Registres de calefacció: tipus d’estructures, càlcul de paràmetres, característiques d’instal·lació

Hi ha un gran nombre de bateries de disseny i fabricació de materials diferents per a sistemes de calefacció per a locals residencials i no residencials. Però els registres de calefacció destaquen per la seva gran eficiència de transferència de calor i la facilitat d’autoassemblatge.

Exteriorment i estructuralment, aquests intercanviadors de calor s’assemblen a les bobines de tovalloletes habituals, però són de mida molt més gran que els seus companys de bany.

A l’article que vam presentar, s’analitzen amb detall els tipus de registres de calefacció i també s’analitzaran les característiques de la instal·lació d’aquests equips.

Varietats de registres de calefacció de canonades

El registre de calefacció és un intercanviador de calor d'aigua a aire clàssic. En la majoria dels casos, està fabricada amb una canonada metàl·lica de paret llisa. Aquest últim és simple o en forma de diversos segments de la canonada situats horitzontalment un sobre l'altre. En aquest cas, hi ha estructures separades amb aletes.

Un escalfador format només per una canonada de paret llisa és més fàcil de rentar amb una neteja constant. No hi ha vores de placa ni colls d’ampolla que són difícils d’esborrar amb un drap. Com a resultat, no es formen "colònies" de pols i brutícia en aquest registre. En aquest sentit, supera amb escreix els radiadors en secció de panell ara molt estesos.

Normalment, els registres de calefacció s’instal·len a garatges, magatzems, tallers, hospitals i escoles, és a dir, a les habitacions on hi ha requisits augmentats de seguretat i incendis sanitaris

El registre de canonades no és inferior en termes d'eficiència de la producció d'energia de calor i de costos de calefacció bateries convencionals, i sovint els supera. La superfície total de la transferència de calor en ambdós casos és aproximadament la mateixa, només en el dispositiu en consideració el líquid refrigerant circula per un canal ampli.

La resistència hidràulica en aquesta situació és molt inferior a la d’un radiador estàndard de diverses seccions del panell. I això afecta directament els costos d’energia del bombeig d’aigua a través d’un circuit de calefacció similar.

Tipus de disseny

A l'exterior, el registre de calefacció no té un aspecte massa elegant. Però és barat i fàcil de fabricar. I si feu una mica d’esforç, un intercanviador de calor escalfador pot encaixar fins i tot a l’interior fins i tot d’una sala d’estar.

A les cases de poble domèstiques, fins fa poc, s’utilitzava una versió similar del sistema de calefacció gairebé a tot arreu. En temps soviètics, els radiadors de secció de panell no estaven a la venda, però no era tan difícil aconseguir una canonada àmplia.

Aleshores només calia una soldadora. L’escalfador de canonada resultant es connecta a l’intercanviador de calor de l’aigua dins de l’estufa de llenya mitjançant soldadura elemental i ràpida. Més informació sobre la tecnologia de substitució de bateries de soldadura de gas més enllà.

Com més properes es trobin les canonades verticals del registre seccional a la vora, més alta és la transferència de calor del dispositiu: l’aigua dels extrems de les canonades horitzontals s’actualitza més lentament que a les zones amb flux de refrigerant directe.

Tots els tipus de registres de calefacció es divideixen en dos grups:

1. Seccional.
2. Bobines (en forma de S).

En el primer cas, les canonades horitzontals estan interconnectades per canonades transversals de secció de secció més petita, i en el segon, per arcs del mateix diàmetre.

Les dues opcions comporten grans volums de soldadura. El dispositiu de la bobina també es pot fabricar doblegant una canonada. No obstant això, no tots els articles tubulars de gran diàmetre fabricats en acer poden ser doblats d'aquesta manera. És molt més fàcil agafar arcs preparats i soldar-los als segments horitzontals del registre.

Al dispositiu amb connexió "rosca" (els broquets es troben alternativament a la dreta / esquerra) no hi ha zones amb refrigerant fred, l'aigua passa a poc a poc per totes les canonades

Quan es connecten les seccions horitzontals del registre seccional amb la connexió “columna”, les canonades de creuament es solden als dos extrems. La circulació del refrigerant en un escalfador té lloc paral·lelament. Com a resultat, les zones individuals poden rebre menys calor. L’aigua calenta flueix simplement pel segment inferior abans d’arribar a l’extrem més llunyà.

Al "fil", on el refrigerant passa per totes les parts del registre, no apareixen problemes d’aquest tipus. En aquest sentit, aquest registre s’assembla molt a una bobina. Només l’aigua que hi entra es mou des de l’entrada fins a la sortida de la bateria a través de canonades de diferents seccions.

Les bobines poden tenir diversos revolts, en aquest cas per reforçar l'estructura en alguns llocs, sovint es fan insercions transversals des d'una cantonada o una barra gruixuda

Si no hi ha arcs preparats per al registre en forma de S, és millor fer un dispositiu seccional vosaltres mateixos. És extremadament difícil doblar una canonada de secció gran sense equipament especial. Gairebé l’única opció és escalfar el metall amb soldadura de gas i doblegar-lo amb cura. Però hi ha un risc de pèrdua de força per les parets de la canonada.

