Для системы теплоснабжения крупных помещений нецелесообразно применять обычные фабричные батареи и радиаторы. Они имеют очень небольшую тепловую отдачу и мощность. В качестве альтернативы можно рассматривать регистры отопления.
Отопительные приборы под названием регистры представляют собой несколько складных труб, находящихся параллельно друг к другу и соединённых меж собою перемычками. По трубам перемещается теплоноситель, передавая тепло железным стенкам регистра, которые обогревают воздушное пространство в помещении.
В качестве теплоносителя может быть применена вода или антифриз, устраняющий замерзание труб отключённой системы в прохладное время года. В независимых регистрах отопления с цилиндрическим электронагревателем (ТЭН) теплоносителем может быть и масло, тогда независимый регистр считается наиболее мощным аналогом домашних масляных радиаторов. Они приобрели обширное распространение благодаря несложности конструкции, надёжности и ряду иных преимуществ.
Змеевиковые регистры (S-образные)
Такие регистры приобрели довольно большую популярность. Конструкция этих устройств довольно проста: есть несколько секций, которые соединены дугами, диаметр которых приближен к секционным. За счет этого существенно снижается гидравлическое давление внутри устройства. В итоге регистр становится единым агрегатом, у которого вся поверхность является рабочей, что значительно повышает эффективность таких устройств.
Такие регистры отопления из гладких труб обычно содержат в себе большое количество углерода. Кроме того, на рынке можно найти регистры из других материалов: чугуна, легированной или нержавеющей стали.
Расчет конструкции водяного регистра
Регистр отопления
Чтобы сделать расчет регистров отопления, нужно точно определить каким требованиям они должны отвечать. Возможно – это будет просто самодельный радиатор, для отопления, а может – сушилка для вещей. Естественно, конструкции будут разные. Расположение отрезков труб в регистре водяного отопления:
- вертикальное;
- горизонтальное.
Первый вариант встречается крайне редко, в основном все делают регистры водяного отопления из нескольких параллельных отрезков, которые находятся в горизонтальной плоскости. Чтобы в регистре осуществлялась циркуляция, горизонтальные отрезки соединяются между собой переливными патрубками:
- одним;
- двумя.
Варианты конструкции регистров
Еще один вид соединения горизонтальных труб в регистре выполняется при помощи угловых муфт того же диаметра, которые привариваются к торцам. Поворот делается на 180 градусов, для этого две угловые муфты по 90 градусов свариваются между собой. В таком случае заглушки для регистров отопления будут не нужны. Такой метод соединения лучше всего подходит для гравитационных систем обогрева, где циркуляция осуществляется за счет силы притяжения.
- сверху;
- снизу.
Отопительные регистры батареи с верхней подачей встречаются гораздо чаще, чем с нижней. При этом размещение патрубков подачи и обратки также может быть разным:
- на одном торце;
- на разных торцах.
Самым выгодной схемой подключения теплообменника к контуру считается та, в которой подача осуществляется сверху, а обратка выходит внизу противоположного торца. Гост на регистры отопления регламентирует не его конструкцию, а технические характеристики труб, из которых он сделан.
Из каких частей состоит регистр отопления
Расчет мощности регистра отопления заключается в том, чтобы подобрать необходимые габариты теплообменника. Это напрямую влияет на количество теплоносителя в нем и площадь теплообмена. Чем больше регистр – тем большее помещение он сможет нагреть.
Получается, что нужно определить диаметр труб таким образом, чтобы теплоотдача регистров отопления имела достаточный уровень для обогрева помещения определенной площади. Это если есть возможность выбирать, а если регистр варится из того что есть в наличии, то возможно, придется немного изменить конструкцию.
