Rejestry grzewcze: rodzaje konstrukcji, obliczanie parametrów, cechy instalacyjne

Istnieje ogromna liczba różnych akumulatorów do projektowania i produkcji materiałów do systemów grzewczych w budynkach mieszkalnych i niemieszkalnych. Ale rejestry grzewcze pośród nich wyróżniają się wysoką wydajnością wymiany ciepła i łatwością samodzielnego montażu.

Zewnętrznie i strukturalnie wymienniki ciepła przypominają zwykłe cewki na wieszaki na ręczniki, ale mają znacznie większy rozmiar niż ich odpowiedniki w łazience.

W prezentowanym artykule szczegółowo przeanalizowano rodzaje rejestrów ciepła, a także przeanalizujemy cechy instalacji takich urządzeń.

Odmiany rejestrów ciepła z rur

Rejestr ogrzewania jest klasycznym wymiennikiem ciepła typu woda-powietrze. W większości przypadków jest wykonany z metalowej rury o gładkich ściankach. Ten ostatni jest albo pojedynczy, albo w postaci szeregu kilku segmentów rurociągu usytuowanych poziomo jeden nad drugim. W tym przypadku istnieją osobne struktury z płetwami.

Grzejnik wykonany wyłącznie z rury o gładkich ściankach jest łatwiejszy do mycia przy stałym czyszczeniu. Nie ma krawędzi płyt ani wąskich gardeł, które trudno wytrzeć szmatką. W rezultacie na takim rejestrze nie tworzą się „kolonie” pyłu i brudu. Pod tym względem znacznie przewyższa obecnie rozpowszechnione grzejniki panelowe.

Zazwyczaj rejestry grzewcze są instalowane w garażach, magazynach, warsztatach, szpitalach i szkołach - to znaczy w pomieszczeniach, w których podwyższone są wymagania dotyczące bezpieczeństwa pożarowego i sanitarnego

Rejestr rur nie jest gorszy pod względem wydajności produkcji energii cieplnej i kosztów ogrzewania konwencjonalne bateriei często je przewyższa. Całkowita powierzchnia wymiany ciepła w obu przypadkach jest w przybliżeniu taka sama, tylko w rozważanym urządzeniu płyn chłodzący przepływa szerokim kanałem.

Opór hydrauliczny w tej sytuacji jest znacznie niższy niż w standardowym grzejniku z kilku sekcji paneli. A to bezpośrednio wpływa na koszty energii pompowania wody przez podobny obieg grzewczy.

Rodzaje projektowania

Zewnętrznie rejestr ogrzewania nie wygląda zbyt elegancko. Ale jest tani i łatwy w produkcji. A jeśli zrobisz mały wysiłek, taki grzejnik-wymiennik ciepła może całkiem zmieścić się we wnętrzu nawet salonu.

W domowych domach wiejskich do niedawna podobna wersja systemu grzewczego była używana prawie wszędzie. W czasach radzieckich grzejniki panelowe nie były w sprzedaży, ale zdobycie szerokiej rury nie było tak trudne.

I wtedy potrzebna była tylko spawarka. Powstały grzejnik rurowy jest połączony z wodnym wymiennikiem ciepła wewnątrz pieca opalanego drewnem przez przyspawanie elementarne i szybkie. Dowiedz się więcej o technologii wymiany baterii do spawania gazowego dalej.

Im bliżej krawędzi znajdują się pionowe rury w rejestrze przekrojowym, tym wyższy przepływ ciepła przez urządzenie - woda na końcach poziomych rur jest aktualizowana wolniej niż w obszarach z bezpośrednim przepływem chłodziwa

Wszystkie typy rejestrów ciepła są podzielone na dwie grupy:

1. Przekrój
2. Cewki (w kształcie litery S).

W pierwszym przypadku rury poziome są połączone poprzecznymi rurami odgałęzionymi o mniejszym przekroju, a w drugim - łukami o tej samej średnicy.

Obie opcje obejmują duże objętości spawania. Urządzenie cewki można również wykonać przez zgięcie jednej rury. Jednak nie każdy artykuł rurowy o dużej średnicy wykonany ze stali może być gięty w ten sposób. O wiele łatwiej jest wziąć gotowe łuki i przyspawać je do poziomych segmentów rejestru.