La vista seccional també inclou un registre amb un parell de col·lectors laterals. Estan fetes de canonades del mateix diàmetre que les seccions principals, jugant el paper de canonades transversals. L’aigua en aquest cas no es mou de dalt a baix, sinó d’esquerra a dreta (o a l’inrevés).

Opcions del material de fabricació

Sovint, els artesans de casa fabriquen registres de calefacció de les seves pròpies mans canonades d’acer. Els principals avantatges d’aquesta opció són el baix cost, la disponibilitat de material i la facilitat relativa de soldar.

A més d'una canonada rodona, el registre de calefacció també es pot fer a partir del seu analògic perfilat; la resistència hidràulica resultarà lleugerament diferent, però no més

A la fàbrica, els registres s’emeten de:

• acer;
• alumini;
• coure;
• ferro colat

Líder en transferència de calor i durabilitat opció de coure. Però, amb mides grans, aquest escalfador costarà un cèntim. Un dispositiu d'alumini és inferior a ell en termes de conductivitat tèrmica, però també és molt més barat.

El tipus de registres de calefacció més popular i barat és l’acer.Tanmateix, aquesta és també l’opció més ineficient per transferir calor d’aigua a aire de tota l’enginyeria tèrmica venuda a les botigues.

El coeficient de conductivitat tèrmica de diferents acer oscil·la entre 45-48 W / (m * K). En fosa es troba a la regió de 60, a l’alumini 200-240, i al coure uns 400 W / (m * K). L'acer perd en tots aquests paràmetres tècnics.

A l’hora d’escollir canonades d’acer, s’ha de preferir els productes d’acer al carboni, perquè són els més duradors i resistents a altes temperatures

El ferro fos i l'alumini s'utilitzen generalment només en els registres de fabricació de fàbriques. És massa difícil soldar aquests metalls de forma independent en condicions artesanals. El mateix s'aplica a l'acer inoxidable o galvanitzat, per la qual cosa és millor no agafar canonades d'aquests materials. Són més difícils de cuinar, i la seva transferència de calor és inferior a la del contrapart negre habitual.

Amb experiència en soldar superfícies de coure, no és massa problemàtic crear un registre a partir d’aquests tubs. A causa de les elevades taxes de transferència de calor, es poden prendre amb un diàmetre menor que quan es triï una opció d'acer. Així el calefactor serà més barat.

Tanmateix, el coure té un greu inconvenient: la necessitat d’un refrigerant neutre i net. Si l'aigua "bruta" amb impureses circula al sistema de calefacció, podeu oblidar-vos de la llarga vida útil d'aquesta bateria.

Sovint s’observa un problema similar a causa de la presència d’elements procedents de metalls incompatibles amb el coure al sistema. Si no es preveuen diverses mesures de precaució, aquest registre no durarà gaire a causa de la corrosió electroquímica.

Dispositius amb un escalfador elèctric integrat

La versió estàndard del registre implica la seva connexió amb les canonades de calefacció d’un sistema centralitzat o amb una caldera de calefacció per aigua. Però hi ha dispositius i completament autònoms. En una de les canonades inferiors, s’hi incorpora un element de calefacció, alimentat per una xarxa elèctrica de 220 V.

Segons el disseny i el principi de funcionament del calefactor al registre - es tracta d’una caldera elèctrica ordinària, alimentada per una presa de fase monofàsica estàndard

La potència de l'element calefactor d'aigua pot variar entre 1 i 6 kW, depenent del volum intern de l'intercanviador de calor. Aquest dispositiu de calefacció està sovint equipat amb una bomba de circulació perquè el refrigerant arribi a totes les seves seccions.

Aquest registre autònom s'utilitza sovint com a font addicional de calor, que només s'activa en les gelades severes. A temperatures no molt baixes fora de la finestra, l’habitació s’escalfa a partir d’un sistema de calefacció comú. A més de l’aigua del registre elèctric, és possible omplir anticongelant.

Hi ha un article al nostre lloc web on es descriuen detalladament les característiques de l’elecció i les subtileses de connexió dels elements de calefacció per radiadors de calefacció. Més detalls: aneu a l’enllaç.

Càlcul del disseny del calefactor

Primer cal calcular la producció de calor necessària per a una habitació.

Segons les regles, aquest càlcul d’enginyeria tèrmica s’ha de fer tenint en compte:

• l’àrea i l’orientació de les parets externes (en direcció sud o no);
• capacitat cúbica d’una habitació climatitzada;
• el nivell de màximes temperatures negatives possibles a la regió;
• el grau d’aïllament tèrmic de les parets que donen al carrer;
• la presència des de baix i / o per sobre d’una altra habitació climatitzada;
• quantitat, quadratura i varietat de finestres instal·lades;
• presència / absència de portes que s’obren directament al carrer.

Els codis de construcció recomanen que fins i tot tingueu en compte la pujada del vent dominant a l’hivern. Al costat del vent de la paret, la pèrdua de calor durant l’hivern serà clarament més elevada.

