Регистры отопления: изготовление, применение, характеристики

Регистры отопления: изготовление, применение, характеристики

Регистр отопления – это составная часть системы отопления, прибор, состоящий из нескольких параллельно расположенных горизонтальных гладких труб. Данная разновидность отопительных приборов не завоевала особой популярности среди частных домовладельцев и этому есть объективные причины. Система отопления на основе регистров обладает большим объемом теплоносителя, для нагрева которого требуется потратить гораздо больше энергии, чем в случае с обычными радиаторами.

Мобильный отопительный регистр с встроенным ТЭНом позволяет в случае аварийной ситуации за короткое время переместить прибор на другое место.

Расчет параметров и чертеж

Первый этап изготовления регистра отопления своими руками – это проектирование. Понятно, что на глаз нормально сделать регистр отопления не получится. Поэтому необходимо провести ряд дополнительных расчетов, опираясь на которые можно будет подобрать оптимальный теплообменник. При изготовлении регистров отопления нужно учесть много факторов:

  • мощность;
  • конструкцию;
  • методы установки.

Перед тем как сделать регистры отопления своими руками надо понимать, что это ведь отопительный прибор, значит, должен прогревать определенное помещение. Его теплоотдача должна соответствовать ситуации, не ставить же в маленькую комнатушку теплообменник во всю стену. На один метр должно приходиться от 100 до 200 киловатт, в зависимости от региона. Есть формула расчета теплоотдачи регистров отопления. Он включает в себя следующие значения:

  • длина теплообменника в метрах;
  • внутреннее сечение в метрах;
  • коэффициент теплопроводности металла;
  • дельта температур подачи и обратки;
  • число «П».

Чтобы определить теплоотдачу нужно перемножить все составляющие расчета. Конечно же, из этой формулы можно отдельно определить каждое из вышеуказанных значений. Так, зная квадратуру помещения можно определить, какие габариты должны быть у конструкции. Зачастую самодельные регистры для отопления изготавливаются из подручных материалов, поэтому выбирать некоторые параметры нет возможности. Приходится подгонять всю конструкции под уже имеющиеся характеристики, при этом не стоит забывать о функциональности теплообменника.

При расчете длины теплообменника, нужно поминать, что полученное значение указывает на общую длину труб.

Например, по формуле получили значение в пять метров. Значит, для отопления подходит как одна пятиметровая труба по периметру, так и несколько отрезков, сумма длины которых будет составлять те же пять метров. Суть в том чтобы сохранялась площадь теплообмена.

Есть два метода размещения основных (толстых) труб:

  • горизонтально;
  • вертикально.

В принципе при изготовлении разницы нет. Если взять горизонтальную конструкцию и повернуть на 90 градусов по часовой стрелке, получится вертикальный теплообменник. Это будет иметь значение при установке на контур.

Вот и вся разница между вертикальным и горизонтальным регистром

Помимо этого крепление регистров отопления осуществляется специальными перемычками. Таких перемычек может быть одна или две. Также соединение горизонтальных участков может осуществляться муфтами того же диаметра, которые ввариваются в торец. Это так называемые змеевиковые регистры. Можно выбирать любой метод сборки регистра отопления из труб своими руками, главное, чтобы хватило навыков для его исполнения.

Хотите узнать больше о тэнах для радиаторов отопления, особенностях выбора и эксплуатации?

Отзывы про инфракрасное отопление можно прочитать тут.

Чтобы не усложнять процесс изготовления регистра, будем использовать схему соединения горизонтальных участков двумя патрубками. Регистр отопления, чертеж:

Чертеж регистра отопления

Для работы нам понадобится:

  • три одинаковых отрезка трубы;
  • четыре соединительных патрубка;
  • шесть заглушек.

Расстояние между трубами регистра отопления может быть и большим, но никак не меньшим. При этом если используются трубы большого диаметра, расстояние меду ними определяется по формуле: диаметр х 1,5. Такое расстояния является оптимальным. Следующий этап – это сварка.

Расчет регистров отопления

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

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

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

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

Тепловая мощность прибора отопления рассчитывается по формуле:

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

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

Разнообразие регистров отопления позволяет подобрать прибор для любых помещений и сооружений

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

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

Как рассчитать тепловую мощность регистров

При установке приборов отопления важен точный расчет их мощности в зависимости от особенностей помещения и необходимой температуры. Если регистр будет маломощным, он не справится с обогревом, в помещении будет холодно. Если же поставить теплообменник с запасом, он будет занимать больше места, а в помещении будет жарко.

Читайте также  Рейтинг лучших шлангов для полива

Средняя необходимая мощность любого теплообменника рассчитывается как площадь помещения, умноженная на 100 ватт.

Обратите внимание! При наличии окон, выходящих на улицу дверей, внешних стен, высокого потолка, экстремально низких температур на улице, расположения холодных помещений под или над отапливаемым помещением для снижения теплопотерь потребуется большая мощность регистров.

Провести расчеты самостоятельно, учтя все эти факторы, почти невозможно – для этого пользуются специальными таблицами, онлайн-калькуляторами или обращаются к специалистам. Только точно зная мощность, необходимую для обогрева помещения, рассчитывают параметры теплообменника.

