Verwarmingsregisters: soorten constructies, berekening van parameters, installatiekenmerken

Er zijn een groot aantal verschillende batterijen in ontwerp en materiaalproductie voor verwarmingssystemen voor residentiële en niet-residentiële gebouwen. Maar de verwarmingsregisters onder hen vallen op door hun hoge warmteoverdrachtsefficiëntie en eenvoudige zelfmontage.

Extern en structureel lijken deze warmtewisselaars op gewone handdoekstangspoelen, maar ze zijn veel groter dan hun tegenhangers in de badkamer.

In het artikel dat we hebben gepresenteerd, worden de soorten verwarmingsregisters in detail geanalyseerd en zullen we ook de kenmerken van de installatie van dergelijke apparatuur analyseren.

Soorten verwarmingsregisters van pijpen

Het verwarmingsregister is een klassieke water-lucht warmtewisselaar. In de meeste gevallen is het gemaakt van een gladwandige metalen buis. Deze laatste is enkelvoudig of heeft de vorm van een reeks van meerdere segmenten van de horizontaal boven elkaar gelegen pijpleiding. In dit geval zijn er afzonderlijke structuren met vinnen.

Een kachel die alleen is gemaakt van een buis met gladde wanden is gemakkelijker te wassen met constante reiniging. Er zijn geen plaatranden of knelpunten die moeilijk met een doek kunnen worden afgeveegd. Hierdoor vormen zich geen "kolonies" van stof en vuil op zo'n register. In dit opzicht presteert hij aanzienlijk beter dan de nu wijdverspreide radiatoren met paneelsecties.

Typisch worden verwarmingsregisters geïnstalleerd in garages, magazijnen, werkplaatsen, ziekenhuizen en scholen - dat wil zeggen in kamers waar er verhoogde eisen worden gesteld aan brand- en sanitaire veiligheid

Het buizenregister doet niet onder voor wat betreft efficiëntie van warmte-energie-output en verwarmingskosten conventionele batterijen, en overtreft ze vaak. Het totale oppervlak van de warmteoverdracht is in beide gevallen ongeveer hetzelfde, alleen stroomt het koelmiddel door het apparaat in kwestie door een breed kanaal.

De hydraulische weerstand is in deze situatie veel lager dan bij een standaard radiator uit meerdere paneeldelen. En dit heeft direct invloed op de energiekosten voor het pompen van water door een vergelijkbaar verwarmingscircuit.

Soorten ontwerp

Uiterlijk ziet het verwarmingsregister er niet te elegant uit. Maar het is goedkoop en gemakkelijk te vervaardigen. En als u een beetje moeite doet, past zo'n kachel-warmtewisselaar heel goed in het interieur van zelfs een woonkamer.

In huiselijke dorpshuizen werd tot voor kort bijna overal een vergelijkbare versie van het verwarmingssysteem gebruikt. In de Sovjettijd waren radiatoren met paneelsecties niet te koop, maar het was niet zo moeilijk om een ​​brede pijp te krijgen.

En dan was alleen nog een lasmachine nodig. De resulterende pijpverwarmer wordt elementair en snel verbonden met de waterwarmtewisselaar in de houtkachel. Lees meer over de technologie voor vervanging van gaslasbatterijen verder.

Hoe dichter de verticale buizen in het sectieregister zich bij de rand bevinden, hoe hoger de warmteoverdracht van het apparaat - het water aan de uiteinden van horizontale buizen wordt langzamer bijgewerkt dan in gebieden met directe koelmiddelstroom

Alle soorten verwarmingsregisters zijn onderverdeeld in twee groepen:

1. Sectioneel.
2. Spoelen (S-vormig).

In het eerste geval zijn horizontale buizen met elkaar verbonden door dwarsaftakpijpen met een kleinere doorsnede, en in het tweede door bogen met dezelfde diameter.

Beide opties hebben betrekking op grote lasvolumes. Het spoelapparaat kan ook worden gemaakt door één buis te buigen. Op deze manier kan echter niet elk buisvormig artikel met een grote diameter van staal worden gebogen. Het is veel gemakkelijker om kant-en-klare bogen te nemen en deze aan de horizontale segmenten van het register te lassen.

