Registos de aquecimento: tipos de estruturas, cálculo de parâmetros, características de instalação

Existe um grande número de baterias de design e fabricação de materiais diferentes para sistemas de aquecimento de instalações residenciais e não residenciais. Mas os registros de aquecimento destacam-se por sua alta eficiência na transferência de calor e facilidade de auto-montagem.

Externamente e estruturalmente, esses trocadores de calor se assemelham a bobinas comuns de toalheiros, mas são muito maiores em tamanho do que os de seus banheiros.

No artigo que apresentamos, os tipos de registradores de aquecimento são analisados ​​em detalhes e também analisaremos os recursos da instalação de tais equipamentos.

Variedades de registros de aquecimento de tubos

O registro de aquecimento é um trocador de calor clássico de água para ar. Na maioria dos casos, é feito de um tubo de metal de parede lisa. O último é único ou na forma de uma série de vários segmentos do pipeline localizados horizontalmente um acima do outro. Nesse caso, existem estruturas separadas com aletas.

Um aquecedor feito apenas de um tubo de parede lisa é mais fácil de lavar com limpeza constante. Não há arestas ou gargalos nas placas que são difíceis de limpar com um pano. Como resultado, “colônias” de poeira e sujeira não se formam nesse registro. A esse respeito, ele supera muito os radiadores seccionais em painel, agora difundidos.

Normalmente, os registros de aquecimento são instalados em garagens, armazéns, oficinas, hospitais e escolas - ou seja, em salas onde há um aumento nos requisitos de segurança sanitária e contra incêndio

O registro do tubo não é inferior em termos de eficiência da produção de energia térmica e custos de aquecimento baterias convencionaise muitas vezes os ultrapassa. A área total da transferência de calor em ambos os casos é aproximadamente a mesma, apenas no dispositivo considerado o fluido de refrigeração flui através de um canal largo.

A resistência hidráulica nessa situação é muito menor que a de um radiador padrão de várias seções do painel. E isso afeta diretamente os custos de energia para bombear água através de um circuito de aquecimento semelhante.

Tipos de design

Externamente, o registro de aquecimento não parece muito elegante. Mas é barato e fácil de fabricar. E se você fizer um pouco de esforço, esse trocador de calor com aquecedor pode se encaixar perfeitamente no interior de uma sala de estar.

Nas casas de aldeia domésticas, até recentemente, uma versão semelhante do sistema de aquecimento era usada em quase toda parte. Nos tempos soviéticos, os radiadores seccionais em painel não estavam à venda, mas não era tão difícil conseguir um tubo largo.

E então apenas uma máquina de solda era necessária. O aquecedor de tubo resultante é conectado ao trocador de calor de água dentro do fogão a lenha, soldando de forma elementar e rápida. Leia mais sobre a tecnologia de substituição de bateria de solda a gás além disso.

Quanto mais próximos os tubos verticais do registro seccional estiverem localizados na borda, maior será a transferência de calor do dispositivo - a água nas extremidades dos tubos horizontais será atualizada mais lentamente do que em áreas com fluxo direto de líquido de refrigeração

Todos os tipos de registros de aquecimento são divididos em dois grupos:

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

No primeiro caso, os tubos horizontais são interconectados por tubos de ramificação transversais de uma seção menor e, no segundo, por arcos do mesmo diâmetro.

Ambas as opções envolvem grandes volumes de soldagem. O dispositivo de bobina também pode ser fabricado dobrando um tubo. No entanto, nem todo artigo tubular de grande diâmetro feito de aço pode ser dobrado dessa maneira. É muito mais fácil pegar arcos prontos e soldá-los nos segmentos horizontais do registro.

No dispositivo com conexão “rosca” (os bicos estão localizados alternadamente à direita / esquerda) não há zonas com líquido de refrigeração frio, a água aqui passa gradualmente por todos os tubos

Ao conectar as seções horizontais do registro seccional com a conexão “coluna”, os tubos de peça transversal são soldados nas duas extremidades. A circulação do líquido de arrefecimento nesse aquecedor ocorre em paralelo. Como resultado, zonas individuais podem receber menos calor. A água quente simplesmente flui para o segmento inferior antes de chegar ao fim.

Na "rosca", onde o líquido de refrigeração passa por todas as partes do registro, esses problemas não surgem. Nesse sentido, esse registro é muito parecido com uma bobina. Somente a água se move da entrada para a saída da bateria através de tubos de seções diferentes.

As bobinas podem ter várias dobras, neste caso, para fortalecer a estrutura em alguns lugares, freqüentemente são feitas inserções transversais de um canto ou uma barra grossa

Se não houver arcos prontos para o registro em forma de S, é melhor fazer você mesmo um dispositivo secional. É extremamente difícil dobrar um tubo de seção transversal grande sem equipamento especial. Quase a única opção é aquecer o metal com solda a gás e dobrá-lo com cuidado. Mas há um risco de perda de força pelas paredes do tubo.