Simplificada per a una habitació amb una alçada del sostre al voltant de 2,7 metres, la potència tèrmica necessària es calcula multiplicant la superfície de l’habitació per 100 W

Si els sostres de l’habitació es troben a un nivell de 3 metres i més, doncs per un càlcul simplificat, ja hauríeu de multiplicar la capacitat cúbica de l’espai escalfat per 34 o 41 watts.El primer coeficient es pren per a edificis de maó i el segon - per a estructures de formigó armat.

No és difícil multiplicar un parell de números. Però hem de ser clarament conscients que aquests càlculs condicionals poden estar molt lluny dels nombres reals, ja que hi ha molts matisos aquí.

La solució més òptima és ordenar el càlcul necessari a un especialista que tingui en compte tots els paràmetres de la sala. La pèrdua de calor es produeix a través de parets, finestres, terres, sostres i fins i tot ventilació. Per obtenir els números exactes, heu de tenir en compte tot sense excepció.

A continuació, cal calcular les mides de les canonades per al registre de calefacció. Per fer-ho, utilitzeu la fórmula:

Q = K * St * dt

designacions de lletres:

• Q és la potència tèrmica del registre;
• K - coeficient de transferència de calor, depèn del material de la canonada;
• St - àrea de transferència de calor (igual al nombre de PI vegades el diàmetre i la longitud de la canonada);
• dt és el cap de calor.

D’acord amb això, coneixent Q i dt, només queda triar el diàmetre de la canonada i la seva longitud total. Aleshores, segons el disseny del registre, aquest conducte es pot dividir en diversos segments, que seran connectats posteriorment per entrevistes. La transferència de calor d’aquest últim, per no complicar els càlculs, és millor no tenir en compte.

La figura dt, al seu torn, es calcula en funció de la temperatura ambient requerida (Tv) i el seu rendiment en el subministrament (Tp) i el retorn (T0) - total dt = (Tp + T0) / 2-Tv

Quan es connecten les canonades amb una serp, cada segment horitzontal posterior rep aproximadament un 10% menys d’energia tèrmica que la situada anterior. Cada segment d'aquest segment del registre s'ha de considerar com una bateria independent. I el transportador de calor a mesura que es mou al seu llarg gradualment i inevitablement es refreda, la calor entra a l’habitació.

Un altre paràmetre és la distància entre seccions horitzontals (canonades principals), que reflecteix l'alçada d'una canonada individual. Si aquest límit es fa massa petit, els fluxos de calor de dalt i de baix començaran a sobreposar-se, afectant-se negativament.

Cal seleccionar aquesta figura perquè sigui lleugerament més gran que el diàmetre de la canonada. Aleshores l'eficàcia del registre serà la més possible.

Amb càlculs més detallats de la potència de les bateries de calefacció i el seu nombre es pot llegir aquí.

Característiques de la instal·lació

No hi ha res especialment complicat en la creació d’un registre de calefacció. Les dificultats només són possibles quan es solden de canonades individuals. Si no hi ha molta experiència en soldadura, el millor és practicar primer. Quan es compra un dispositiu prefabricat fabricat a la fàbrica, no s’han de presentar problemes d’instal·lació.

Penjar a les parets del registre de canonades es fa amb potents claudàtors (ganxos). Si es col·loca al terra, hi ha prou potes de ferro. És important recordar que el calefactor d'acer en qüestió pesa bastant. A més, s’afegeix el pes de l’aigua que hi ha a l’interior, de manera que les muntures i els suports han de ser molt fiables.

Els extrems de la secció de canonades es tanquen amb taps esfèrics especials o soldats mitjançant petites rondes d’acer tallades de xapa. Els accessoris amb un fil extern per instal·lar una aixeta d’escapament d’aire i connectar-se al sistema de calefacció es tallen directament a la paret del tub o a la placa final.

La superfície d’una bateria d’acer ha d’estar recoberta amb pintura resistent a la calor. Gràcies a això, el dispositiu no només es farà més estèticament agradable, sinó que també guanyarà una protecció anticorrosió addicional.

Podeu llegir les instruccions detallades per crear registres de calefacció de bricolatge aquestes coses.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Els vídeos recollits a continuació us ajudaran a comprendre tots els matisos dels càlculs del registre de calefacció i la seva instal·lació a l’habitació.

Tecnologia per fabricar un registre a partir d'un tub de perfil rectangular:

Avantatges i càlcul de la potència del registre de calefacció:

Si voleu escalfar una gran habitació cúbica, aleshores el registre de canonades d’acer de parets llises és ideal per a això. Si teniu l'habilitat per realitzar treballs de soldadura, no és difícil muntar una bateria casolana amb les vostres mans. Només cal calcular amb precisió els paràmetres d’aquest dispositiu i triar els productes tubulars adequats.

Teniu preguntes, trobeu errors o hi ha informació valuosa que pugueu compartir amb els visitants del nostre lloc? Deixeu els vostres comentaris, feu preguntes al formulari de comentaris que es troba a l'article.