Калькуляторы расчета параметров регистра отопления

Традиционными приборами теплообмена, устанавливаемыми в жилых помещениях, являются радиаторы отопления. Однако, нередко можно встретить картину, когда хозяева, по всей видимости – из соображений экономии, предпочитают обойтись самодельными регистрами, то есть каскадно сваренными отрезками труб большого диаметра. Такой подход обычно широко применяется в хозяйственных или подсобных постройках и помещениях, но при аккуратной сборе и покраске регистры вполне могут вписаться и в интерьер жилой комнаты.

Однако, экономия при таком подходе – далеко не очевидна: по сути, любой регистр по своим возможностям теплоотдачи обычно проигрывает намного более компактным и аккуратным внешне радиаторам. Во всяком случае, ждать каких-либо чудес от его установки – не приходится. А коли так, то планировать установку подобных отопительных приборов следует только после проведенных расчетов и сравнительного анализа стоимости и эффективности. А помогут нам в этом вопросе калькуляторы расчета параметров регистра отопления.

Предлагается такой алгоритм проведения вычислений:

• Вначале на первом калькуляторе определяется количество теплопотерь, требующих компенсации за счет системы отопления. Одним словом – вычисляется потребная тепловая мощность для конкретной комнаты.
• Располагая значением требуемой мощности, на втором калькуляторе можно быстро и точно «спроектировать» регистр отопления с искомой теплоотдачей – то есть определить его длину, количество секций и диаметр (сечение) используемых для изготовления труб.

Цены на медные трубы

медные трубы

Чуть ниже, под самими калькуляторами, будут приведены необходимые пояснения по проведению расчетов.

Калькуляторы расчета параметров регистра отопления

Калькулятор расчета необходимой тепловой мощности для обогрева помещения

Калькулятор для подбора оптимальных параметров регистра отопления

Пояснения по проведению расчетов

1. По расчету тепловой мощности

Алгоритм строится на учете тех специфических особенностей помещения, которые влияют на количество тепловых потерь из него:

• Площадь помещения и уровень высоты потолка предопределят примерный объем комнаты.
• Следующий пункт – количество стен, выходящих на улицу. Чем больше внешних стен, тем весомее теплопотери через них – в программу расчета будет внесена соответствующая поправка.
• Специфические данные – куда смотрят внешние стены по отношению к сторонам света и к преобладающим зимою ветрам. Кажется, что это мелочь, но для достоверности картины и ее учесть не мешает. Понятно, стена что на северной стороне, то есть никогда не видящая Солнца, или же почти всегда обращённая к морозному ветру, будет выхолаживаться значительно быстрее.
• Следующий пункт – это минимальные температуры, характерные для региона в самую холодную декаду года. Подчеркиваньем – НЕ аномальные морозы, а тот минимум, который является для ваших климатических условий нормой.
• Следующие поле ввода отражает степень термоизолированности помещения и предлагает оценить степень утепленность внешних стен. Полностью утепленной можно считать лишь ту, термоизоляционные работы на которой проведены в полном объеме на основании проведенных теплотехнических расчетов. Совсем не утепленных стен в жилых домах быть в принципе не должно – это может быть гараж, сарай и т.п., да и то хороший хозяин стремится и в таких постройках обеспечивать хотя бы минимальный уровень термоизоляции.
• Далее следует оценить «соседство» помещения по вертикали, то есть сверху и снизу. Утечки тепла через перекрытия и полы бывают весьма внушительными, так что игнорировать это обстоятельство – неразумно. Необходимо выбрать нужные пункты из выпадающих списков.
• Далее – окна. Потребуется внести их тип, количество и размеры. На основании этих данных программа расчета внесет необходимую поправку к конечному результату.
• И, наконец, в комнате может быть дверь, выходящая на улицу (в неотапливаемое помещение). Если дверью регулярно пользуются, то любое ее открытие сопровождается проникновением в комнату большой массы холодного воздуха, и это требует определенной «компенсации» за счет увеличения мощности обогрева.

Итоговый результат будет показан в ваттах и киловаттах. Значение записываем – и переходим к следующему калькулятору.

2. По подбору параметров регистра отопления

Да, именно по подбору, основываясь на проведённом расчете потребной тепловой мощности.