Для каждого региона есть свои стандарты количества энергии для отопления одного метра помещения. Для расчета регистров из гладких труб для отопления можно брать среднее значение в 100 Вт. Если переживаете, что не хватит, то просто делайте запас 50%. Теперь подгоняем наш регистр под эти требования. Для наглядности возьмём в качестве примера регистр отопления из трех труб размером по два метра каждая. Алгоритм действий:
- определяем площадь помещения;
- считаем сколько необходимо мощности для его обогрева;
- подставляем значение в формулу определения диаметра.
Допустим, что у нас помещение 50 м кв. Получается, что нам потребуется 500 Вт тепловой мощности, чтобы температура воздуха была в приделах, установленный нормативными документами. Формула вычисления диаметра имеет следующие величины:
- П – 3,14;
- длина регистра;
- коэффициент теплопроводности металла, для стали 11,63;
- разница между температурами подачи и обратки.
В качестве эталона для расчета разницы температур подачи и обратки берут значение 80 и 20 градусов, соответственно. Если вы знаете, что в вашем контуре температура не будет превышать 65 градусов, значит, подставляете свое значение. Мы продолжим расчет, исходя из средних величин, то есть разница температур составляет 60 градусов.
Диаметр трубы = 500 / (3,14*6 (три трубы по 2 метра) * 11,63 * 60) = 0,038
Значение мы получили в метрах, что составляет 38 мм. Получается, чтобы отопить помещение 50 м кв регистром из трех горизонтальных отрезков по два метра, нужно использовать трубы с внутренним диаметром не меньше 38 мм. Если вышло так, что нужно сварить регистр из уже имеющихся труб, тогда нужно рассчитывать общую длину отрезков. Для этого из уже имеющейся формулы можно посчитать эту величину.
Длина отрезков = 500 / (3,14*11,63*60*сечение наших труб в метрах)
Для изготовления регистров применяются трубы с диаметром от 32 мм, допустим, именно они есть в наличие. Подставив значение в расчет, можно вычислить, что для обогрева такого помещения потребуется 7,1 метра. Эту величину можно разбивать на несколько отрезков. Получается, что расчет количества регистров отопления сводится к тому, чтобы узнать общую длину труб с заданным диаметром, а потом разбить ее на удобные отрезки.
Секционные регистры из гладких труб
Секционные регистры пользуются очень хорошим спросом среди владельцев частных домов. Такие устройства состоят из труб, которые соединены между собой и закрыты заглушками. Энергоноситель проходит по верхней трубе, попадает в следующую, и в итоге попадает в отводящую магистраль. Для увеличения теплоотдачи переходы между секциями стараются делать как можно ближе к краю. Межтрубные заглушки могут быть эллиптическими или плоскими. Входной патрубок может изготавливаться под фланец, резьбу или сварку. В конструкцию секционные регистров входит резьбовой штуцер, к которому присоединяется специальный отводчик для удаления воздуха из системы. Трубы для секций могут иметь разный диаметр (от 25 мм до 40 см), поэтому выбрать подходящий вариант не составит труда. Переходные патрубки обычно имеют меньший диаметр. Кроме того, одним из важнейших условий эксплуатации таких установок является давление в системе, не превышающее 1 МПа.
Советы
Перед тем, как приступить к изготовлению регистров, стоит озаботиться приобретением соответствующих материалов. Вам понадобятся трубы того или иного диаметра и какой-то длины. Здесь не приводятся точные цифры, так как прибор рассматриваемого вида можно собрать из любых труб без акцентирования внимания на их диаметре и толщине. Более важно – обеспечить оптимальный теплообмен, что подразумевает проведение вычислений относительно требуемой площади поверхности регистра.
Для этого потребуется определить наружную площадь всей системы. Затем полученное значение умножается на 330 Вт. Использование этого метода основано на утверждении, что 1 м2 отдает 330 Вт теплоты, если температура носителя составляет 60 °C, а воздуха внутри обогреваемого помещения – 18 °C.
Совет! Можно не заниматься ручными вычислениями, а воспользоваться простой программой в EXCEL и потом правильно сварить регистр по точным параметрам.
