Registros de calefacción: tipos de estructuras, cálculo de parámetros, características de instalación.

Hay una gran cantidad de baterías diferentes en diseño y fabricación de materiales para sistemas de calefacción para locales residenciales y no residenciales. Pero los registros de calefacción entre ellos destacan por su alta eficiencia de transferencia de calor y facilidad de autoensamblaje.

Externamente y estructuralmente, estos intercambiadores de calor se parecen a las bobinas de toalleros comunes, pero son mucho más grandes en tamaño que sus homólogos de baño.

En el artículo que presentamos, los tipos de registros de calefacción se analizan en detalle, y también analizaremos las características de la instalación de dichos equipos.

Variedades de registros de calefacción de tuberías.

El registro de calefacción es un clásico intercambiador de calor agua-aire. En la mayoría de los casos, está hecho de un tubo de metal de paredes lisas. Este último es individual o en forma de una serie de varios segmentos de la tubería ubicados horizontalmente uno encima del otro. En este caso, hay estructuras separadas con aletas.

Un calentador hecho solo de una tubería de paredes lisas es más fácil de lavar con una limpieza constante. No hay bordes de placa o cuellos de botella que sean difíciles de limpiar con un trapo. Como resultado, no se forman "colonias" de polvo y suciedad en dicho registro. En este sentido, supera ampliamente a los radiadores seccionales de panel ahora extendidos.

Por lo general, los registros de calefacción se instalan en garajes, almacenes, talleres, hospitales y escuelas, es decir, en habitaciones donde hay mayores requisitos de seguridad contra incendios y sanitaria.

El registro de la tubería no es inferior en términos de eficiencia de producción de energía térmica y costos de calefacción. baterías convencionales, y a menudo los supera. La superficie total de la transferencia de calor en ambos casos es aproximadamente la misma, solo en el dispositivo considerado, el refrigerante fluye a través de un canal ancho.

La resistencia hidráulica en esta situación es mucho menor que la de un radiador estándar de varias secciones del panel. Y esto afecta directamente los costos de energía para bombear agua a través de un circuito de calefacción similar.

Tipos de diseño

Externamente, el registro de calefacción no se ve muy elegante. Pero es barato y fácil de fabricar. Y si hace un poco de esfuerzo, un intercambiador de calor de este tipo puede encajar incluso en el interior de una sala de estar.

En las casas de los pueblos domésticos, hasta hace poco, se usaba una versión similar del sistema de calefacción en casi todas partes. En la época soviética, los radiadores seccionales de panel no estaban a la venta, pero no era tan difícil conseguir una tubería ancha.

Y luego solo se requería una máquina de soldar. El calentador de tubería resultante se conecta al intercambiador de calor de agua dentro de la estufa de leña mediante soldadura elemental y rápida. Lea más sobre la tecnología de reemplazo de baterías para soldadura por gas más allá.

Cuanto más cerca estén las tuberías verticales en el registro seccional del borde, mayor será la transferencia de calor del dispositivo: el agua en los extremos de las tuberías horizontales se actualiza más lentamente que en áreas con flujo directo de refrigerante

Todos los tipos de registros de calefacción se dividen en dos grupos:

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

En el primer caso, los tubos horizontales están interconectados por tubos de derivación transversales de una sección más pequeña, y en el segundo, por arcos del mismo diámetro.

Ambas opciones implican grandes volúmenes de soldadura. El dispositivo de la bobina también se puede hacer doblando un tubo. Sin embargo, no todos los artículos tubulares de gran diámetro hechos de acero pueden doblarse de esta manera. Es mucho más fácil tomar arcos prefabricados y soldarlos a los segmentos horizontales del registro.

En el dispositivo con la conexión de "rosca" (las boquillas se ubican alternativamente a la derecha / izquierda) no hay zonas con refrigerante frío, el agua aquí pasa gradualmente por todas las tuberías

Cuando se conectan las secciones horizontales del registro seccional con la conexión de "columna", los tubos transversales se sueldan en ambos extremos. La circulación del refrigerante en dicho calentador tiene lugar en paralelo. Como resultado, las zonas individuales pueden recibir menos calor. El agua caliente simplemente fluye hacia el segmento inferior antes de llegar al extremo más alejado.

En el "hilo", donde el refrigerante pasa a través de todas las partes del registro, tales problemas no surgen. En este sentido, este registro es muy parecido a una bobina. Solo el agua que entra se mueve desde la entrada hasta la salida de la batería a través de tuberías de diferentes secciones.

Las bobinas pueden tener varias curvas, en este caso, para fortalecer la estructura en algunos lugares, a menudo se hacen insertos transversales desde una esquina o una barra gruesa

Si no hay arcos listos para el registro en forma de S a mano, entonces es mejor hacer un dispositivo seccional usted mismo. Es extremadamente difícil doblar una tubería de sección transversal grande sin un equipo especial. Casi la única opción es calentar el metal con soldadura de gas y doblarlo cuidadosamente. Pero existe el riesgo de pérdida de resistencia por las paredes de la tubería.