In het apparaat met de “schroefdraad” aansluiting (de nozzles zitten afwisselend rechts / links) zijn er geen zones met koud koelmiddel, het water stroomt hier geleidelijk door alle leidingen

Bij het verbinden van de horizontale secties van het sectionele register met de "kolom" verbinding, worden de dwarsstukpijpen aan beide uiteinden gelast. De circulatie van het koelmiddel in een dergelijke kachel vindt parallel plaats. Als gevolg hiervan kunnen afzonderlijke zones daarin minder warmte ontvangen. Heet water stroomt eenvoudig in het lagere segment voordat het het einde bereikt.

In de "thread", waar de koelvloeistof door alle delen van het register stroomt, treden dergelijke problemen niet op. In dit opzicht lijkt dit register veel op een spoel. Alleen water erin beweegt van de ingang naar de uitgang van de batterij door pijpen van verschillende secties.

De spoelen kunnen verschillende bochten hebben, in dit geval om de structuur op sommige plaatsen te versterken, worden vaak dwarsinzetten uit een hoek of een dikke staaf gemaakt

Als er geen kant-en-klare bogen zijn voor het S-vormige register, is het beter om zelf een doorsnede-apparaat te maken. Het is buitengewoon moeilijk om een ​​buis met grote doorsnede te buigen zonder speciale apparatuur. Bijna de enige optie is om het metaal met gaslassen te verwarmen en voorzichtig te buigen. Maar er bestaat een risico op krachtverlies door de wanden van de buis.

Doorsnedeaanzicht bevat ook een register met een paar zijverzamelaars. Ze zijn gemaakt van buizen met dezelfde diameter als de hoofdsecties en spelen de rol van dwarse buizen. Water beweegt in dit geval niet van boven naar beneden, maar van links naar rechts (of andersom).

Opties voor het fabricagemateriaal

Meestal maken ambachtslieden thuis zelf verwarmingsregisters stalen buizen. De belangrijkste voordelen van deze optie zijn lage kosten, materiaalbeschikbaarheid en relatief lasgemak.

Naast een ronde buis kan het verwarmingsregister ook worden gemaakt van zijn geprofileerde analoog - de hydraulische weerstand zal iets anders blijken te zijn, maar niet meer

In de fabriek worden registers uitgegeven van:

• staal;
• aluminium;
• koper;
• gietijzer.

Leidend in warmteoverdracht en duurzaamheid koperen optie. Maar met grote maten kost zo'n verwarming een aardige cent. Een aluminium apparaat is inferieur qua thermische geleidbaarheid, maar het is ook veel goedkoper.

Het meest populaire en goedkope type verwarmingsregisters is staal.Dit is echter ook de meest inefficiënte optie om warmte van water naar lucht over te brengen van alle warmtetechniek die in winkels wordt verkocht.

De warmtegeleidingscoëfficiënt voor verschillende staalbereiken varieert van 45-48 W / (m * K). In gietijzer ligt het in de buurt van 60, in aluminium 200–240 en in koper ongeveer 400 W / (m * K). Staal verliest ze allemaal in deze technische parameter.

Bij het kiezen van stalen buizen moet de voorkeur worden gegeven aan koolstofstalen producten, deze zijn het meest duurzaam en bestand tegen hoge temperaturen

Gietijzer en aluminium worden meestal alleen gebruikt in fabrieksregisters. Onder artisanale omstandigheden is het te moeilijk om deze metalen onafhankelijk te lassen. Hetzelfde geldt voor roestvrij of gegalvaniseerd staal, dus het is beter om geen buizen uit deze materialen te halen. Ze zijn moeilijker te koken en hun warmteoverdracht is lager dan die van de gebruikelijke zwarte tegenhanger.

Met ervaring in het lassen van koperen oppervlakken is het maken van een register van dergelijke pijpen niet al te problematisch. Vanwege de hoge warmteoverdrachtsnelheden kunnen ze worden genomen met een kleinere diameter dan bij het kiezen van een stalen optie. De kachel wordt dus goedkoper.

Koper heeft hier echter een ernstig nadeel: de behoefte aan een neutraal en schoon koelmiddel. Als er "vuil" water met onzuiverheden in het verwarmingssysteem circuleert, vergeet u de lange levensduur van een dergelijke batterij.