Для людей, владеющих сварочным делом, собрать конструкцию не составит труда. Надо будет заготовить трубы и нарезать их на секции, а также позаботиться о заглушках, для изготовления которых потребуется стальной лист. Сборка регистра не предполагает наличие жестко заданного порядка действий. По окончании сварочных работ необходимо убедиться в герметичности созданной конструкции.
В остальном можно дать следующие советы:
- следует подбирать трубы с оптимальной толщиной стенки, так как слишком тонкие достаточно быстро остывают, а толстые – долго прогреваются;
- верхнюю секцию надо дополнять краном Маевского, с помощью которого обеспечивается спуск воздуха;
- сборка регистра в виде змеевика предполагает использование трубогиба, если такой возможности нет, поворотные участки могут собираться из готовых колен;
- вход теплоносителя необходимо оснащать краном, а выход – вентилем;
- монтаж регистра должен производиться с небольшим уклоном в ту сторону, где находится подающий патрубок, что обеспечивает занимание краном Маевского наиболее высокой позиции.
Варианты расположения
Отопительные регистры в зависимости от вариантов размещения можно разделить на две группы: переносные и стационарные. Переносные системы довольно мобильны, и их можно перемещать абсолютно свободно – было бы питание. А питание таких систем обычно обеспечивается электричеством. Внутри переносных регистров обычно расположены ТЭНы разной мощности, которые и обеспечивают нагрев энергоносителя. Использовать такие агрегаты можно как в доме, так и в гараже, на даче, на строительной площадке и пр. Стационарные регистры требовательны к своему местоположению. Во-первых, они требуют стационарного крепления, а во-вторых, им необходимо подключаться к котлу, который будет обеспечивать нагрев теплоносителя и его циркуляцию по системе.
Выбор конфигурации отопительного прибора
Самодельные конструкции радиаторов в основном делаются на основе металлических труб диаметром 80 – 150 мм.
Конструктивные особенности ограничиваются двумя вариантами исполнения:
- Решётка.
- Змейка.
Решётчатое исполнение батареи отопления отличается от «змейки» несколько иным построением контура, причём, в зависимости от вариаций в таких батареях, распределение теплоносителя может быть разным.
Варианты схемного построения регистров отопления для их производства своими руками: 1 – одна перемычка и одностороннее питание; 2 – две перемычки и одностороннее питание; 3 – двухстороннее питание и 2 перемычки; 4 – двухстороннее питание и 4 перемычки; 5, 6 — многотрубные
Змеевиковые конструкции фактически имеют однообразное исполнение, предполагающее строго последовательное движение теплоносителя.
Решётчатые регистры строятся по разной схематике:
- с одной или двумя перемычками и односторонним питанием;
- с одной или двумя перемычками и разносторонним питанием;
- параллельным включением труб;
- последовательным включением труб.
Число труб одной сборки может составлять от двух до четырёх и более. Редко, но встречается также практика изготовления однотрубных регистров.
Змеевиковая сборка обычно содержит не менее двух труб, соединённых с одной стороны глухой перемычкой, с другой – проходной перемычкой, которые изготовлены из двух трубных отводов (2х45º). Следует отметить, что исполнение регистров отопления формой змеевика используется значительно реже, чем конструкции «решётки».
Варианты возможного изготовления регистров вида «змейка». Для змеевиковых конструкций регистровых батарей выбор вариантов изготовления ограничен по сравнению с конструкциями решётчатого типа
Оба варианта изготовления – решётчатый и змеевиковый – можно сделать не только на основе классических круглых, но также на основе профильных труб.
Профильные трубы видятся несколько специфичным материалом, так как требуют несколько иного подхода при сборке радиаторов отопления. Однако регистры из профильной трубы получаются более компактными и занимают меньше полезного пространства, а этот фактор тоже немаловажен.