La vista en sección también incluye un registro con un par de colectores laterales. Están hechas de tubos del mismo diámetro que las secciones principales, desempeñando el papel de tubos transversales. El agua en este caso no se mueve de arriba a abajo, sino de izquierda a derecha (o viceversa).

Opciones para el material de fabricación.

Muy a menudo, los artesanos del hogar hacen registros de calefacción de sus propias manos. tubos de acero. Las principales ventajas de esta opción son el bajo costo, la disponibilidad de material y la relativa facilidad de soldadura.

Además de una tubería redonda, el registro de calefacción también se puede hacer a partir de su análogo perfilado: la resistencia hidráulica será ligeramente diferente, pero no más

En la fábrica, los registros se emiten desde:

• acero
• aluminio;
• cobre
• hierro fundido

Líder en transferencia de calor y durabilidad opción de cobre. Pero con tamaños grandes, dicho calentador costará un centavo. Un dispositivo de aluminio es inferior a él en términos de conductividad térmica, pero también es mucho más barato.

El tipo más popular y económico de registros de calefacción es el acero.Sin embargo, esta también es la opción más ineficiente para transferir calor del agua al aire de toda la ingeniería de calor que se vende en las tiendas.

El coeficiente de conductividad térmica para diferentes aceros varía de 45–48 W / (m * K). En hierro fundido se encuentra en la región de 60, en aluminio 200–240 y en cobre alrededor de 400 W / (m * K). El acero pierde a todos ellos en este parámetro técnico.

Al elegir tuberías de acero, se debe dar preferencia a los productos de acero al carbono, son los más duraderos y resistentes a las altas temperaturas.

El hierro fundido y el aluminio generalmente se usan solo en los registros de fabricación de fábrica. Es muy difícil soldar estos metales independientemente en condiciones artesanales. Lo mismo se aplica al acero inoxidable o galvanizado, por lo que es mejor no tomar tuberías de estos materiales. Son más difíciles de cocinar, y su transferencia de calor es menor que la de la contraparte negra habitual.

Con experiencia en soldar superficies de cobre, hacer un registro de tales tuberías no es demasiado problemático. Debido a las altas tasas de transferencia de calor, se pueden tomar con un diámetro más pequeño que al elegir una opción de acero. Entonces el calentador será más barato.

Sin embargo, el cobre tiene un serio inconveniente aquí: la necesidad de un refrigerante neutro y limpio. Si circula agua “sucia” con impurezas en el sistema de calefacción, puede olvidarse de la larga vida útil de dicha batería.

También se observa a menudo un problema similar debido a la presencia de elementos de metales incompatibles con el cobre en el sistema. A menos que se prevean una serie de medidas de precaución, dicho registro no durará mucho debido a la corrosión electroquímica.

Dispositivos con calentador eléctrico incorporado.

La versión estándar del registro implica su conexión a las tuberías de calefacción de un sistema centralizado o con una caldera de calentamiento de agua. Pero hay dispositivos y completamente autónomos. En uno de los tubos inferiores, un elemento calefactor está integrado en ellos, alimentado por una red eléctrica de 220 V.

De acuerdo con el diseño y el principio de funcionamiento del calentador en el registro, esta es una caldera eléctrica ordinaria, alimentada por una salida monofásica estándar

La potencia del elemento calentador de agua puede variar entre 1 y 6 kW, según el volumen interno del intercambiador de calor. Tal dispositivo de calentamiento a menudo está equipado con una bomba de circulación para que el refrigerante llegue a todas sus secciones.

Tal registro autónomo a menudo se usa como una fuente adicional de calor, que se enciende solo en heladas severas. A temperaturas no demasiado bajas fuera de la ventana, la sala se calienta con un sistema de calefacción común. Además del agua en el registro eléctrico, es posible el llenado de anticongelante.

Hay un artículo en nuestro sitio web donde describimos en detalle las características de la elección y las sutilezas de conectar los elementos calefactores para calentar radiadores. Más detalles - ir a el enlace.

Cálculo del diseño del calentador.

Primero, debe calcular la producción de calor requerida para una habitación en particular.

De acuerdo con las reglas, dicho cálculo de ingeniería de calor debe hacerse teniendo en cuenta:

• el área y orientación de las paredes externas (en la dirección solar sur o no);
• capacidad cúbica de una habitación climatizada;
• el nivel de las temperaturas negativas máximas posibles en la región;
• el grado de aislamiento térmico de las paredes que dan a la calle;
• la presencia desde abajo y / o arriba de otra habitación climatizada;
• cantidad, cuadratura y variedad de ventanas instaladas;
• presencia / ausencia de puertas que se abren directamente a la calle.

Los códigos de construcción recomiendan que incluso considere la rosa de los vientos predominante en invierno. En el lado de barlovento de la pared, la pérdida de calor durante el período de invierno será claramente mayor.