Дело в том, что в тех случаях, когда планируется изготовление и установка регистра отопления, хозяин уже, как правило, обладает какими-то исходными данными. Например, от точно знает, что в помещении можно выделить для установки регистра 4 метра по внешней стене — и не более, а вот с количеством параллельных секций особых ограничений нет. Другой пример – к самой идее изготовления регистра привело наличие в хозяйстве ненужных для других целей труб конкретного диаметра. Чтобы они зря не валялись, их пускают на изготовление прибора отопления.

Возможны иные исходные варианты – но всё равно калькулятор дает возможность очень быстро и точно «спроектировать» регистр.

Что указывается в полях ввода:

• Температурный режим системы отопления – средняя температура в трубе подачи и в «обратке». На основании этих параметров, с учетом температуры воздуха в помещении (она принята, для упрощения, стабильная, в +20°С), рассчитывается значение так называемого теплового напора, необходимого для дальнейших вычислений. Эти данные температуры при дальнейших расчетах можно будет не менять.
• А вот с размерными показателями регистра – вполне можно «поиграть». Имеется в виду, что можно попробовать изменять количество секций, длину регистра, диаметр или сечение труб, из которого прибор будет изготавливаться, так, чтобы итоговое значение при расчете было не меньше, чем полученное при работе с первым калькулятором.

Это – совсем не сложно, и на практике занимает буквально минуту-другую. Зато появляется возможность найти несколько приемлемых вариантов, например, из труб разного сечения – с разным количеством секций. Сравнив экономичность, степень сложности сборки, да и внешний вид этих вариантов, можно уже окончательно определиться с оптимальным для своих условий.

Регистры отопления – «за» и «против»

Не стоит слишком уж приписывать этим приборам «волшебные» качества по отоплению помещений. Скорее, наоборот, к их установке следует прибегать, когда имеются действительно веские основания. Подробнее об этом, а также о расчетах и изготовлении регистров отопления – в специальной публикации нашего портала.

Онлайн-калькулятор предназначен для расчёта характеристик и стоимости регистров отопления из гладких труб. С его помощью Вы можете рассчитать регистр отопления с нужными Вам параметрами, такими как: длина (без учёта входных/выходных патрубков), диаметр основной трубы, количество рядов (сегментов, секций), тип конструкции и торцевых заглушек. Дополнительные опции — грунтовка и покраска — влияют только на стоимость отопительного прибора и не учитываются в расчётах теплоотдачи и прочих характеристик. Вид патрубков не влияет вообще ни на что — они идут в качестве дополнительного бонуса.

Расчётные характеристики пересчитываются автоматически, “на лету”, при изменении входных параметров. Количество изделий, необходимое Вам, можно указать в «Корзине», при оформлении заказа.

На всякий случай: для выбора диаметра и толщины стенки трубы, нажмите на ячейку таблицы. Ячейки, доступные для выбора, подсвечены светло-зелёным цветом.

Для того, чтобы определить стоимость нестандартных регистров отопления, отправьте нам Ваши эскизы либо спецификации.

Опубликовано 28 Фев 2014Рубрика: Теплотехника | 82 комментария

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».

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 в Вт/(м²*К⁴) заносим

в ячейку D10: 0,00000005669

9. Значение ускорения свободного падения gв м/с² вписываем

в ячейку D11: 9,80665

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

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

Результаты расчетов:

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

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

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

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 dt 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 м²/с вычисляем

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

ν=0,0000000001192*t_в²+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_в²-0,00028085*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_в²+0,0000793717*t_в+0,0243834

17.Площадь теплоотдающих поверхностей труб регистра A в м² определяем

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

A=π*(D/1000)*L*N

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=*ε*A*((t_ст+273)⁴— (t_в+273)⁴)*0,93^(N-1)

19.Коэффициент теплоотдачи при излучении α_и в Вт/(м²*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/ν²

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/(м²*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 теплоотдачиαмежду наружными стенками регистра и воздухом, а коэффициент теплопередачиk, 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/α₁+s_ст/λ_ст+1/α)

Но так как:

α₁≈2000…3000 Вт/(м²*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

То:

1/α₁≈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!

Ссылка на скачивание файла: teplootdacha-registra-otopleniya (xls 28,5KB).