Тепловая мощность одной трубы регистра (Q1) рассчитывается по формуле:

Q1=S*k*△t.

S – площадь поверхности теплообменника.

k – коэффициент теплопередачи, это значение отличается для труб из разных материалов. Коэффициент можно найти в сопровождающей документации к трубам или специальных таблицах.

△t – разница между средней температурой в трубе и необходимой температурой в помещении:

△t=(t1-t2)/2 — t0,

где t1 – температура подаваемого теплоносителя, t2 – температура теплоносителя в “обратке”, а t0 – необходимая температура в помещении.

Для трубы с круглым сечением площадь поверхности рассчитывается путем умножения длины окружности (l) на длину отрезка трубы (L):

S=l*L=3,14D*L,

где D – диаметр трубы.

Для трубы с прямоугольным или квадратным сечением площадь получают, умножив периметр сечения (р) на длину отрезка трубы (L):

S=p*L=2(a+b)*L,

где a и b – параметры сечения трубы.

Так как теплоноситель постепенно остывает, то при расчете суммарной мощности системы параллельных труб мощность каждой последующей секции считают уменьшившейся на 10%. Получается геометрическая прогрессия, сумму которой легко посчитать, вспомнив школьную алгебру. Первым членом прогрессии считаем Q1, коэффициентом прогрессии 0,9 – 90% от мощности предыдущей трубы.

Общая мощность регистра (Q) получается:

Q= Q1*(1-0,9n)/(1-0,9)=10Q1*(1-0,9n)

Если планировка помещения позволяет разместить теплообменник любой формы, рассчитываем нужную длину и количество секций в зависимости от необходимой мощности и параметров имеющихся труб.

Если же есть ограничения, например, регистр нужно разместить на свободном участке небольшого размера, придется определяться с параметрами труб и количеством секций, чтобы получить устройство достаточной мощности.

Пример расчета: Известна длина участка размещения регистра – принимаем ее за L. Параметры температурного режима, теплопроводность и необходимая мощность известны. Определяемся с количеством секций n. Тогда остается рассчитать площадь теплоотдающей поверхности.

S=Q(10*k*△t*(1-0,9n)).

Разделив S на L, получим длину окружности трубы или периметр ее сечения, а уже к этому числу можно подобрать подходящие параметры трубы.

Обратите внимание! Чтобы не выполнять расчеты самостоятельно, можно воспользоваться онлайн-калькулятором, который позволяет быстро и точно рассчитать получаемую мощность для любых параметров, указанных в формуле.

Что подразумевает регистр отопления

Столь замысловатый прибор лежит в основе современных радиаторов. Под данным термином понимается совокупность труб, соединенных между собой определенным образом и способствующих подаче тепла в помещение.

В настоящее время, широко распространены горизонтальные регистры, которые представляют собой параллельно расположенные гладкостенные трубы с вертикальными перемычками. Такое приспособление отличается от современных радиаторов большим объемом теплоносителя, следовательно, выделяет больше тепла и процесс остывания значительно снижен, что позволяет поддерживать нужный уровень температуры в любом помещении.

На рынках представлено множество разновидностей рассматриваемых приборов. В зависимости от материала, применяемого при производстве основных составляющих, регистры отопления бывают:

  • алюминиевые;
  • чугунные;
  • стальные.

Первый вариант часто можно заметить невооруженным глазом в жилых помещениях. В основном он характеризуется высокой устойчивостью к коррозии, хорошей теплоотдачей. Следовательно, благодаря материалу, из которого изготавливают трубы, такие регистры славятся длительным сроком эксплуатации. Одним из основных недостатков можно считать высокую стоимость прибора, которая основывается на способе изготовления конструкции.

Второй вид регистров характеризуется высокой прочностью, следовательно, долговечностью и легкостью установки.

Последняя разновидность регистров отопления считается таковой не из-за своих характеристик. Наоборот, стальные конструкции славятся долговечностью, ведь срок их эксплуатации достигает в среднем четверть века. Монтаж такой конструкции не составляет особого труда. Для его проведения необходимо наличие сварочного аппарата и возможности проведения таких работ. Сварка отдельных деталей позволяет прибору выдерживать высокое давление. Но такие регистры имеют свои минусы, а именно:

• способность аккумулировать известь.

Учитывая, что вода, проходящая по трубам, имеет в своем составе различные примеси, можно смело сделать заключение, что внутренняя поверхность тонких составляющих прибора способна накапливать на своих стенках известковые отложения. В результате чего происходит снижение проходимости определенных участков прибора, следовательно, снижается эффективность теплообмена.

Отличительные показатели регистров отопления

Изучив разновидности регистров отопления из гладких труб, необходимо сделать заключение о том, что основным плюсом их использования является эффективность подачи тепла, несмотря на небольшие размеры прибора. Благодаря такому качеству, данную отопительную конструкцию стали широко применять не только в жилых помещениях, но и в промышленных.

Также при выборе прибора стоит обращать внимание на ценовой ряд. Ведь, основным материалом для производства считается сталь или чугун, а при установке не требуется наличие высокотехнологичного производства. Для монтажа регистров достаточно сварки.