Материал изготовления
Если делать выборку в зависимости от материала изготовления, то регистры можно классифицировать на следующие категории:
- Стальные;
- Алюминиевые;
- Чугунные.
Какие регистры отопления лучше выбрать? Самыми распространенными стали стальные регистры. Их подключение к системе отопления осуществляется посредством резьбы или сварки. Такие устройства имеют хорошую теплоотдачу и приемлемую стоимость. Алюминиевые регистры имеют гораздо меньший вес, чем стальные. К тому же, они устойчивы к коррозийному влиянию, изготавливаются без соединительных швов и обладают хорошей теплоотдачей. Основной недостаток таких устройств – очень высокая цена. Читайте также: «Какие бывают регистры отопления – выбор, расчет, характеристики». Регистры, изготовленные из чугуна, подключаются к отопительной системе при помощи фланцевого соединения. Они довольно просты в установке и дешево стоят. К минусам чугунных изделий можно отнести малую инертность, которая существенно снижает время прогрева регистров.
Особенности конструкции
Отопительные регистры применяются в большей степени в промышленных цехах, технических комнатах, а, кроме того, в квартирах и собственных домах. Регистры распространены во многих помещениях с высокими санитарными требованиями, к примеру, в медицинских организациях и школах.
По типу системы регистры отопления разделяются на разборные и змеевиковые устройства:
- В секционных регистрах трубы объединяются между собою перемычками наименьшего диаметра — такой вид соединения определён в основном несложностью монтажа. Дистанция меж трубами регистра рассчитывается по формуле D+50 мм, где будет D — диаметр трубы. При соблюдении правила взаимное облучение труб будет сведено к минимуму, как результат — возрастает теплообмен.
- В регистрах змеевикового вида трубы объединяются с торца, при помощи отвода, диаметр которого равный диаметру труб. Небольшое повышение стоимости продукта при этом возмещается огромной площадью поверхности, и как результат — большей отдачей отопительного устройства. Ко всему прочему змеевиковый регистр обладает меньшим гидравлическим противодействием, чем секционный, что дает возможность использовать в системе отопления менее сильные, но более экономные и дешёвые насосы.
Торцевые заглушки труб могут быть как тонкие, выпуклой формы, так и эллиптические. Такие заглушки рекомендовано использовать в системах с наиболее большим давлением теплоносителя, а, кроме того, в украшающих целях, для того чтобы добавить устройству наиболее интересный внешний вид. При надобности наружный сектор регистра в дополнение снабжается фитингом под клапан дегазации.
Существует ещё одна вариация — независимый регистр с ТЭНом. Оборудование подобного типа не требует подсоединения к системе отопления, так как теплоноситель разогревается электричеством, при помощи интегрированного ТЭНа. Во время проектирования подобных регистров мощность ТЭНа выбирается соответственно участка плоскости устройства: перегревание может спровоцировать излишнее увеличение и вытекание теплоносителя через аварийный клапан. При малой мощности ТЭНа эффективность устройства будет ниже его возможных возможностей.
Наружный сегмент независимого регистра в неотъемлемом порядке снабжается фитингом, который первоначально применяется для заливки теплоносителя внутрь, а потом используется для подсоединения аварийного клапана или расширительного бака — и в таком случае применяется для компенсации расширения теплоносителя при согревании.
Расчет количества ребер
Расчет регистров отопления необходимо осуществлять еще до их приобретения. Очень важен диаметр труб: специалисты считают, что для частного дома подойдут трубы с диаметром сечения в диапазоне от 3 см до 8 см. Такое решение обуславливается тем, что обычный отопительный котел не способен выдать большее количество тепла, поэтому слишком большие поверхности не будут прогреваться полностью. При расчетах нужно обращать внимание на длину одного ребра регистра и теплоотдачу на метр этой длины. Например, метровая труба с 6-сантиметровым сечением может обогреть один квадратный метр площади. При подсчете необходимого количества ребер округлять полученный результат нужно в большую сторону. Расчет количества регистров отопления должен также учитывать особенности здания. Например, если в здании установлено большое количество окон и дверей, или если стены тонкие и плохо утеплены, то количество регистров можно увеличить на 20-50%.