Другие статьи автора блога

На главную

—>

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

Содержание

• Расчет конструкции водяного регистраРасчет мощности регистра отопленияРасчет мощности электрических тэнМонтаж теплообменника

Мы сегодня не будем говорить о том, что такое регистры отопления и какие функции они выполняют. Мы сразу переходим к расчету регистров отопления. Как сделать регистр своими руками так, чтобы не пришлось переделывать? Во-первых, браться за дело прямыми руками. О том, как варить трубы отопления уже рассказывали. А во-вторых, составить грамотный расчет, ведь даже успешно выполненный теплообменник, может оказаться непригодным. Например, не хватит тепловой мощности. А теперь попробуем разобраться со всем этим, только уже с цифрами и на конкретных примерах.

Расчет конструкции водяного регистра

Регистр отопления

Чтобы сделать расчет регистров отопления, нужно точно определить каким требованиям они должны отвечать. Возможно – это будет просто самодельный радиатор, для отопления, а может – сушилка для вещей. Естественно, конструкции будут разные. Расположение отрезков труб в регистре водяного отопления:

• вертикальное;
• горизонтальное.

Первый вариант встречается крайне редко, в основном все делают регистры водяного отопления из нескольких параллельных отрезков, которые находятся в горизонтальной плоскости. Чтобы в регистре осуществлялась циркуляция, горизонтальные отрезки соединяются между собой переливными патрубками:

• одним;
• двумя.

Варианты конструкции регистров

Располагаются патрубки как можно ближе к торцам. Естественно, при наличии двух патрубков циркуляция теплоносителя будет отличаться. При этом врем пребывания воды в регистре уменьшиться, соответственно тепла она отдаст тоже меньше. Это нужно учитывать при планировке разводки труб в системе отопления с регистрами. В однотрубной системе отопления более эффективно будет работать регистр с двумя патрубками, так как до последнего теплообменника вода дойдет с меньшими теплопотерями. Мотете узнать больше о методах прокладки труб отопления.

Еще один вид соединения горизонтальных труб в регистре выполняется при помощи угловых муфт того же диаметра, которые привариваются к торцам. Поворот делается на 180 градусов, для этого две угловые муфты по 90 градусов свариваются между собой. В таком случае заглушки для регистров отопления будут не нужны. Такой метод соединения лучше всего подходит для гравитационных систем обогрева, где циркуляция осуществляется за счет силы притяжения.

Например, полотенцесушитель в ванной – это тоже регистр, хоть и стоит не в системе отопления, а горячего водоснабжения.

Перед тем как рассчитать регистры отопления нужно учитывать, что может отличаться подключение теплообменника к контуру. Подача теплоносителя может осуществляться:

• сверху;
• снизу.

Отопительные регистры батареи с верхней подачей встречаются гораздо чаще, чем с нижней. При этом размещение патрубков подачи и обратки также может быть разным:

• на одном торце;
• на разных торцах.

Самым выгодной схемой подключения теплообменника к контуру считается та, в которой подача осуществляется сверху, а обратка выходит внизу противоположного торца. Гост на регистры отопления регламентирует не его конструкцию, а технические характеристики труб, из которых он сделан.

Хотите узнать о расходе газа на отопление дома. Сколько потребуется кубов на отопительный сезон?

О том как отопить дом без газа читайте здесь.

Расчет мощности регистра отопления

Из каких частей состоит регистр отопления

Расчет мощности регистра отопления заключается в том, чтобы подобрать необходимые габариты теплообменника. Это напрямую влияет на количество теплоносителя в нем и площадь теплообмена. Чем больше регистр – тем большее помещение он сможет нагреть.

Получается, что нужно определить диаметр труб таким образом, чтобы теплоотдача регистров отопления имела достаточный уровень для обогрева помещения определенной площади. Это если есть возможность выбирать, а если регистр варится из того что есть в наличии, то возможно, придется немного изменить конструкцию.

Для каждого региона есть свои стандарты количества энергии для отопления одного метра помещения. Для расчета регистров из гладких труб для отопления можно брать среднее значение в 100 Вт. Если переживаете, что не хватит, то просто делайте запас 50%. Теперь подгоняем наш регистр под эти требования. Для наглядности возьмём в качестве примера регистр отопления из трех труб размером по два метра каждая. Алгоритм действий:

• определяем площадь помещения;
• считаем сколько необходимо мощности для его обогрева;
• подставляем значение в формулу определения диаметра.