Een soortgelijk probleem wordt ook vaak waargenomen vanwege de aanwezigheid van elementen van metalen die niet compatibel zijn met koper in het systeem. Tenzij een aantal voorzorgsmaatregelen is getroffen, zal een dergelijk register niet lang standhouden vanwege elektrochemische corrosie.

Apparaten met ingebouwde elektrische verwarming

De standaardversie van het register impliceert de aansluiting op de verwarmingsbuizen van een gecentraliseerd systeem of met een boiler. Maar er zijn apparaten en volledig autonoom. In een van de onderste buizen is een verwarmingselement ingebouwd, aangedreven door een elektrisch netwerk van 220 V.

Volgens het ontwerp en het werkingsprincipe van de kachel in het register - dit is een gewone elektrische ketel, aangedreven door een standaard eenfase-stopcontact

Het vermogen van het waterverwarmingselement kan variëren van 1-6 kW, afhankelijk van het interne volume van de warmtewisselaar. Zo'n verwarmingsapparaat is vaak uitgerust met een circulatiepomp zodat het koelmiddel alle secties bereikt.

Zo'n autonoom register wordt vaak gebruikt als extra warmtebron, die alleen wordt ingeschakeld bij strenge vorst. Bij niet te lage temperaturen buiten het raam wordt de kamer verwarmd via een gemeenschappelijk verwarmingssysteem. Naast water in het elektrische register is antivries vullen mogelijk.

Er is een artikel op onze website waar we de kenmerken van de keuze en subtiliteiten van het aansluiten van de verwarmingselementen voor verwarmingsradiatoren in detail hebben beschreven. Meer details - ga naar de link.

Berekening van het verwarmingsontwerp

Eerst moet u de benodigde warmteafgifte voor een bepaalde kamer berekenen.

Volgens de regels moet bij een dergelijke berekening van de warmtetechniek rekening worden gehouden met:

• het gebied en de oriëntatie van de buitenmuren (in de zuidelijke zonnerichting of niet);
• kubieke capaciteit van een verwarmde kamer;
• het niveau van de maximaal mogelijke negatieve temperaturen in de regio;
• de mate van thermische isolatie van de muren aan de straatkant;
• de aanwezigheid van onder en / of boven van een andere verwarmde kamer;
• hoeveelheid, kwadratuur en variëteit van geïnstalleerde vensters;
• aanwezigheid / afwezigheid van deuren die direct naar de straat openen.

Bouwcodes bevelen aan dat je zelfs de heersende windroos in de winter in overweging neemt. Aan de loefzijde van de muur zal het warmteverlies in de winterperiode duidelijk hoger zijn.

Vereenvoudigd voor een kamer met een plafondhoogte van ongeveer 2,7 meter, wordt het benodigde thermische vermogen berekend door het oppervlak van de kamer te vermenigvuldigen met 100 W

Als de plafonds in de kamer zich op een niveau van 3 meter en hoger bevinden, moet u voor een vereenvoudigde berekening de kubieke capaciteit van de verwarmde ruimte al vermenigvuldigen met 34 of 41 watt.De eerste coëfficiënt wordt genomen voor bakstenen gebouwen en de tweede - voor constructies van gewapend beton.

Een paar getallen vermenigvuldigen is niet moeilijk. Maar we moeten ons er duidelijk van bewust zijn dat dergelijke voorwaardelijke berekeningen ver verwijderd kunnen zijn van echte getallen, omdat er hier veel nuances zijn.

De meest optimale oplossing is om de benodigde berekening te bestellen bij een specialist die rekening houdt met alle parameters van de kamer. Warmteverlies treedt op door muren, ramen, vloeren, plafonds en zelfs ventilatie. Om de exacte cijfers te krijgen, moet u alles zonder uitzondering overwegen.

Vervolgens moet u de buisafmetingen voor het verwarmingsregister berekenen. Gebruik hiervoor de formule:

Q = K * St * dt

letter aanduidingen:

• Q is het thermische vermogen van het register;
• K - warmteoverdrachtscoëfficiënt, hangt af van het buismateriaal;
• St - warmteoverdrachtsgebied (gelijk aan het aantal PI maal de diameter en lengte van de buis);
• dt is de warmtekop.