W urządzeniu z połączeniem „gwintowym” (dysze znajdują się naprzemiennie po prawej / lewej stronie) nie ma stref z zimnym chłodziwem, woda stopniowo przepływa przez wszystkie rury

Podczas łączenia poziomych sekcji rejestru sekcyjnego z połączeniem „kolumny” rury poprzeczne są przyspawane na obu końcach. Cyrkulacja chłodziwa w takiej grzałce odbywa się równolegle. W rezultacie poszczególne strefy mogą otrzymywać mniej ciepła. Gorąca woda po prostu przepływa do dolnego segmentu, zanim dotrze do drugiego końca.

W „nitce”, gdzie płyn chłodzący przechodzi przez wszystkie części rejestru, takie problemy nie występują. Pod tym względem rejestr ten przypomina cewkę. Tylko woda w nim przemieszcza się od wejścia do wyjścia akumulatora przez rury o różnych sekcjach.

Cewki mogą mieć kilka zagięć, w tym przypadku w celu wzmocnienia konstrukcji w niektórych miejscach, często wykonuje się poprzeczne wkładki z rogu lub gruby pręt

Jeśli pod ręką nie ma gotowych łuków dla rejestru w kształcie litery S, lepiej samemu wykonać urządzenie sekcyjne. Niezwykle trudno jest zginać rurę o dużym przekroju bez specjalnego wyposażenia. Prawie jedyną opcją jest podgrzanie metalu za pomocą spawania gazowego i ostrożne wygięcie go. Ale istnieje ryzyko utraty wytrzymałości przez ściany rury.

Widok przekroju obejmuje także rejestr z parą bocznych kolektorów. Wykonane są z rur o tej samej średnicy co główne sekcje, pełniąc rolę rur poprzecznych. Woda w tym przypadku nie przemieszcza się od góry do dołu, ale od lewej do prawej (lub odwrotnie).

Opcje dla materiału produkcji

Najczęściej rzemieślnicy wykonują rejestry ogrzewania z własnych rąk rury stalowe. Główne zalety tej opcji to niski koszt, dostępność materiałów i względna łatwość spawania.

Oprócz okrągłej rury rejestr ciepła można również wykonać z jego profilowanego analogu - opór hydrauliczny okaże się nieco inny, ale nie więcej

W fabryce rejestry są wydawane z:

• stal;
• aluminium;
• miedź;
• żeliwo

Wiodący pod względem wymiany ciepła i trwałości opcja miedzi. Ale przy dużych rozmiarach taki grzejnik będzie kosztował dość grosza. Urządzenie aluminiowe jest gorsze pod względem przewodności cieplnej, ale jest również znacznie tańsze.

Najpopularniejszym i najtańszym rodzajem rejestrów ciepła jest stal.Jest to jednak również najbardziej nieefektywna opcja przekazywania ciepła z wody do powietrza z całej inżynierii cieplnej sprzedawanej w sklepach.

Współczynnik przewodności cieplnej dla różnych zakresów stali od 45–48 W / (m * K). W żeliwie wynosi około 60, w aluminium 200–240, aw miedzi około 400 W / (m * K). Stal traci je wszystkie w tym parametrze technicznym.

Wybierając rury stalowe, należy preferować produkty ze stali węglowej, są one najbardziej trwałe i odporne na wysokie temperatury

Żeliwo i aluminium są zwykle używane tylko w fabrycznych rejestrach produkcyjnych. Zbyt trudno jest spawać te metale niezależnie w warunkach rzemieślniczych. To samo dotyczy stali nierdzewnej lub ocynkowanej, dlatego lepiej nie brać rur z tych materiałów. Są trudniejsze do gotowania, a ich przenoszenie ciepła jest niższe niż w przypadku zwykłego czarnego odpowiednika.

Dzięki doświadczeniu w spawaniu powierzchni miedzianych tworzenie rejestru z takich rur nie jest zbyt problematyczne. Ze względu na wysokie współczynniki przenikania ciepła można je pobierać przy mniejszej średnicy niż przy wyborze opcji ze stali. Więc grzejnik będzie tańszy.

Jednak miedź ma tutaj poważną wadę - potrzeba neutralnego i czystego chłodziwa. Jeśli w systemie grzewczym krąży „brudna” woda z zanieczyszczeniami, możesz zapomnieć o długiej żywotności takiego akumulatora.

