Registres de chauffage: types de structures, calcul des paramètres, caractéristiques d'installation

Il existe un grand nombre de batteries de conception et de fabrication de matériaux différentes pour les systèmes de chauffage des locaux résidentiels et non résidentiels. Mais les registres de chauffage se distinguent par leur grande efficacité de transfert de chaleur et leur facilité d'auto-assemblage.

Extérieurement et de manière constructive, ces échangeurs de chaleur ressemblent à des bobines de sèche-serviettes ordinaires, mais ils sont de taille beaucoup plus grande que leurs homologues de salle de bain.

Dans l'article que nous avons présenté, les types de registres de chauffage sont analysés en détail, et nous analyserons également les caractéristiques de l'installation de tels équipements.

Variétés de registres de chauffage des tuyaux

Le registre de chauffage est un échangeur de chaleur eau-air classique. Dans la plupart des cas, il est constitué d'un tuyau métallique à paroi lisse. Ce dernier est soit unique, soit sous la forme d'une série de plusieurs segments du pipeline situés horizontalement les uns au-dessus des autres. Dans ce cas, il existe des structures séparées avec des ailettes.

Un appareil de chauffage composé uniquement d'un tuyau à paroi lisse est plus facile à laver avec un nettoyage constant. Il n'y a pas de bords de plaque ou de goulots d'étranglement difficiles à essuyer avec un chiffon. Par conséquent, des «colonies» de poussière et de saleté ne se forment pas sur un tel registre. À cet égard, il surpasse largement les radiateurs à panneaux à section maintenant répandus.

En règle générale, les registres de chauffage sont installés dans les garages, les entrepôts, les ateliers, les hôpitaux et les écoles - c'est-à-dire dans les pièces où les exigences en matière d'incendie et de sécurité sanitaire sont accrues.

Le registre des tuyaux n'est pas inférieur en termes d'efficacité de la production d'énergie thermique et des coûts de chauffage batteries conventionnelles, et les dépasse souvent. La surface totale du transfert de chaleur dans les deux cas est approximativement la même, seulement dans le dispositif considéré le liquide de refroidissement s'écoule à travers un large canal.

La résistance hydraulique dans cette situation est beaucoup plus faible que celle d'un radiateur standard de plusieurs sections de panneau. Et cela affecte directement les coûts énergétiques du pompage de l'eau à travers un circuit de chauffage similaire.

Types de conception

Extérieurement, le registre de chauffage n'a pas l'air trop élégant. Mais il est bon marché et facile à fabriquer. Et si vous faites un petit effort, un tel échangeur de chaleur-chauffage peut tout à fait s'intégrer à l'intérieur même d'un salon.

Dans les maisons de village, jusqu'à récemment, une version similaire du système de chauffage était utilisée presque partout. À l'époque soviétique, les radiateurs à panneaux n'étaient pas en vente, mais il n'était pas si difficile d'obtenir un tuyau large.

Et puis seule une machine à souder était nécessaire. Le tuyau chauffant qui en résulte est relié à l'échangeur de chaleur à eau à l'intérieur du poêle à bois par soudage élémentaire et rapide. En savoir plus sur la technologie de remplacement des batteries de soudage au gaz Plus loin.

Plus les tuyaux verticaux du registre de section sont proches du bord, plus le transfert de chaleur de l'appareil est élevé - l'eau aux extrémités des tuyaux horizontaux est mise à jour plus lentement que dans les zones à écoulement direct de liquide de refroidissement

Tous les types de registres de chauffage sont divisés en deux groupes:

1. En coupe.
2. Bobines (en forme de S).

Dans le premier cas, les canalisations horizontales sont reliées entre elles par des canalisations transversales de section plus petite, et dans le second, par des arcs de même diamètre.

Les deux options impliquent de grands volumes de soudage. Le dispositif de bobine peut également être fabriqué en pliant un tuyau. Cependant, tous les articles tubulaires de grand diamètre en acier ne peuvent pas être pliés de cette manière. Il est beaucoup plus facile de prendre des arcs prêts à l'emploi et de les souder aux segments horizontaux du registre.