Изготовление регистров своими руками
*
Стальные регистры имеют довольно простую конструкцию и не требуют большого мастерства для их создания. Практически любой человек, имеющий опыт работы со сварочным аппаратом может изготовить самодельные радиаторы отопления из профильной трубы. В отличие от круглых, их удобно фиксировать на месте, что облегчает проведение сварочных работ.
Необходимые материалы и инструменты
Перед началом работ нужно запастись всем необходимым. Рассмотрим подробно, что потребуется для простейшего трехрядного регистра.
Материалы:
- Профильная труба в соответствии с расчетными параметрами. Размеры могут быть от 30х30х3 до 80х80х3 мм.
- Круглая труба с той же толщиной стенки диаметром 25 или 32 мм в зависимости от сечения профильной трубы.
- Стальной лист толщиной 3 мм.
- Патрубки с наружной или внутренней резьбой в соответствии с диаметром и типом подключения – 2 шт.
- Стальная муфта с внутренней резьбой диаметром 15 мм и кран Маевского.
Инструменты:
- Сварочный аппарат.
- Дрель.
- Болгарка.
- Молоток.
- Маркер или металлический стержень.
- Рулетка.
Подготовка материалов:
- Профильная труба режется на отрезки требуемой длины в соответствии с чертежом.
- Круглая труба режется на 4 отрезка по 10 см.
- Из листового металла вырезается 6 заглушек в соответствии с размером и формой профильной трубы. Они должны быть на 3-5 мм меньше сечения трубы. Это позволит аккуратно спрятать сварной шов в зазоре.
- Трубы укладываются на ровную горизонтальную поверхность строго параллельно на расстоянии 10 см. Можно использовать два деревянных бруса для опоры. Торцы выставляются в одну линию. Делаются метки для отверстий на расстоянии около 5-10 см от края.
- С помощью резака или дрели вырезаются намеченные отверстия в соответствии с диаметром перемычек.
Порядок выполнения работ
- Перемычки фиксируются на своих местах и прихватываются сваркой в 2-3 точках.
- Расположив конструкцию вертикально, окончательно приваривают перемычки. Рекомендуется сначала выполнить тонкий шов при малом токе, что позволит хорошо заполнить щели. Далее выполняется толстый основной шов при увеличенном токе.
- Очищается внутреннее пространство регистра от металлического мусора и шлака.
- Прикладываются, прихватываются и привариваются заглушки к торцам профильных труб.
- Обрабатываются сварочные швы. Выступающие части сбивают молотком, затем каждый шов зачищают болгаркой.
- Отверстия в регистре сверлятся в зависимости от выбранной схемы подключения. При этом их лучше размещать не по центру торцов, а чуть выше или ниже.
- К отверстиям привариваются присоединительные патрубки.
- Зачищаются швы и заглушаются все отверстия кроме одного. Регистр заполняется водой под давлением и выполняется проверка качества сварки. Швы должны выдерживать давление до 13 атм.
- Внешняя поверхность очищается, обезжиривается и красится термостойкой краской.
- К верхнему ряду приваривается штуцер и устанавливается кран Маевского.
Иногда к регистру привариваются опоры, но более универсальны приборы без них. При необходимости всегда можно воспользоваться подставкой, зато вес меньше и сохраняется возможность крепления на стену.
Монтаж регистра отопления
Установка отопительных регистров обычно не требует помощи квалифицированного специалиста, но самостоятельное проведение операций требует тщательной подготовки. Самое главное – это обеспечить надежное соединение регистров с трубопроводом. Соединение должно быть способно выдерживать нагрузку в 10 МПа. При сварке очень важно выдерживать ее хорошее качество. Для наглядности можно взглянуть на фото, где изображена схема подключения регистров отопления.