Podobny problem obserwuje się również często z powodu obecności w układzie pierwiastków z metali niezgodnych z miedzią. O ile nie przewidziano szeregu środków ostrożności, taki rejestr nie będzie trwał długo z powodu korozji elektrochemicznej.

Urządzenia z wbudowanym grzejnikiem elektrycznym

Standardowa wersja rejestru oznacza jego połączenie z rurami grzewczymi systemu scentralizowanego lub z bojlerem wodnym. Ale są urządzenia i całkowicie autonomiczne. W jednej z dolnych rur wbudowany jest element grzejny zasilany siecią elektryczną 220 V.

Zgodnie z konstrukcją i zasadą działania grzejnika w rejestrze - jest to zwykły kocioł elektryczny, zasilany ze standardowego gniazda jednofazowego

Moc elementu podgrzewającego wodę może wynosić od 1–6 kW, w zależności od wewnętrznej objętości wymiennika ciepła. Takie urządzenie grzewcze jest często wyposażone w pompę obiegową, dzięki czemu chłodziwo dociera do wszystkich swoich sekcji.

Taki autonomiczny rejestr jest często wykorzystywany jako dodatkowe źródło ciepła, które włącza się tylko przy silnych mrozach. W niezbyt niskich temperaturach za oknem pomieszczenie jest ogrzewane ze wspólnego systemu grzewczego. Oprócz wody w rejestrze elektrycznym możliwe jest napełnianie płynem niezamarzającym.

Na naszej stronie znajduje się artykuł, w którym szczegółowo opisaliśmy cechy wyboru i subtelności podłączenia elementów grzejnych do grzejników. Więcej informacji - przejdź do link.

Obliczanie konstrukcji grzejnika

Najpierw musisz obliczyć wymaganą moc cieplną dla konkretnego pomieszczenia.

Zgodnie z zasadami takie obliczenia dotyczące inżynierii cieplnej należy wykonać z uwzględnieniem:

• obszar i orientacja ścian zewnętrznych (w kierunku południowym Słońca lub nie);
• pojemność sześcienna ogrzewanego pomieszczenia;
• poziom maksymalnych możliwych ujemnych temperatur w regionie;
• stopień izolacji termicznej ścian od strony ulicy;
• obecność z dołu i / lub z góry innego ogrzewanego pomieszczenia;
• ilość, kwadratura i różnorodność zainstalowanych okien;
• obecność / brak drzwi otwierających się bezpośrednio na ulicę.

Kodeks budowlany zaleca, aby nawet wziąć pod uwagę dominującą różę wiatrów w zimie. Po nawietrznej stronie ściany straty ciepła w okresie zimowym będą wyraźnie wyższe.

Uproszczone dla pomieszczenia o wysokości sufitu około 2,7 metra, niezbędną moc cieplną oblicza się, mnożąc powierzchnię pomieszczenia przez 100 W

Jeśli sufity w pomieszczeniu znajdują się na poziomie 3 metrów i więcej, to dla uproszczenia obliczeń należy już pomnożyć pojemność sześcienną ogrzewanej przestrzeni przez 34 lub 41 watów.Pierwszy współczynnik przyjmuje się dla budynków z cegły, a drugi - dla konstrukcji żelbetowych.

Pomnożenie pary liczb nie jest trudne. Musimy jednak wyraźnie zdawać sobie sprawę, że takie obliczenia warunkowe mogą być bardzo dalekie od liczb rzeczywistych, ponieważ istnieje tutaj wiele niuansów.

Najbardziej optymalnym rozwiązaniem jest zamówienie niezbędnych obliczeń od specjalisty, który weźmie pod uwagę wszystkie parametry pomieszczenia. Straty ciepła występują przez ściany, okna, podłogi, sufity, a nawet wentylację. Aby uzyskać dokładne liczby, musisz wziąć pod uwagę wszystko bez wyjątku.

Następnie musisz obliczyć rozmiary rur dla rejestru ogrzewania. Aby to zrobić, użyj wzoru:

Q = K * St * dt

oznaczenia literowe:

• Q jest mocą cieplną rejestru;
• K - współczynnik przenikania ciepła, zależy od materiału rury;
• St - powierzchnia wymiany ciepła (równa liczbie PI razy średnica i długość rury);
• dt jest głową ciepła.