Перед тем как рассчитать количество регистров для отопления нужно знать, сколько тепловой мощности потребуется в том или ином случае. Потом, исходя из этого, решать, как ее распределить.

Допустим, что у нас помещение 50 м кв. Получается, что нам потребуется 500 Вт тепловой мощности, чтобы температура воздуха была в приделах, установленный нормативными документами. Формула вычисления диаметра имеет следующие величины:

• П – 3,14;
• длина регистра;
• коэффициент теплопроводности металла, для стали 11,63;
• разница между температурами подачи и обратки.

В качестве эталона для расчета разницы температур подачи и обратки берут значение 80 и 20 градусов, соответственно. Если вы знаете, что в вашем контуре температура не будет превышать 65 градусов, значит, подставляете свое значение. Мы продолжим расчет, исходя из средних величин, то есть разница температур составляет 60 градусов.

Диаметр трубы = 500 / (3,14*6 (три трубы по 2 метра) * 11,63 * 60) = 0,038

Значение мы получили в метрах, что составляет 38 мм. Получается, чтобы отопить помещение 50 м кв регистром из трех горизонтальных отрезков по два метра, нужно использовать трубы с внутренним диаметром не меньше 38 мм. Если вышло так, что нужно сварить регистр из уже имеющихся труб, тогда нужно рассчитывать общую длину отрезков. Для этого из уже имеющейся формулы можно посчитать эту величину.

Длина отрезков = 500 / (3,14*11,63*60*сечение наших труб в метрах)

Для изготовления регистров применяются трубы с диаметром от 32 мм, допустим, именно они есть в наличие. Подставив значение в расчет, можно вычислить, что для обогрева такого помещения потребуется 7,1 метра. Эту величину можно разбивать на несколько отрезков. Получается, что расчет количества регистров отопления сводится к тому, чтобы узнать общую длину труб с заданным диаметром, а потом разбить ее на удобные отрезки.

Вы сможете сделать отопление в бане своими руками? А хотите научится?

Возможно вы интересуетесь про отопление садового дома своими руками, тогда жмите сюда.

В целом про отопление дачи зимой можно почитать тут: //utepleniedoma.com/otoplenie/otoplenie-doma/kak-obogret-dachu-zimoj

Расчет мощности электрических тэн

Супер полотенцесушитель (тоже регистр)

Отдельно рассмотрим регистры со встроенными электрическими тэнами. Это может быть как дополнительным источником подогрева, так и основным. В последнем случае теплообменник работает, только если есть электроэнергия. Чтобы правильно определить параметры работы теплообменника, нужно помимо его тепловой мощности, рассчитать мощность нагревательного элемента. Ведь важно сколько киловатт в тэне или нет?

Такие электрические нагреватели вкручиваются в торце регистра. Их мощность может варьироваться от 0,8 до 2 кВт. Включение/выключение прибора контролируется термостатом, температура в теплообменнике регулируется вручную. Получается, что можно выставить 50 градусов, которые всегда будут поддерживаться тэном. Только менее мощный будет работать чаще. Естественно, чем больше нагреватель работает, тем больше сокращается его ресурс службы. Поэтому лучше, когда тэн работает не на пределе, а с небольшим запасом.

Наблюдения показали, что по итогу эксплуатации особой разницы в потреблении электроэнергии не наблюдается. Мощный тэн нагреет быстрее, потратив больше энергии, а менее мощный будет греть дольше, при этом потребление будет примерно таким же.

Автономность регистра от контура отопления требует внесения изменений в его контракцию:

• наличие расширительной емкости;
• соединительный патрубок сразу над тэном;
• соблюдение углов наклона.

Конструкция должна быть такой, чтобы вода в ней двигалась самотеком, и не образовывались воздушные карманы. Воздух должен беспрепятственно выходить через расширительный бачок (негерметичный), который находится в самой высокой точке. Чтобы теплая вода сразу поднималась вверх лучше над тэном врезать соединительный патрубок.Читайте также о различиях баков открытого и закрытого типа.

Монтаж теплообменника

Учитывая большой вес регистра отопления, нужно использовать для крепления соответствующие кронштейны, а лучше ставить на пол. Как вы поняли, есть два метода установки:

• повесить на стену;
• поставить на пол.