Небольшие размеры готовой конструкции никак не влияют на качество работы прибора. Наоборот, такой показатель удивляет. Ведь, ни для кого не секрет, что показатель теплообмена напрямую зависит от площади рабочей поверхности, следовательно, от длины и диаметра основных комплектующих.

Однако, учитывая большое количество положительных качеств регистров, процесс их установки в помещении имеет несколько недостатков, а именно:

• специфический внешний вид прибора, который в дальнейшем необходимо закрывать или дизайнерски обыгрывать, ведь труба, тянущаяся по периметру помещения, притягивает взгляд.

• определенные неудобства при монтаже конструкции. Как было сказано ранее, при установке необходимо проведение сварочных работ, что не всегда возможно в помещениях определенного типа.

Учитывая специфику работы регистров отопления, современные инженеры разработали несколько вариантов конструкторского решения. В настоящее время доступно два вида приборов:

• S-образные или змеевиковые.

Монтаж регистра отопления

Лучше всего размещать регистры вдоль стен. Обязательным условием при установке отопительных приборов является соблюдение постоянного уклона, который для регистров составляет 0,05% от его длины. К тому же, устанавливать регистры стоит ближе к поверхности пола.

КПД устройства будет зависеть от большого количества факторов. Например, уменьшенный диаметр главной трубы будет увеличивать сопротивление для энергоносителя, что скажется на производительности.

Чаще всего используются системы со следующими параметрами:

  • диаметр труб: 25-160 мм;
  • секционные переходники: от 30 мм;
  • дистанция между главными трубами: от 50 мм;
  • максимальное давление: 10 МПа;
  • материал: сталь.

Как устанавливают

Вариантов установки два: навесить на стену или поставить на стойку. Выбор зависит от габаритов и массы полученной конструкции, а также от типа стен.

Достаточно часто делают комбинированную установку: варят стойки, которые затем крепят к стене. Таким способом можно установить даже очень массивные регистры. Также такой вариант установки обеспечивает высокий уровень безопасности.

Каждый такой отопительный прибор в верхней точке должен иметь воздухоотводчик. Он нужен для стравливания воздуха из системы.

Варианты расположения

В зависимости от размещения отопительных регистров они делятся на две категории:

  • Переносные (с нагревательным элементом)
  • Стационарные
Читайте также  Установка печи в баню своими руками

Переносные или мобильный устройства не требует привязки к конкретному месту и, как правило, работают от электрической сети 220 В. Внутри располагаются тэны мощностью от 1.6 до 6 кВт, которые нагревают теплоноситель. Подобные устройства используются в гаражах, на стройплощадках, дачах и т. д.

Стационарные регистры располагаются в конкретном месте, словно отопительные радиаторы, и требуют подключения к котлу. Последний будет разогревать теплоноситель и заставлять циркулировать его по отопительному прибору.

Подготовка материала и сварка деталей

Процесс аргоновой сварки металла.

Для монтажа отопительных приборов в виде регистров необходимо подготовить трубный, расходный материал:

  • гладкие стальные трубы диаметром от 76 до 159 мм;
  • патрубки диаметром от 32 мм для перемычек;
  • входной и выходной патрубки под приварку, резьбового или фланцевого типа диаметром от 35 мм;
  • штуцер с резьбой для присоединения воздухоотводника (крана Маевского);
  • заглушки по диаметру труб;
  • напольные опоры из уголков или кронштейны для крепления к стене.

Для изготовления подобных теплообменников чаще применяются трубы диаметрами в 76, 89, 108 и 159 мм. Используются также изделия профильного, прямоугольного или квадратного сечения.

Из инструментов потребуются:

  • сварочный аппарат;
  • газовый ключ;
  • шлифмашинка (болгарка);
  • молоток, электроды;
  • рулетка, уровень;
  • защитные средства сварщика.

Устройство регистра отопления.

Стыкуемые поверхности деталей перед сваркой очищаются и обезжириваются, чтобы избежать дефектов в швах. Торцы труб должны быть перпендикулярны их осям. Обработка труб большого диаметра производится на фрезерных машинах или газокислотной резкой.

Трубы нарезаются на отрезки расчетных размеров, торцы зачищаются шлифмашинкой. На горизонтальных трубах производится разметка и вырезка отверстий под перемычки, патрубки должны входить в отверстие.

К горизонтально уложенным трубам с соблюдением размеров привариваются перемычки, вставленные в отверстия. К торцам элементов регистра привариваются заглушки. В два торца (по диагонали) ввариваются входной и выходной патрубки в предварительно вырезанные отверстия.

В одном из верхних торцов приваривается патрубок с резьбой для установки крана Маевского. Все швы зачищаются шлифмашинкой для придания эстетичного внешнего вида. К конструкции (при напольном расположении прибора) привариваются стойки.

Для проверки регистра на герметичность нижний сгон для выхода теплоносителя закрывается заглушкой. Конструкция заполняется водой и осматривается на наличие течей. При их обнаружении вода сливается, и проблемные места провариваются вновь. Швы вновь зачищаются, и регистр окрашивается краской.