Heizregister: Arten von Strukturen, Berechnung von Parametern, Installationsmerkmale

Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher Batterien für Design und Materialherstellung von Heizsystemen für Wohn- und Nichtwohngebäude. Die Heizregister unter ihnen zeichnen sich jedoch durch eine hohe Wärmeübertragungseffizienz und einfache Selbstorganisation aus.

Äußerlich und strukturell ähneln diese Wärmetauscher gewöhnlichen Handtuchhalter-Spulen, sind jedoch viel größer als ihre Gegenstücke im Badezimmer.

In dem Artikel, den wir vorgestellt haben, werden die Arten von Heizregistern detailliert analysiert, und wir werden auch die Merkmale der Installation solcher Geräte analysieren.

Sorten von Heizregistern aus Rohren

Das Heizregister ist ein klassischer Wasser-Luft-Wärmetauscher. In den meisten Fällen besteht es aus einem glattwandigen Metallrohr. Letzteres ist entweder einzeln oder in Form einer Reihe mehrerer Segmente der Pipeline, die horizontal übereinander angeordnet sind. In diesem Fall gibt es separate Strukturen mit Rippen.

Eine Heizung, die nur aus einem glattwandigen Rohr besteht, ist bei ständiger Reinigung leichter zu waschen. Es gibt keine Plattenkanten oder Engpässe, die sich nur schwer mit einem Lappen abwischen lassen. Infolgedessen bilden sich in einem solchen Register keine „Kolonien“ aus Staub und Schmutz. In dieser Hinsicht übertrifft er die mittlerweile weit verbreiteten Heizkörper mit Plattenprofilen erheblich.

In der Regel werden Heizregister in Garagen, Lagern, Werkstätten, Krankenhäusern und Schulen installiert, dh in Räumen, in denen erhöhte Anforderungen an die Brand- und Hygienesicherheit bestehen

Das Rohrregister ist hinsichtlich der Effizienz der Wärmeenergieabgabe und der Heizkosten nicht minderwertig herkömmliche Batterienund übertrifft sie oft. Die Gesamtoberfläche der Wärmeübertragung ist in beiden Fällen ungefähr gleich, nur in der betrachteten Vorrichtung fließt das Kühlmittel durch einen breiten Kanal.

Der hydraulische Widerstand ist in dieser Situation viel geringer als bei einem Standardkühler aus mehreren Plattenabschnitten. Dies wirkt sich direkt auf die Energiekosten für das Pumpen von Wasser durch einen ähnlichen Heizkreis aus.

Arten von Design

Äußerlich sieht das Heizregister nicht zu elegant aus. Aber es ist billig und einfach herzustellen. Und wenn Sie sich ein wenig anstrengen, passt ein solcher Heiz-Wärmetauscher sogar in das Innere eines Wohnzimmers.

In einheimischen Dorfhäusern wurde bis vor kurzem fast überall eine ähnliche Version des Heizungssystems verwendet. In der Sowjetzeit wurden keine Plattenheizkörper verkauft, aber es war nicht so schwierig, ein breites Rohr zu bekommen.

Und dann war nur noch ein Schweißgerät erforderlich. Die resultierende Rohrheizung wird durch elementares und schnelles Schweißen mit dem Wasserwärmetauscher im Holzofen verbunden. Lesen Sie mehr über die Technologie zum Ersetzen von Gasschweißbatterien weiter.

Je näher die vertikalen Rohre im Abschnittsregister am Rand liegen, desto höher ist die Wärmeübertragung des Geräts - das Wasser an den Enden horizontaler Rohre wird langsamer aktualisiert als in Bereichen mit direktem Kühlmittelfluss

Alle Arten von Heizregistern sind in zwei Gruppen unterteilt:

1. Schnitt.
2. Spulen (S-förmig).

Im ersten Fall sind horizontale Rohre durch Querzweigrohre mit kleinerem Querschnitt und im zweiten Fall durch Bögen mit demselben Durchmesser miteinander verbunden.

Beide Optionen erfordern große Schweißvolumina. Die Spulenvorrichtung kann auch durch Biegen eines Rohrs hergestellt werden. Auf diese Weise kann jedoch nicht jeder rohrförmige Gegenstand mit großem Durchmesser aus Stahl gebogen werden. Es ist viel einfacher, vorgefertigte Lichtbögen zu nehmen und sie an die horizontalen Segmente des Registers zu schweißen.