Главное, чтобы конструкция была очень крепкой. Имеет значение и расстояние до стен, которое составляет 20–25 см. Такое же расстояние должно быть и до пола, при этом должен сохраняться задуманный угол уклона для циркуляции. Расстояние между трубами регистра отопления должно быть не менее пяти сантиметров. Не имеет значения автономный это теплообменник, или заключенный в сеть.

Радиаторы любого типа устанавливаются по периметру помещения на наружных стенах. Именно поэтому в квартирах батарея всегда под окном. Теплообменник не только грет воздух, он еще и стены подогревает. Очень важно покрасить регистры, чтобы те не поржавели.

Отопление дома в нашем климате необходимо. Обычно устанавливают готовые радиаторы. Но иногда возникает ситуация, когда необходимо отопить гараж, теплицу, мастерскую. Стандартный радиатор очень быстро загрязнится, к тому же из-за сложности конструкции его сложно очистить от пыли. Иногда просто хочется сэкономить и изготовить нагревательный прибор из подручных материалов.

Мы приветствуем нашего уважаемого постоянного читателя и предлагаем ему статью о том, какие бывают регистры отопления и как можно изготовить их своими руками.

Что это такое и для чего они нужны

В традиционном понимании регистр отопления — отопительный прибор из нескольких соединенных труб или одной изогнутой круглой трубы. В квартирах чаще встречаются змейки из дюймовой трубы с насаженными изогнутыми пластинами из стального листа. На производствах и в некоторых общественных помещениях — регистры из гладких труб диаметром от 60 мм.

Эстетические свойства у батарей раньше отсутствовали начисто.

Использовались такие отопительные приборы по трем причинам:

• Стоимость труб меньше чугунных радиаторов.
• Гладкотрубные регистры можно изготовить из труб любого диаметра своими силами и разместить в удобном месте. Практически каждая организация, начиная с ЖЭКа, имела сварочный аппарат и сварщика, проблема отопления мастерских, гаражей, подсобок решалась быстро.
• Регистры часто применялись в цехах из-за запыленности и несколько большей прочности стали по сравнению с чугуном (точнее, из-за большей пластичности и меньшей хрупкости). В запыленном производстве очистка радиаторов вызывает затруднения — а гладкие трубы моются без проблем. Сталь предпочтительнее и при опасности повреждения отопительных приборов грузами или транспортом. Кроме этого, при замерзании чугун лопается, стальные трубы лопаются не всегда, трещины легко заварить; нередко замерзшие стальные регистры отогревают даже открытым огнем.

Современные регистры отопления в жилье применяют чаще всего как украшение интерьера — современные готовые покупные или эксклюзивные дизайнерские приборы очень декоративны.

Особо стоит отметить полотенцесушители — это неотъемлемый атрибут обогрева и комфорта в ванных комнатах.

Разновидности и технические характеристики

Современных разновидностей регистров много: от традиционных утилитарных конструкций для отопления из стальных труб д 108 мм до эксклюзивных дизайнерских разработок.

По техническим характеристикам трубчатые батареи уступают радиаторным моделям:

• Для системы с трубчатыми нагревательными приборами необходимо большее количество теплоносителей, большая мощность котла и насоса.
• У них больше инерционность — система прогревается гораздо медленнее (но и остывает тоже медленнее). Это качество иногда выручает при подключении к системам централизованного отопления, но в частном доме длительный разогрев системы не слишком удобен.
• Теплопередача при помощи конвекции у труб меньше, чем у радиаторов; большая часть теплопередачи идет с помощью излучения.
• Традиционные регистры из крупных труб громоздки.
• Трубчатые батареи имеют немалый вес и требуют надежных креплений.

По форме исполнения

По форме регистры бывают змеевиковые (S-образные) и секционные (колончатые):

• Змеевик — изогнутая конструкция, изготавливается из труб небольших диаметров. Горизонтальные трубы соединяются дугообразными перемычками из труб того же диаметра. Пластичные контуры из меди и нержавейки просто гнут.

• Секционные изготавливают из отдельных горизонтальных труб, заваренных с торцов и соединенных между собой перемычками-трубками. По способу расположения перемычек выделяют две конструктивных разновидности: нитка и колонка.

Можно выделить сложные комбинированные конструкции отопления — обычно это готовые покупные регистры из нержавейки, латуни и меди. Одна труба, протянутая через помещение, также является регистром.