A vista em seção também inclui um registro com um par de coletores laterais. São fabricados com tubos do mesmo diâmetro das seções principais, desempenhando o papel de tubos transversais. Nesse caso, a água não se move de cima para baixo, mas da esquerda para a direita (ou vice-versa).

Opções para o material de fabricação

Na maioria das vezes, os artesãos domésticos fazem registros de aquecimento com suas próprias mãos tubos de aço. As principais vantagens desta opção são baixo custo, disponibilidade de material e relativa facilidade de soldagem.

Além de um tubo redondo, o registro de aquecimento também pode ser feito a partir de seu análogo perfilado - a resistência hidráulica será um pouco diferente, mas não mais

Na fábrica, os registros são emitidos a partir de:

• aço;
• alumínio;
• cobre;
• ferro fundido.

Líder em transferência de calor e durabilidade opção de cobre. Mas com tamanhos grandes, esse aquecedor custa um centavo bonito. Um dispositivo de alumínio é inferior a ele em termos de condutividade térmica, mas também é muito mais barato.

O tipo mais popular e barato de registro de aquecimento é o aço.No entanto, essa também é a opção mais ineficiente para transferir calor da água para o ar de toda a engenharia térmica vendida nas lojas.

O coeficiente de condutividade térmica para diferentes aços varia de 45 a 48 W / (m * K). No ferro fundido, ele fica na região de 60, no alumínio 200–240 e no cobre cerca de 400 W / (m * K). O aço perde para todos eles neste parâmetro técnico.

Ao escolher tubos de aço, deve-se dar preferência aos produtos de aço carbono, eles são os mais duráveis ​​e resistentes a altas temperaturas

Ferro fundido e alumínio são geralmente usados ​​apenas em registros de fabricação de fábrica. É muito difícil soldar esses metais independentemente em condições artesanais. O mesmo se aplica ao aço inoxidável ou galvanizado, por isso é melhor não retirar os tubos desses materiais. Eles são mais difíceis de cozinhar e sua transferência de calor é menor do que a do habitual preto.

Com experiência na soldagem de superfícies de cobre, o registro desses tubos não é muito problemático. Devido às altas taxas de transferência de calor, elas podem ser tomadas com um diâmetro menor do que na escolha de uma opção de aço. Portanto, o aquecedor será mais barato.

No entanto, o cobre tem uma séria desvantagem aqui - a necessidade de um líquido de arrefecimento neutro e limpo. Se a água "suja" com impurezas circular no sistema de aquecimento, você poderá esquecer a longa vida útil dessa bateria.

Um problema semelhante também é frequentemente observado devido à presença de elementos de metais incompatíveis com o cobre no sistema. A menos que várias medidas de precaução estejam previstas, esse registro não durará muito tempo devido à corrosão eletroquímica.

Dispositivos com aquecedor elétrico embutido

A versão padrão do registro implica sua conexão aos tubos de aquecimento de um sistema centralizado ou a uma caldeira de aquecimento de água. Mas existem dispositivos e completamente autônomos. Em um dos tubos inferiores, um elemento de aquecimento é incorporado a eles, alimentado por uma rede elétrica de 220 V.

De acordo com o projeto e o princípio de operação do aquecedor no registro - trata-se de uma caldeira elétrica comum, alimentada por uma tomada monofásica padrão

A potência do elemento de aquecimento de água pode variar entre 1 e 6 kW, dependendo do volume interno do trocador de calor. Um dispositivo de aquecimento desse tipo geralmente é equipado com uma bomba de circulação, de modo que o líquido de arrefecimento alcance todas as suas seções.

Esse registro autônomo é frequentemente usado como fonte adicional de calor, que é ativada apenas em geadas severas. A temperaturas não muito baixas fora da janela, a sala é aquecida por um sistema de aquecimento comum. Além da água no registro elétrico, é possível o enchimento anticongelante.

Há um artigo em nosso site onde descrevemos em detalhes as características da escolha e sutilezas de conectar os elementos de aquecimento para radiadores de aquecimento. Mais detalhes - vá para o link.

Cálculo do projeto do aquecedor

Primeiro, você precisa calcular a produção de calor necessária para uma sala específica.

De acordo com as regras, esse cálculo de engenharia de calor deve ser feito levando em consideração:

• a área e orientação das paredes externas (na direção solar sul ou não);
• capacidade cúbica de uma sala aquecida;
• o nível das temperaturas negativas máximas possíveis na região;
• o grau de isolamento térmico das paredes voltadas para a rua;
• a presença de baixo e / ou acima de outra sala aquecida;
• quantidade, quadratura e variedade de janelas instaladas;
• presença / ausência de portas que se abrem diretamente para a rua.