In dem Gerät mit Gewindeanschluss (die Düsen befinden sich abwechselnd rechts / links) gibt es keine Zonen mit kaltem Kühlmittel, das Wasser fließt hier allmählich durch alle Rohre

Bei der Verbindung der horizontalen Abschnitte des Querschnittsregisters mit der „Säulen“ -Verbindung werden die Querstückrohre an beiden Enden geschweißt. Die Zirkulation des Kühlmittels in einer solchen Heizung erfolgt parallel. Infolgedessen können einzelne Zonen weniger Wärme erhalten. Heißes Wasser fließt einfach in das untere Segment, bevor es das andere Ende erreicht.

In dem "Gewinde", in dem das Kühlmittel alle Teile des Registers durchläuft, treten solche Probleme nicht auf. In dieser Hinsicht ähnelt dieses Register einer Spule. Nur Wasser darin bewegt sich vom Eingang zum Ausgang der Batterie durch Rohre verschiedener Abschnitte.

Die Spulen können mehrere Biegungen aufweisen. In diesem Fall werden häufig Quereinsätze von einer Ecke oder einer dicken Stange hergestellt, um die Struktur an einigen Stellen zu verstärken

Wenn für das S-förmige Register keine vorgefertigten Bögen vorhanden sind, ist es besser, selbst ein Schnittgerät herzustellen. Es ist äußerst schwierig, ein Rohr mit großem Querschnitt ohne spezielle Ausrüstung zu biegen. Fast die einzige Möglichkeit besteht darin, das Metall durch Gasschweißen zu erhitzen und vorsichtig zu biegen. Es besteht jedoch die Gefahr eines Festigkeitsverlustes an den Rohrwänden.

Die Schnittansicht enthält auch ein Register mit einem Paar Seitenkollektoren. Sie bestehen aus Rohren mit dem gleichen Durchmesser wie die Hauptabschnitte und spielen die Rolle von Querrohren. Wasser bewegt sich in diesem Fall nicht von oben nach unten, sondern von links nach rechts (oder umgekehrt).

Optionen für das Herstellungsmaterial

Meistens stellen Heimwerker Heizregister aus ihren eigenen Händen her Stahlrohre. Die Hauptvorteile dieser Option sind niedrige Kosten, Materialverfügbarkeit und relative Leichtigkeit des Schweißens.

Neben einem runden Rohr kann das Heizregister auch aus seinem profilierten Analog erstellt werden - der hydraulische Widerstand wird sich geringfügig unterscheiden, jedoch nicht mehr

Im Werk werden Register ausgestellt von:

• Stahl;
• Aluminium;
• Kupfer;
• Gusseisen.

Führend in der Wärmeübertragung und Haltbarkeit Kupferoption. Aber bei großen Größen kostet eine solche Heizung einen hübschen Cent. Ein Aluminiumgerät ist ihm in Bezug auf die Wärmeleitfähigkeit unterlegen, aber es ist auch viel billiger.

Die beliebteste und kostengünstigste Art von Heizregistern ist Stahl.Dies ist jedoch auch die ineffizienteste Option für die Übertragung von Wärme von Wasser auf Luft aus allen in Geschäften verkauften Wärmetechniken.

Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient für verschiedene Stähle liegt zwischen 45 und 48 W / (m * K). In Gusseisen liegt es im Bereich von 60, in Aluminium zwischen 200 und 240 und in Kupfer bei etwa 400 W / (m * K). Stahl verliert in diesem technischen Parameter gegen alle.

Bei der Auswahl von Stahlrohren sollten Kohlenstoffstahlprodukte bevorzugt werden. Sie sind am haltbarsten und beständig gegen hohe Temperaturen

Gusseisen und Aluminium werden normalerweise nur in Fabrikregistern verwendet. Es ist zu schwierig, diese Metalle unter handwerklichen Bedingungen unabhängig voneinander zu schweißen. Gleiches gilt für Edelstahl oder verzinkten Stahl, daher ist es besser, keine Rohre aus diesen Materialien zu nehmen. Sie sind schwieriger zu kochen und ihre Wärmeübertragung ist geringer als die des üblichen schwarzen Gegenstücks.

Mit der Erfahrung beim Schweißen von Kupferoberflächen ist es nicht allzu problematisch, aus solchen Rohren ein Register zu erstellen. Aufgrund der hohen Wärmeübertragungsraten können sie mit einem kleineren Durchmesser als bei der Wahl einer Stahloption verwendet werden. So wird die Heizung billiger.