Встречаются дизайнерские декоративные конструкции с вертикальным расположением труб. Иногда применяют готовые оребренные трубы (из одного металла и биметаллические).

По способу монтажа

Регистры бывают стационарные и передвижные:

1. Стационарные отопительные приборы монтируются на стены, могут устанавливаться на опорах отдельно от строительных конструкций.
2. Изредка встречается разновидность передвижных регистров, нагреваемых электрическими ТЭНами и заполненных маслом или антифризом (такие конструкции часто используют в гаражах, птичниках, в дачных домиках, в конструкции обязательно должен иметься расширительный бачок).

По способу подключения

По способу подключения отопительные трубчатые приборы бывают:с боковым верхним и нижним подключением. Неэффективный способ с точки зрения нагрева помещения;

• С нижним подключением. Не самый эффективный способ по теплоотдаче, но ради красоты его иногда применяют (замаскировать трубу на уровне пола легче, чем на высоте).
• С диагональным подключением (сверху ввод, снизу вывод теплоносителя). Оптимальный способ подключения — теплоотдача при нем максимальна, используется весь объем нагревательного прибора.
• С верхним подключением. Этот способ наименее эффективен с точки зрения теплоотдачи. Применяют очень-очень редко — только если по производственной необходимости прокладка труб на уровне пола невозможна. В частных домах применять не следует, даже если придется размещать регистр в другом месте.

Подсоединяют регистры к системе при помощи резьбовых соединений, фланцев и при помощи сварки. Фланцы и сварка — это для производства, а для систем отопления в частном доме актуальна возможность сборки-разборки системы для ремонта, чистки и модернизации, поэтому монтаж производят при помощи резьбовых соединений.

По материалу

Традиционные регистры изготавливаются из черной (углеродистой стали). Иногда используют литые оребренные трубы из чугуна или самодельные переделки из б/у чугунных труб.

Современный ассортимент материалов для регистров намного шире:

• Сталь. Чаще используют обычные электросварные трубы. Наряду с круглыми — профильные прямоугольные или квадратные трубы: их декоративность выше, излучающая тепло площадь поверхности больше. Готовые стальные конструкции покрывают никелем или устойчивыми к температуре и износу красками.

• Нержавеющая сталь. Популярный, практичный и недорогой материал для отопления и полотенцесушителей в ванных и санузлах. Пластичный, долговечный, нержавеющий, но достаточно дорогой. В жилых помещениях нержавейку применяют в том случае, если вся система выполняется из нее. Очень часто нержавеющую сталь (особенно полированную) применяют для оригинальных дизайнерских отопительных приборов. К сожалению, стоимость таких изделий заоблачная.

• Чугун. Долговечный, надежный, но грубоватый и тяжелый материал. Чугунные регистры все еще выпускают, несмотря на большой вес и инерционность теплопередачи. В основном применяются в декоративных целях. Старые трубы используют редко из-за сложности их монтажа (к чугуну не приваришь патрубок с резьбой, сложно нарезать резьбу — чугун хрупкий), необходимости внутренней очистки от солей и ила. Иногда применяют чугунные оребренные трубы.

• Медь. Применяют готовые изделия сложной формы в медных системах отопления. Покрытая лаком медь служит украшением интерьера. Медь не подвержена коррозии, прочна, долговечна — потенциальный срок службы достигает 100 лет, относительно просто монтируется. Но медная система отопления — удовольствие не из дешевых.

• Латунь. Достаточно редкий материал для регистров, но иногда используют для декоративных дизайнерских изделий для украшения интерьера.

• Алюминий. Нагревательные приборы изготавливают путем прессования, поэтому они не очень дешевы, но и не так дороги, как медь и нержавеющая сталь. Иногда используют оребренные алюминиевые трубы. Алюминий хорошо проводит тепло, не подвержен коррозии, достаточно долговечен — можно рассчитывать лет на 30 службы.

Стоит отметить регистры с напрессованными пластинами для увеличения теплоотдачи. Промышленность выпускает готовые стальные крашеные системы или изделия из стальной сердцевины и напрессованных алюминиевых пластин, встречаются варианты из меди.