Dienovereenkomstig, wetende Q en dt, blijft het alleen om de buisdiameter en de totale lengte te kiezen. Vervolgens kan deze pijplijn, afhankelijk van de vormgeving van het register, worden opgedeeld in verschillende segmenten, die vervolgens worden verbonden door dwarsbalken. De warmteoverdracht van de laatste, om de berekeningen niet ingewikkeld te maken, is beter om geen rekening mee te houden.

Het cijfer dt wordt op zijn beurt berekend op basis van de vereiste kamertemperatuur (Tv) en zijn prestaties in de toevoer (Tp) en retour (To) - totaal dt = (Tp + To) / 2-Tv

Bij het verbinden van de buizen met een slang ontvangt elk volgend horizontaal segment ongeveer 10% minder thermische energie dan die hierboven. Elk dergelijk segment van de registerpijplijn moet worden beschouwd als een afzonderlijke batterij. En terwijl de warmtedrager langzaam en onvermijdelijk langs hen beweegt, gaat de warmte de kamer in.

Een andere parameter is de afstand tussen horizontale secties (hoofdleidingen), die de hoogte van een individuele buis weerspiegelt. Als deze speling te klein wordt gemaakt, begint de warmte van boven en onder elkaar te overlappen, waardoor ze elkaar nadelig beïnvloeden.

Dit cijfer moet zo worden gekozen dat het iets groter is dan de diameter van de buis. Dan is de effectiviteit van het register het hoogst.

Met meer gedetailleerde berekeningen van het vermogen van de verwarmingsbatterijen en hun aantal kan worden afgelezen hier.

Kenmerken van de installatie

Niets is zo ingewikkeld om een ​​verwarmingsregister op te zetten. Moeilijkheden zijn alleen mogelijk bij het lassen van afzonderlijke buizen. Als er niet veel ervaring is met lassen, kunt u het beste eerst oefenen. Bij het kopen van een geprefabriceerd, in de fabriek gemaakt apparaat mogen er helemaal geen installatieproblemen optreden.

Ophangen aan de wanden van het buizenregister gebeurt met behulp van krachtige beugels (haken). Als het op de grond wordt geplaatst, zijn er voldoende ijzeren poten. Het is belangrijk om te onthouden dat de betreffende stalen kachel behoorlijk veel weegt. Bovendien wordt het gewicht van het water erin toegevoegd, dus de steunen en standaards moeten super betrouwbaar zijn.

De uiteinden van het buisgedeelte worden afgesloten met speciale bolvormige pluggen of gelast met kleine stalen rondjes gesneden uit plaatstaal. Koppelingen met buitendraad voor het installeren van een luchtafvoerkraan en aansluiting op het verwarmingssysteem, direct in de buiswand of in de eindplaat gesneden.

Het oppervlak van een stalen batterij moet worden bekleed met hittebestendige verf. Hierdoor wordt het apparaat niet alleen uiterlijk mooier, maar krijgt het ook extra bescherming tegen corrosie.

U kunt de gedetailleerde instructies voor het maken van doe-het-verwarmingsregisters lezen in dit spul.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De onderstaande video's zullen u helpen om alle nuances van de berekeningen van het verwarmingsregister en de installatie ervan in de kamer te begrijpen.

Technologie voor het vervaardigen van een register uit een buis met rechthoekig profiel:

Voordelen en berekening van het vermogen van het verwarmingsregister:

Wil je een grote kubuskamer verwarmen, dan is het register van gladwandige stalen buizen hiervoor uitermate geschikt. Als je de vaardigheid hebt om laswerk uit te voeren, is het niet moeilijk om zo'n zelfgemaakte batterij met je eigen handen te monteren. Het is alleen nodig om de parameters van dit apparaat nauwkeurig te berekenen en de juiste buisproducten ervoor te kiezen.

Heeft u vragen, vindt u bugs of is er waardevolle informatie die u kunt delen met bezoekers van onze site? Laat uw opmerkingen achter, stel vragen in het feedbackformulier onder het artikel.