Dans l'appareil avec la connexion "filetage" (les buses sont situées alternativement à droite / à gauche), il n'y a pas de zones avec du liquide de refroidissement froid, l'eau ici passe progressivement à travers tous les tuyaux

Lors de la connexion des sections horizontales du registre de section avec la connexion «colonne», les tuyaux de traverse sont soudés aux deux extrémités. La circulation du liquide de refroidissement dans un tel réchauffeur se fait en parallèle. Par conséquent, certaines zones individuelles peuvent recevoir moins de chaleur. L'eau chaude s'écoule simplement dans le segment inférieur avant d'atteindre l'extrémité distante.

Dans le "fil", où le liquide de refroidissement traverse toutes les parties du registre, de tels problèmes ne se posent pas. À cet égard, ce registre ressemble beaucoup à une bobine. Seule l'eau qui s'y trouve se déplace de l'entrée à la sortie de la batterie à travers des tuyaux de différentes sections.

Les bobines peuvent avoir plusieurs coudes, dans ce cas, pour renforcer la structure à certains endroits, des inserts transversaux d'un coin ou une barre épaisse sont souvent réalisés

S'il n'y a pas d'arcs prêts à l'emploi pour le registre en forme de S à portée de main, il est préférable de fabriquer vous-même un appareil en coupe. Il est extrêmement difficile de plier un tuyau de grande section sans équipement spécial. Presque la seule option est de chauffer le métal par soudage au gaz et de le plier soigneusement. Mais il existe un risque de perte de résistance par les parois du tuyau.

La vue en coupe comprend également un registre avec une paire de collecteurs latéraux. Ils sont fabriqués à partir de tuyaux de même diamètre que les sections principales, jouant le rôle de tuyaux transversaux. Dans ce cas, l'eau ne se déplace pas de haut en bas, mais de gauche à droite (ou vice versa).

Options pour le matériau de fabrication

Le plus souvent, les artisans de la maison fabriquent leurs propres registres de chauffage tubes d'acier. Les principaux avantages de cette option sont son faible coût, la disponibilité des matériaux et la relative facilité de soudage.

En plus d'un tuyau rond, le registre de chauffage peut également être fabriqué à partir de son analogue profilé - la résistance hydraulique se révélera légèrement différente, mais pas plus

En usine, les registres sont délivrés par:

• acier;
• aluminium;
• cuivre;
• fonte.

Leader dans le transfert de chaleur et la durabilité option cuivre. Mais avec de grandes tailles, un tel radiateur coûtera un joli sou. Un appareil en aluminium lui est inférieur en termes de conductivité thermique, mais il est également beaucoup moins cher.

Le type de registre de chauffage le plus populaire et le moins cher est l'acier.Cependant, c'est également l'option la plus inefficace pour transférer la chaleur de l'eau à l'air de toute la technique thermique vendue dans les magasins.

Le coefficient de conductivité thermique pour différents aciers varie de 45 à 48 W / (m * K). En fonte, elle est de l'ordre de 60, en aluminium 200–240 et en cuivre d'environ 400 W / (m * K). L'acier perd à tous dans ce paramètre technique.

Lors du choix des tuyaux en acier, la préférence doit être accordée aux produits en acier au carbone, ils sont les plus durables et résistants aux températures élevées

La fonte et l'aluminium ne sont généralement utilisés que dans les registres de fabrication en usine. Il est trop difficile de souder ces métaux indépendamment dans des conditions artisanales. La même chose s'applique à l'acier inoxydable ou galvanisé, il est donc préférable de ne pas prendre de tuyaux de ces matériaux. Ils sont plus difficiles à cuire et leur transfert de chaleur est inférieur à celui de l'homologue noir habituel.