Достоинства и недостатки

Преимущества регистров из гладких труб:

• Простая конструкция позволяет изготовить нагревательные приборы самостоятельно из доступных материалов (из круглых или профильных труб) и сэкономить немалую сумму семейного бюджета.
• Простая форма стальных изделий способствует меньшему отложению солей на стенках и меньшему заиливанию по сравнению с радиаторами; это урежает частоту промывки нагревательного прибора.
• Большое сечение и простая форма обеспечивают небольшое гидравлическое сопротивление и возможность снижения рабочего давления в системе (а также возможность использования в открытой системе отопления с естественной циркуляцией, в том числе и с угольными котлами).
• Трубчатые нагревательные приборы имеют большую протяженность, большая часть тепла передается в помещение излучением — это создает комфортную тепловую зону с равномерным нагревом внизу по всей площади помещения. У радиаторов и конвекторов большая часть тепла передается путем конвекции и поднимается к потолку — а люди находятся в нижней части помещения.
• Большой срок службы: стальные конструкции — не менее 25 лет, чугун и алюминий — лет сорок, медь потенциально может прослужить до 100 лет.
• Гладкая поверхность легко моется и окрашивается — это облегчает эксплуатацию приборов. Гладкая, доступная для мойки поверхность приборов позволяет использовать их в помещениях с особыми санитарными требованиями или в запыленных производственных цехах.

Недостатки регистров из гладких труб:

• Большое количество воды делает систему инерционной, усложняет регуляцию температуры, требует использования мощных насосов.
• Небольшая теплоотдающая поверхность на единицу длины прибора требует применения приборов больших габаритов — это приводит к увеличению количества металла и воды в системе, увеличению веса конструкций и инерционности системы.
• Традиционные бюджетные модели некрасивы, необходимы декоративные экраны, а они заметно снижают КПД всей системы.
• Эксклюзивные красивые дизайнерские модели регистров имеют высокие цены, найти фирму, которая их изготовит, также непросто.

Стоимость

Стоимость регистров зависит от материала изготовления и от того, покупаете вы готовое изделие или делаете сами конструкцию из того, что есть под рукой.

Самые простые самодельные регистры из гладких труб ценятся как раз из-за небольшой цены. Покупные простые конструкции из нержавейки для ванной также вполне доступны. Конструкции из меди очень дороги, но если устанавливается отопительная система из меди, то их использование оправдано. Самые дорогие — эксклюзивные дизайнерские разработки. Изготовление таких изделий влетит в копеечку, но результат того стоит — оригинальные регистры служат изюминкой интерьера.

Расчет регистров отопления

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

Вычисление необходимой тепловой мощности для обогрева помещения

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

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

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

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

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

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

Вычисление тепловой мощности регистра

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

Q=K ·F · ∆t·0,9,

где:

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

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

∆t= 0,5·(t1 + t2) — tк,

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

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

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

Теплоотдача регистров из гладких труб. Таблица

Значения коэффициентов теплопередачи для стальных гладкотрубных регистров приведены в таблице.

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

Как рассчитать нужное количество секций регистра

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

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

Какие еще параметры следует учесть

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

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

Если используются ребристые конструкции, то их теплоотдачу необходимо посмотреть в паспорте и учесть в расчетах.

Правила эксплуатации

Особых требований по эксплуатации регистров по сравнению с радиаторами нет:

Они должны быть надежно закреплены на ножках или прочных кронштейнах.

Любые отопительные приборы с водой не должны замораживаться.

При возникновении коррозии поврежденные места следует зачистить, покрыть антикоррозионной грунтовкой и закрасить в несколько слоев.

Регистры не должны служить подставкой для каких-либо грузов.

Необходимо следить, чтобы система отопления не завоздушивалась — это ухудшает ее работу.

Правила установки регистров отопления своими руками

Регистры, как и большинство других отопительных приборов, устанавливаются возле наружных стен и под окнами. Под окнами обычно помещается конструкция из 4 труб. Часто вдоль глухой наружной стены пропускают один металлический трубопровод вблизи пола.

Приборы имеют немаленький вес и должны быть надежно закреплены на кронштейнах и опорах. Приваривать ножки к регистру нежелательно.

Расстояние между трубами должно быть равно одному диаметру плюс 50 мм (размеру профильной трубы плюс 50 мм). При близком размещении труб в регистре эффективность отдачи тепла снижается.

Самостоятельное изготовление регистров отопления

Самостоятельно изготовить прибор отопления не очень сложно, нужны лишь небольшие навыки сварщика и сварочный аппарат.