Kupfer hat hier jedoch einen gravierenden Nachteil - die Notwendigkeit eines neutralen und sauberen Kühlmittels. Wenn „schmutziges“ Wasser mit Verunreinigungen im Heizsystem zirkuliert, können Sie die lange Lebensdauer einer solchen Batterie vergessen.

Ein ähnliches Problem wird häufig auch aufgrund des Vorhandenseins von Elementen aus Metallen beobachtet, die mit Kupfer im System nicht kompatibel sind. Sofern keine Vorsichtsmaßnahmen vorgesehen sind, hält ein solches Register aufgrund elektrochemischer Korrosion nicht lange an.

Geräte mit eingebauter elektrischer Heizung

Die Standardversion des Registers impliziert den Anschluss an die Heizungsrohre eines zentralen Systems oder an einen Wasserkocher. Aber es gibt Geräte und völlig autonom. In einem der unteren Rohre ist ein Heizelement eingebaut, das von einem Stromnetz von 220 V gespeist wird.

Entsprechend der Konstruktion und dem Funktionsprinzip der Heizung im Register - dies ist ein gewöhnlicher Elektrokessel, der von einer einphasigen Standardsteckdose gespeist wird

Die Leistung des Warmwasserbereitungselements kann je nach Innenvolumen des Wärmetauschers zwischen 1 und 6 kW variieren. Eine solche Heizvorrichtung ist häufig mit einer Umwälzpumpe ausgestattet, so dass das Kühlmittel alle seine Abschnitte erreicht.

Ein solches autonomes Register wird häufig als zusätzliche Wärmequelle verwendet, die nur bei starkem Frost eingeschaltet wird. Bei nicht zu niedrigen Temperaturen außerhalb des Fensters wird der Raum von einem gemeinsamen Heizsystem beheizt. Zusätzlich zu Wasser im elektrischen Register ist eine Frostschutzfüllung möglich.

Auf unserer Website finden Sie einen Artikel, in dem wir die Merkmale der Auswahl und die Feinheiten des Anschlusses der Heizelemente für Heizkörper ausführlich beschrieben haben. Weitere Details - gehen Sie zu der Link.

Berechnung des Heizungsdesigns

Zunächst müssen Sie die erforderliche Wärmeabgabe für einen bestimmten Raum berechnen.

Gemäß den Regeln sollte eine solche wärmetechnische Berechnung unter Berücksichtigung folgender Punkte durchgeführt werden:

• die Fläche und Ausrichtung der Außenwände (in südlicher Sonnenrichtung oder nicht);
• Kubikkapazität eines beheizten Raumes;
• das Niveau der maximal möglichen negativen Temperaturen in der Region;
• den Grad der Wärmedämmung der zur Straße gerichteten Wände;
• das Vorhandensein eines anderen beheizten Raums von unten und / oder oben;
• Anzahl, Quadratur und Vielfalt der installierten Fenster;
• Vorhandensein / Fehlen von Türen, die sich direkt zur Straße öffnen.

Bauvorschriften empfehlen, dass Sie sogar die vorherrschende Windrose im Winter berücksichtigen. Auf der Luvseite der Wand ist der Wärmeverlust im Winter deutlich höher.

Vereinfacht für einen Raum mit einer Deckenhöhe von etwa 2,7 Metern wird die erforderliche Wärmeleistung berechnet, indem die Fläche des Raums mit 100 W multipliziert wird

Wenn sich die Decken im Raum auf einer Höhe von 3 Metern und höher befinden, sollten Sie für eine vereinfachte Berechnung die Kubikkapazität des beheizten Raums bereits mit 34 oder 41 Watt multiplizieren.Der erste Koeffizient gilt für Backsteingebäude und der zweite für Stahlbetonkonstruktionen.

Das Multiplizieren eines Zahlenpaares ist nicht schwierig. Wir müssen uns jedoch klar darüber im Klaren sein, dass solche bedingten Berechnungen sehr weit von reellen Zahlen entfernt sein können, da es hier viele Nuancen gibt.

Die optimalste Lösung besteht darin, die erforderliche Berechnung bei einem Spezialisten zu bestellen, der alle Parameter des Raums berücksichtigt. Wärmeverlust tritt durch Wände, Fenster, Böden, Decken und sogar Belüftung auf. Um die genauen Zahlen zu erhalten, müssen Sie ausnahmslos alles berücksichtigen.