Avec l'expérience dans le soudage de surfaces en cuivre, faire un registre à partir de tels tuyaux n'est pas trop problématique. En raison des taux de transfert de chaleur élevés, ils peuvent être pris avec un diamètre plus petit que lors du choix d'une option en acier. Le chauffage sera donc moins cher.

Cependant, le cuivre présente ici un sérieux inconvénient - la nécessité d'un liquide de refroidissement neutre et propre. Si de l'eau «sale» avec des impuretés circule dans le système de chauffage, vous pouvez oublier la longue durée de vie d'une telle batterie.

Un problème similaire est également souvent observé en raison de la présence d'éléments de métaux incompatibles avec le cuivre dans le système. Sauf si un certain nombre de mesures de précaution sont prévues, un tel registre ne durera pas longtemps en raison de la corrosion électrochimique.

Appareils avec chauffage électrique intégré

La version standard du registre implique sa connexion aux tuyaux de chauffage d'un système centralisé ou avec une chaudière à eau chaude. Mais il existe des appareils et complètement autonomes. Dans l'un des tuyaux inférieurs, un élément chauffant y est intégré, alimenté par un réseau électrique de 220 V.

Selon la conception et le principe de fonctionnement du radiateur dans le registre - il s'agit d'une chaudière électrique ordinaire, alimentée par une prise monophasée standard

La puissance de l'élément de chauffe-eau peut varier entre 1 et 6 kW, en fonction du volume interne de l'échangeur de chaleur. Un tel dispositif de chauffage est souvent équipé d'une pompe de circulation pour que le liquide de refroidissement atteigne toutes ses sections.

Un tel registre autonome est souvent utilisé comme source de chaleur supplémentaire, qui n'est activée que par fortes gelées. À des températures pas trop basses à l'extérieur de la fenêtre, la pièce est chauffée par un système de chauffage commun. En plus de l'eau dans le registre électrique, le remplissage d'antigel est possible.

Il y a un article sur notre site Web où nous avons décrit en détail les caractéristiques du choix et les subtilités de raccordement des éléments chauffants pour les radiateurs de chauffage. Plus de détails - allez à le lien.

Calcul de la conception du chauffage

Tout d'abord, vous devez calculer la puissance thermique requise pour une pièce particulière.

Selon les règles, un tel calcul d'ingénierie thermique doit être effectué en tenant compte:

• la superficie et l'orientation des murs extérieurs (dans la direction solaire sud ou non);
• capacité cubique d'une pièce chauffée;
• le niveau des températures négatives maximales possibles dans la région;
• le degré d'isolation thermique des murs donnant sur la rue;
• la présence de dessous et / ou de dessus d'une autre pièce chauffée;
• quantité, quadrature et variété des fenêtres installées;
• présence / absence de portes donnant directement sur la rue.

Les codes du bâtiment recommandent de considérer même la rose des vents dominante en hiver. Du côté au vent du mur, la perte de chaleur pendant la période hivernale sera nettement plus élevée.

Simplifiée pour une pièce d'une hauteur sous plafond d'environ 2,7 mètres, la puissance thermique nécessaire est calculée en multipliant la surface de la pièce par 100 W

Si les plafonds de la pièce sont situés à un niveau de 3 mètres et plus, alors pour un calcul simplifié, vous devez déjà multiplier la capacité cubique de l'espace chauffé par 34 ou 41 watts.Le premier coefficient est pris pour les bâtiments en brique et le second - pour les structures en béton armé.

La multiplication d'une paire de nombres n'est pas difficile. Mais nous devons clairement être conscients que de tels calculs conditionnels peuvent être très loin des nombres réels, car il y a beaucoup de nuances ici.

La solution la plus optimale est de commander le calcul nécessaire à un spécialiste qui prendra en compte tous les paramètres de la pièce. La perte de chaleur se produit à travers les murs, les fenêtres, les planchers, les plafonds et même la ventilation. Pour obtenir les chiffres exacts, vous devez tout considérer sans exception.