Os códigos de construção recomendam que você considere a rosa dos ventos predominante no inverno. No lado de barlavento da parede, a perda de calor durante o inverno será claramente maior.

Simplificada para uma sala com uma altura de teto de cerca de 2,7 metros, a energia térmica necessária é calculada multiplicando a área da sala por 100 W

Se os tetos da sala estiverem localizados a um nível de 3 metros ou mais, para um cálculo simplificado, você já deve multiplicar a capacidade cúbica do espaço aquecido por 34 ou 41 watts.O primeiro coeficiente é obtido para edifícios de tijolos e o segundo - para estruturas de concreto armado.

Multiplicar um par de números não é difícil. Mas devemos estar cientes de que tais cálculos condicionais podem estar muito longe de números reais, uma vez que existem muitas nuances aqui.

A solução mais ideal é solicitar o cálculo necessário a um especialista que levará em consideração todos os parâmetros da sala. A perda de calor ocorre através de paredes, janelas, pisos, tetos e até ventilação. Para obter os números exatos, você precisa considerar tudo, sem exceção.

Em seguida, é necessário calcular os tamanhos dos tubos para o registro de aquecimento. Para fazer isso, use a fórmula:

Q = K * St * dt

designações de letras:

• Q é a energia térmica do registro;
• K - coeficiente de transferência de calor, depende do material do tubo;
• St - área de transferência de calor (igual ao número de PI vezes o diâmetro e o comprimento do tubo);
• dt é a cabeça do calor.

Conseqüentemente, conhecendo Q e dt, resta apenas escolher o diâmetro do tubo e seu comprimento total. Então, dependendo do design do registro, esse pipeline pode ser dividido em vários segmentos, que serão posteriormente conectados por travessas. A transferência de calor deste último, para não complicar os cálculos, é melhor não levar em consideração.

O valor dt, por sua vez, é calculado com base na temperatura ambiente necessária (Tv) e seu desempenho no fornecimento (Tp) e no retorno (T0) - total dt = (Tp + T0) / 2-Tv

Ao conectar os tubos com uma cobra, cada segmento horizontal subsequente recebe aproximadamente 10% menos energia térmica do que a localizada acima. Cada segmento do pipeline de registro deve ser considerado como uma bateria separada. E o transportador de calor, enquanto se move ao longo deles gradualmente e inevitavelmente esfria, o calor entra na sala.

Outro parâmetro é a distância entre seções horizontais (tubos principais), que reflete a altura de um tubo individual. Se essa folga for muito pequena, o calor fluirá de cima e de baixo começará a se sobrepor, afetando-se adversamente.

Esta figura deve ser selecionada para que seja ligeiramente maior que o diâmetro do tubo. A eficácia do registro será a mais alta possível.

Com cálculos mais detalhados da potência das baterias de aquecimento e seu número pode ser lido aqui.

Recursos da instalação

Não há nada de particularmente complicado na criação de um registro de aquecimento. Dificuldades são possíveis apenas ao soldar tubos individuais. Se não houver muita experiência em soldagem, é melhor praticar primeiro. Ao comprar um dispositivo pré-fabricado de fábrica, os problemas de instalação não devem surgir.

Pendurar nas paredes do registrador de tubos é feito com suportes poderosos (ganchos). Se for colocado no chão, pernas de ferro suficientes. É importante lembrar que o aquecedor de aço em questão pesa bastante. Além disso, o peso da água no interior é adicionado, de modo que as montagens e suportes devem ser super confiáveis.

As extremidades da seção do tubo são fechadas com bujões esféricos especiais ou soldados usando pequenas buchas de aço cortadas em chapa. Acessórios com rosca externa para a instalação de uma torneira de exaustão de ar e a conexão ao sistema de aquecimento cortam diretamente na parede do tubo ou na placa final.

A superfície de uma bateria de aço deve ser revestida com tinta resistente ao calor. Graças a isso, o dispositivo não só se tornará externamente mais esteticamente agradável, como também obterá proteção anticorrosiva adicional.

Você pode ler as instruções detalhadas para criar registros de aquecimento DIY em essas coisas.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Os vídeos coletados abaixo ajudarão você a entender todas as nuances dos cálculos do registro de aquecimento e sua instalação na sala.

Tecnologia para fabricar um registro a partir de um tubo de perfil retangular:

Vantagens e cálculo da potência do registro de aquecimento:

Se você deseja aquecer uma grande sala cúbica, o registro de tubos de aço com paredes lisas é ideal para isso. Se você tem a habilidade de realizar trabalhos de soldagem, não é difícil montar uma bateria caseira com suas próprias mãos. Só é necessário calcular com precisão os parâmetros deste dispositivo e escolher os produtos tubulares certos para ele.

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