Als nächstes müssen Sie die Rohrgrößen für das Heizregister berechnen. Verwenden Sie dazu die Formel:

Q = K * St * dt

Buchstabenbezeichnungen:

• Q ist die Wärmeleistung des Registers;
• K - Wärmeübergangskoeffizient, abhängig vom Rohrmaterial;
• St - Wärmeübertragungsfläche (entspricht der Anzahl der PI mal dem Durchmesser und der Länge des Rohrs);
• dt ist der Wärmekopf.

Dementsprechend bleibt bei Kenntnis von Q und dt nur der Rohrdurchmesser und seine Gesamtlänge zu wählen. Abhängig vom Design des Registers kann diese Pipeline dann in mehrere Segmente unterteilt werden, die anschließend durch Querträger verbunden werden. Der Wärmeübergang von letzterem ist besser, um die Berechnungen nicht zu erschweren, besser nicht zu berücksichtigen.

Die Zahl dt wird wiederum basierend auf der erforderlichen Raumtemperatur (Tv) und ihrer Leistung in der Zufuhr (Tp) und Rückgabe (To) berechnet - Gesamt-dt = (Tp + To) / 2-Tv

Wenn die Rohre mit einer Schlange verbunden werden, erhält jedes nachfolgende horizontale Segment ungefähr 10% weniger Wärmeenergie als das darüber befindliche. Jedes dieser Segmente der Registerpipeline sollte als separate Batterie betrachtet werden. Und wenn sich der Wärmeträger allmählich entlang bewegt und unweigerlich abkühlt, gelangt die Wärme in den Raum.

Ein weiterer Parameter ist der Abstand zwischen horizontalen Abschnitten (Hauptrohren), der die Höhe eines einzelnen Rohrs widerspiegelt. Wenn dieser Abstand zu klein gemacht wird, beginnen sich die Wärmeströme von oben und unten zu überlappen, was sich gegenseitig nachteilig beeinflusst.

Diese Zahl muss so gewählt werden, dass sie etwas größer als der Rohrdurchmesser ist. Dann ist die Wirksamkeit des Registers so hoch wie möglich.

Mit detaillierteren Berechnungen kann die Leistung der Heizbatterien und deren Anzahl abgelesen werden hier.

Merkmale der Installation

Das Einrichten eines Heizregisters ist nicht besonders kompliziert. Schwierigkeiten sind nur beim Schweißen von einzelnen Rohren möglich. Wenn es nicht viel Erfahrung im Schweißen gibt, ist es am besten, zuerst zu üben. Beim Kauf eines vorgefertigten werkseitig hergestellten Geräts sollten überhaupt keine Installationsprobleme auftreten.

Das Aufhängen an den Wänden des Rohrregisters erfolgt mit kräftigen Klammern (Haken). Wenn es auf den Boden gelegt wird, dann genug Eisenbeine. Es ist wichtig zu bedenken, dass die betreffende Stahlheizung ziemlich viel wiegt. Außerdem wird das Gewicht des Wassers im Inneren hinzugefügt, sodass die Halterungen und Ständer sehr zuverlässig sein sollten.

Die Enden des Rohrabschnitts werden mit speziellen Kugelstopfen verschlossen oder mit kleinen Stahlblechen aus Blech verschweißt. Armaturen mit Außengewinde zum Einbau eines Luftauslasshahns und zum Anschluss an das Heizsystem schneiden direkt in die Rohrwand oder in die Endplatte.

Die Oberfläche einer Batterie aus Stahl sollte mit hitzebeständiger Farbe beschichtet werden. Dank dessen wird das Gerät nicht nur äußerlich ästhetischer, sondern erhält auch zusätzlichen Korrosionsschutz.

Die ausführlichen Anweisungen zum Erstellen von DIY-Heizregistern finden Sie in dieses Zeug.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Die unten gesammelten Videos helfen Ihnen dabei, alle Nuancen der Berechnungen des Heizregisters und seiner Installation im Raum zu verstehen.

Technologie zur Herstellung eines Registers aus einem rechteckigen Profilrohr:

Vorteile und Berechnung der Leistung des Heizregisters:

Wenn Sie einen großen kubischen Raum heizen möchten, ist das Register der glattwandigen Stahlrohre dafür ideal. Wenn Sie die Fähigkeit haben, Schweißarbeiten durchzuführen, ist es nicht schwierig, eine solche selbstgemachte Batterie mit Ihren eigenen Händen zusammenzubauen. Es ist nur erforderlich, die Parameter dieses Geräts genau zu berechnen und die richtigen Rohrprodukte dafür auszuwählen.

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