Ensuite, vous devez calculer les tailles de tuyau pour le registre de chauffage. Pour ce faire, utilisez la formule:

Q = K * St * dt

désignations des lettres:

• Q est la puissance thermique du registre;
• K - coefficient de transfert de chaleur, dépend du matériau du tuyau;
• St - zone de transfert de chaleur (égale au nombre de PI multiplié par le diamètre et la longueur du tuyau);
• dt est la tête de chauffe.

En conséquence, connaissant Q et dt, il ne reste plus qu'à choisir le diamètre du tuyau et sa longueur totale. Ensuite, selon la conception du registre, ce pipeline peut être divisé en plusieurs segments, qui seront ensuite reliés par des traverses. Le transfert de chaleur de ce dernier, afin de ne pas compliquer les calculs, vaut mieux ne pas en tenir compte.

Le chiffre dt, à son tour, est calculé sur la base de la température ambiante requise (Tv) et de ses performances dans l'alimentation (Tp) et le retour (To) - total dt = (Tp + To) / 2-Tv

Lors de la connexion des tuyaux avec un serpent, chaque segment horizontal suivant reçoit environ 10% moins d'énergie thermique que celui situé au-dessus. Chacun de ces segments du pipeline de registres doit être considéré comme une batterie distincte. Et le caloporteur qui se déplace le long d'eux progressivement et se refroidit inévitablement, la chaleur va dans la pièce.

Un autre paramètre est la distance entre les sections horizontales (tuyaux principaux), qui reflète la hauteur d'un tuyau individuel. Si cet espace est trop petit, les flux de chaleur du dessus et du dessous commenceront à se chevaucher, se nuisant mutuellement.

Ce chiffre doit être sélectionné de sorte qu'il soit légèrement plus grand que le diamètre du tuyau. L'efficacité du registre sera alors la plus élevée possible.

Avec des calculs plus détaillés de la puissance des batteries de chauffage et leur nombre peut être lu ici.

Caractéristiques de l'installation

Il n'y a rien de particulièrement compliqué à mettre en place un registre de chauffage. Des difficultés ne sont possibles que lors du soudage à partir de tuyaux individuels. S'il n'y a pas beaucoup d'expérience en soudage, il est préférable de s'entraîner d'abord. Lors de l'achat d'un appareil préfabriqué fabriqué en usine, aucun problème d'installation ne devrait survenir.

La suspension sur les parois du registre de tuyaux se fait à l'aide de supports puissants (crochets). S'il est placé sur le sol, alors assez de jambes en fer. Il est important de se rappeler que le radiateur en acier en question pèse beaucoup. De plus, le poids de l'eau à l'intérieur est ajouté, donc les supports et les supports doivent être super fiables.

Les extrémités de la section de tuyau sont fermées avec des bouchons sphériques spéciaux ou soudées à l'aide de petites rondelles d'acier découpées dans de la tôle. Raccords avec filetage extérieur pour l'installation d'un robinet d'évacuation d'air et le raccordement au système de chauffage, coupés directement dans la paroi du tuyau ou dans la plaque d'extrémité.

La surface d'une batterie en acier doit être recouverte d'une peinture résistante à la chaleur. Grâce à lui, l'appareil deviendra non seulement plus esthétique à l'extérieur, mais gagnera également une protection anti-corrosion supplémentaire.

Vous pouvez lire les instructions détaillées pour créer des registres de chauffage DIY dans ce genre de choses.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Les vidéos rassemblées ci-dessous vous aideront à comprendre toutes les nuances des calculs du registre de chauffage et de son installation dans la pièce.

Technologie de fabrication d'un registre à partir d'un tube profilé rectangulaire:

Avantages et calcul de la puissance du registre de chauffage:

Si vous souhaitez chauffer une grande pièce cubique, le registre de tuyaux en acier à parois lisses est idéal pour cela. Si vous avez les compétences pour effectuer des travaux de soudage, il n'est pas difficile d'assembler une telle batterie faite maison de vos propres mains. Il suffit de calculer avec précision les paramètres de cet appareil et de choisir les bons produits tubulaires pour cela.

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