Simplificado para una habitación con una altura de techo de alrededor de 2,7 metros, la potencia térmica necesaria se calcula multiplicando el área de la habitación por 100 W

Si los techos de la habitación se encuentran a un nivel de 3 metros o más, para un cálculo simplificado, ya debe multiplicar la capacidad cúbica del espacio calentado por 34 o 41 vatios.El primer coeficiente se toma para edificios de ladrillo, y el segundo - para estructuras de hormigón armado.

Multiplicar un par de números no es difícil. Pero debemos ser conscientes de que tales cálculos condicionales pueden estar muy lejos de los números reales, ya que aquí hay muchos matices.

La solución más óptima es ordenar el cálculo necesario a un especialista que tendrá en cuenta todos los parámetros de la sala. La pérdida de calor ocurre a través de paredes, ventanas, pisos, techos e incluso ventilación. Para obtener los números exactos, debe considerar todo sin excepción.

A continuación, debe calcular los tamaños de tubería para el registro de calefacción. Para hacer esto, use la fórmula:

Q = K * St * dt

designaciones de letras:

• Q es la potencia térmica del registro;
• K - coeficiente de transferencia de calor, depende del material de la tubería;
• St - área de transferencia de calor (igual al número de PI multiplicado por el diámetro y la longitud de la tubería);
• dt es la cabeza de calor.

En consecuencia, conociendo Q y dt, solo queda elegir el diámetro de la tubería y su longitud total. Luego, dependiendo del diseño del registro, esta tubería se puede dividir en varios segmentos, que posteriormente se conectarán por miembros transversales. La transferencia de calor de este último, para no complicar los cálculos, es mejor no tener en cuenta.

La cifra dt, a su vez, se calcula en función de la temperatura ambiente requerida (Tv) y sus indicadores en el suministro (Tp) y el retorno (T0) - dt total = (Tp + Tot) / 2-Tv

Al conectar las tuberías con una serpiente, cada segmento horizontal subsiguiente recibe aproximadamente un 10% menos de energía térmica que la que se encuentra arriba. Cada segmento de la tubería de registro debe considerarse como una batería separada. Y el portador de calor a medida que avanza a lo largo de ellos gradualmente e inevitablemente se enfría, el calor entra en la habitación.

Otro parámetro es la distancia entre secciones horizontales (tuberías principales), que refleja la altura de una tubería individual. Si este espacio libre es demasiado pequeño, entonces el flujo de calor desde arriba y abajo comenzará a superponerse, afectando negativamente entre sí.

Esta figura debe seleccionarse de modo que sea un poco más grande que el diámetro de la tubería. Entonces la efectividad del registro será la más alta posible.

Con cálculos más detallados de la potencia de las baterías de calefacción y su número se puede leer aqui.

Características de la instalación.

No hay nada particularmente complicado en la configuración de un registro de calefacción. Las dificultades son posibles solo cuando se suelda de tuberías individuales. Si no hay mucha experiencia en soldadura, es mejor practicar primero. Al comprar un dispositivo prefabricado hecho en fábrica, no deberían surgir problemas de instalación.

Para colgar en las paredes del registro de tuberías se utilizan soportes potentes (ganchos). Si se coloca en el piso, entonces suficientes patas de hierro. Es importante recordar que el calentador de acero en cuestión pesa bastante. Además, se agrega el peso del agua en el interior, por lo que los soportes y soportes deben ser súper confiables.

Los extremos de la sección del tubo se cierran con tapones esféricos especiales o se sueldan utilizando pequeñas rondas de acero cortadas de chapa. Los accesorios con una rosca externa para instalar un grifo de escape de aire y conectarse al sistema de calefacción cortan directamente en la pared de la tubería o en la placa final.

La superficie de una batería de acero debe recubrirse con pintura resistente al calor. Gracias a él, el dispositivo no solo se volverá externamente más estéticamente agradable, sino que también obtendrá una protección anticorrosión adicional.

Puede leer las instrucciones detalladas para crear registros de calefacción de bricolaje en estas cosas.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Los videos recopilados a continuación lo ayudarán a comprender todos los matices de los cálculos del registro de calefacción y su instalación en la habitación.

Tecnología para fabricar un registro a partir de una tubería de perfil rectangular:

Ventajas y cálculo de la potencia del registro de calefacción:

Si desea calentar una habitación cúbica grande, entonces el registro de tubos de acero de paredes lisas es ideal para esto. Si tiene la habilidad para realizar trabajos de soldadura, no es difícil ensamblar una batería hecha en casa con sus propias manos. Solo es necesario calcular con precisión los parámetros de este dispositivo y elegir los productos tubulares adecuados para él.

¿Tiene preguntas, encuentra errores o hay información valiosa que puede compartir con los visitantes de nuestro sitio? Por favor, deje sus comentarios, haga preguntas en el formulario de comentarios ubicado debajo del artículo.