Проще изготовить секционный прибор — для змеевика придется гнуть трубы достаточно большого диаметра, а аккуратно выполнить гибку в домашних условиях сложно.

До начала работ необходимо подготовить инструменты и материалы:

• Сварочный аппарат.
• Дрель.
• Болгарку.
• Молоток.
• Рулетку.
• Маркер.
• Струбцины.

Размечаются и нарезаются болгаркой заготовки из труб, труб-перемычек меньшего сечения (с внутренним сечением 20-25 мм), прутки такой же длины — для вваривания между трубами для жесткости конструкции. Заглушки вырезаются на 3-5 мм меньше внутреннего диаметра трубы — это позволит аккуратно «утопить» их в торце трубы. Толщина заглушек — 3-3,5 мм.

Размечаются отверстия для труб-перемычек, патрубков для подсоединения регистра к системам и кранам Маевского. Отверстия высверливают дрелью.

Перед тем как сварить регистр, необходимо разместить все заготовки на строго горизонтальной поверхности — металлическом верстаке или площадке во дворе.

Последовательность сборочных работ

Работы по сборке регистра выполняются в следующем порядке:

• При горизонтальном размещении заготовок фиксируют перемычки и прутки (при необходимости), прихватывают в нескольких местах сваркой. С одной стороны прибора между трубами вваривается трубка-перемычка, с другой — пруток, соединяющий две нитки.
• Затем устанавливают конструкцию вертикально, приваривают перемычки и прутки.
• Сначала проваривают тонким швом, далее проверяют все углы и размеры, проваривают толстым рабочим швом.
• Внутреннюю полость труб очищают от пыли и шлака, попавших в процессе сварки.
• Прихватывают пластинки-заглушки к торцам труб.
• Приваривают заглушки — так же двумя швами, как и перемычки.
• Сварочные швы зачищают болгаркой.
• К боковым отверстиям приваривают патрубки с резьбой.
• Устанавливают кран Маевского.
• Перед тем как подключить, прибор необходимо испытать. Для системы в многоэтажном доме он должен выдерживать 1,6 МПа или 16 атмосфер; для частного дома достаточно и 5 атмосфер — в небольших системах высокого давления не бывает.

Монтаж регистра в систему отопления

Монтаж регистра принципиально не отличается от монтажа радиатора — на входе-выходе устанавливаются краны с накидными гайками, на патрубке вверху — кран Маевского.

В системе с регистрами температура теплоносителя падает быстрее, поэтому применение однотрубной системы отопления нежелательно.

Видео процесса

Процесс изготовления регистра в деталях можно увидеть на видео:

Как улучшить эффективность регистров

Слой краски должен быть минимален — это уменьшает теплоотдачу. Необходимо регулярно мыть и очищать от пыли приборы — это также увеличивает теплоотдачу.

Нельзя заставлять отопительные системы мебелью, закрывать неметаллическими экранами (из дерева, гипсокартона, бамбука, пластмассы), плотными шторами. Металлическими экранами тоже нежелательно, но красота требует жертв.

Самые эффективные материалы с точки зрения теплопередачи — медь, алюминий и оребренные трубы, особенно биметаллические — нержавейка с алюминием.

Проложенный за отопительный прибор пятимиллиметровый слой пенофола (фольгированного вспененного полиэтилена) повышает температуру в помещении на один градус Цельсия.

Заключение

Мы надеемся, что наша статья помогла вам разобраться в разновидностях современных трубчатых батарей и возможности изготовления регистра своими руками. Желаем удачи в вопросе устройства инженерных систем в вашем доме! Подписывайтесь на нашу рассылку — и вы всегда будете в курсе всех новшеств в вопросах строительства и ремонта. Приглашайте к нам на сайт друзей, делитесь полезностями в социальных сетях.

Используемые источники:

• https://stroyday.ru/kalkulyatory/sistemy-otopleniya/kalkulyatory-rascheta-parametrov-registra-otopleniya.html
• http://www.regotop.ru/calc
• http://al-vo.ru/teplotekhnika/registry-otopleniya-iz-trub.html
• https://utepleniedoma.com/otoplenie/otopitelnoe-oborudovanie/raschet-registra-otopleniya
• https://vseotrube.ru/otoplenie/registry