Лучше всего размещать регистры вдоль стен. Обязательным условием при установке отопительных приборов является соблюдение постоянного уклона, который для регистров составляет 0,05% от его длины. К тому же, устанавливать регистры стоит ближе к поверхности пола.
КПД устройства будет зависеть от большого количества факторов. Например, уменьшенный диаметр главной трубы будет увеличивать сопротивление для энергоносителя, что скажется на производительности. Чаще всего используются системы со следующими параметрами:
- диаметр труб: 25-160 мм;
- секционные переходники: от 30 мм;
- дистанция между главными трубами: от 50 мм;
- максимальное давление: 10 МПа;
- материал: сталь.
Способы монтажа: сварка или резьба?
Самой большой проблемой при проведении монтажных работ по сборке и установке регистров отопления являются сварочные работы. Отопительные приборы собирают из отдельных деталей вне помещения, а потом уже из подготовленных заготовок производят монтаж системы отопления с помощью газосварки. Сварные швы можно заменить резьбовыми соединениями, которые по прочности и долговечности уступают им, но при соблюдении технологии проведения работ и использовании современных материалов могут обеспечить продолжительную эксплуатацию отопительного оборудования.
Регистр отопления в гараже или на складе является самостоятельным прибором, позволяющим обогреть помещение технического назначения с помощью электричества
Преимущества отопительных регистров
Отопительные регистры обладают рядом преимуществ:
- возможность использования индивидуального чертежа;
- теплоносителем может выступать не только вода, но и нагретый пар;
- подключение регистра отопления к системе отличается крайней простотой;
- отлично подходят для отопления больших зданий, поскольку обладают очень хорошей теплоотдачей;
- довольно дешево стоят.
Самодельный регистр отопления показан на видео:Заключение Регистры уже сейчас стали хорошими конкурентами привычным отопительным радиаторам. Изготовленные регистры отопления своими руками позволяют существенно сэкономить, а работать эти конструкции могут даже в помещениях с агрессивной средой.
Самостоятельная установка
Разъёмный болтовой монтаж
Два способа монтажа:
- разъемное болтовое соединение,
- не разъемное сварочное соединение.
Выбирать следует из расчета веса и размера устройства, а также учесть характеристики системы теплоснабжения. За основу можно взять правила установки радиаторов отопления, принципиальная разница отсутствует.
Показатель уклона – важно учесть, при присоединении к гравитационной системе, наклон по ходу теплоносителя. В системах, где не используется насосное оборудование и где движущей силой является разница его парциального давления таких проблем нет
В системах, где не используется насосное оборудование и где движущей силой является разница его парциального давления таких проблем нет.
Правила монтажа:
- Рекомендуемое расстояние, в соответствии с технологическим процессом, от стены и окон не меньше 20см.
- Разъемный монтаж требует использования только паранитовых подкладок или льна применяемого в сантехнических работах,
- Все стальные регистры отопления непременно красятся, во избежание ржавления.
- Монтаж лучше не проводить в сезон отопления.
Сравнительный анализ расчетной и мощности по факту регистра возможно произвести по окончанию испытательного пуска системы, и при необходимости внести конструктивные изменения.
Как улучшить теплоотдачу регистров
Эффективность регистров зависит от площади теплоотдающей поверхности, которая относительно мала у этих приборов. В связи с чем для улучшения теплоотдачи желательно увеличить упомянутую площадь, что можно достичь за счет приваривания металлических пластин. Такие элементы устанавливают вертикально, обеспечивая своеобразную ребристость труб.
Также доступно создание чего-то подобного конвекторному отоплению. Такое возможно, если наварить не металлические пластины, а профильные трубы, которые монтируются на переднюю часть прибора в вертикальном положении. В результате холодный воздух будет заходить снизу в эти трубы, нагреваться и выходить через их верхнюю часть.