Odpowiednio, znając Q i dt, pozostaje tylko wybrać średnicę rury i jej całkowitą długość. Następnie, w zależności od konstrukcji rejestru, rurociąg ten można podzielić na kilka segmentów, które następnie zostaną połączone za pomocą elementów poprzecznych. Przeniesienie ciepła z tego ostatniego, aby nie komplikować obliczeń, lepiej nie brać pod uwagę.

Z kolei wartość dt oblicza się na podstawie wymaganej temperatury pokojowej (Tv) i jej wydajności w zasilaniu (Tp) i powrocie (To) - całkowite dt = (Tp + To) / 2-Tv

Podczas łączenia rur z wężem, każdy kolejny segment poziomy otrzymuje około 10% mniej energii cieplnej niż ta powyżej. Każdy taki segment rurociągu rejestrowego należy traktować jako oddzielną baterię. A gdy nośnik ciepła porusza się wzdłuż nich stopniowo i nieuchronnie stygnie, ciepło trafia do pomieszczenia.

Kolejnym parametrem jest odległość między odcinkami poziomymi (głównymi rurami), która odzwierciedla wysokość pojedynczej rury. Jeśli odstęp ten jest zbyt mały, wówczas ciepło przepływające z góry i z dołu zacznie zachodzić na siebie, niekorzystnie na siebie wpływając.

Liczbę tę należy wybrać tak, aby była nieco większa niż średnica rury. Wtedy skuteczność rejestru będzie najwyższa z możliwych.

Dzięki bardziej szczegółowym obliczeniom mocy akumulatorów grzewczych i ich liczby można odczytać tutaj.

Funkcje instalacji

Nie ma nic szczególnie skomplikowanego w tworzeniu rejestru ogrzewania. Trudności są możliwe tylko przy spawaniu pojedynczych rur. Jeśli nie ma dużego doświadczenia w spawaniu, najlepiej najpierw ćwiczyć. Przy zakupie prefabrykowanego urządzenia fabrycznego problemy z instalacją nie powinny w ogóle wystąpić.

Wieszanie na ścianach rejestru rur odbywa się za pomocą mocnych wsporników (haczyków). Jeśli zostanie umieszczony na podłodze, wystarczy wystarczającej liczby żelaznych nóg. Należy pamiętać, że omawiany grzejnik stalowy waży dość dużo. Dodatkowo dodaje się ciężar wody w środku, więc uchwyty i stojaki powinny być bardzo niezawodne.

Końce odcinka rury są zamknięte specjalnymi kulistymi zaślepkami lub przyspawane za pomocą małych stalowych rurek wyciętych z blachy. Złączki z gwintem zewnętrznym do montażu kurka wylotowego powietrza i połączenia z systemem grzewczym wycięte bezpośrednio w ścianie rury lub w płycie końcowej.

Powierzchnię akumulatora wykonanego ze stali należy pomalować farbą żaroodporną. Dzięki temu urządzenie stanie się nie tylko bardziej estetyczne z zewnątrz, ale także zyska dodatkową ochronę antykorozyjną.

Możesz przeczytać szczegółowe instrukcje dotyczące tworzenia rejestrów ogrzewania DIY te rzeczy.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Zebrane poniżej filmy pomogą Ci zrozumieć wszystkie niuanse obliczeń rejestru ogrzewania i jego instalacji w pomieszczeniu.

Technologia wytwarzania rejestru z prostokątnej rury profilowej:

Zalety i obliczanie mocy rejestru ogrzewania:

Jeśli chcesz ogrzać duży pokój sześcienny, idealny jest do tego rejestr rur stalowych o gładkich ścianach. Jeśli masz umiejętności wykonywania prac spawalniczych, nie jest trudno zmontować taką domowej roboty baterię własnymi rękami. Konieczne jest jedynie dokładne obliczenie parametrów tego urządzenia i wybranie dla niego odpowiednich produktów rurkowych.

Masz pytania, znajdź błędy lub czy masz cenne informacje, którymi możesz podzielić się z odwiedzającymi naszą stronę? Zostaw swoje komentarze, zadawaj pytania w formularzu zwrotnym znajdującym się pod artykułem.