Регистр из стальных труб

Автор статьи
Константин Корепов
АА

Содержание

Классические конструкции регистров отопления

Вариант #1 — горизонтальный регистр

Чаще всего при изготовлении регистра отопления соединяют две-три параллельные трубы, уложенные в горизонтальном направлении. Расстояние между соседними секциями в регистре должно обязательно быть больше диаметра на 50 мм. Пользуются популярностью и змеевиковые конструкции регистров, подразделяющиеся на несколько видов в зависимости от способа подключения приборов к системе отопления.

3f29fe7a2822ff7945d44292406c4440.jpg

Регистры отопления змеевикового типа: L — длина отопительного прибора, D — диаметр трубы, h — расстояние между трубами (больше диаметра на 50 мм)

Длина отопительных приборов выбирается в соответствии габаритам комнаты или помещения, в котором планируется производить монтаж системы отопления. Помимо перечисленных видов конструкций регистров отопления еще бывают:

  • однотрубные изделия;
  • четырехтрубные приборы;
  • пятитрубные модели и т.д.

Количество труб, используемых в одном регистре отопления, зависит от площади обогреваемого помещения, качества теплоизоляции объекта, наличия иных источников тепла в помещении и др. Перебирая возможные диаметры труб, высчитывают оптимальные размеры изделий, при которых в отапливаемом помещении будет поддерживаться оптимальный температурный режим.

Горизонтальные регистры отопления из гладких труб используют при нижней разводке трубопровода. При этом изделия аккуратно располагают по периметру помещения ближе к поверхности пола. В жилом доме трубы идут под окнами. В производственных помещениях расположение  отопительных приборов зависит от высоты потолков, особенностей планировки объекта и размещения промышленного оборудования.

Регистры отопления успешно обогревают социальные объекты. Уход за такими отопительными приборами намного проще, чем за чугунными батареями

Вариант #2 — вертикальные регистры

При проведении перепланировки квартир и расширении их жилой площади за счет балконов и лоджий приходится демонтировать батареи, установленные застройщиком при сдаче объекта. При этом демонтированные радиаторы заменяются вертикальными регистрами отопления, сваренными из большого количества круглых труб небольшого диаметра. Данные отопительные приборы размещают в простенке, расположенном рядом с оконным проемом.

При необходимости вертикальные регистры отопления закрывают декоративными решетками, которые превращают обязательный элемент системы отопления в предмет декора интерьера. Замаскировать место нахождения «связки» параллельных труб можно с помощью зеркал, цветного стекла, мозаики, кованой решетки, а также путем размещения полок, вешалок, шкафчиков и других полезных предметов не громоздкой мебели.

Обеспечить движение теплоносителя в вертикальном регистре, установленном в автономной системе отопления частного дома, можно с помощью циркуляционного насоса. Горизонтальные регистры используются и при естественной циркуляции теплоносителя, если их монтаж ведется с небольшим уклоном (достаточно 0,05%).

Область применения

В настоящее время водяные регистры отопления по большей части применяются на производствах (мастерские, цеха, складские помещения, ангары и другие строения с большими площадями). Большой объем теплоносителя и крупные габариты позволяют регистрам эффективно отапливать такие помещения.

Использование отопительных регистров в промышленных зданиях обеспечивает наиболее оптимальный КПД системы отопления. В сравнении с чугунными или стальными батареями, регистры характеризуются лучшей гидравликой и теплоотдачей. Относительно невысокая стоимость их изготовления снижает затраты на установку всей заводской системы отопления. Помимо этого, они не дороги в эксплуатации.

Также регистры рекомендованы к использованию в помещениях с высокими требованиями к санитарной безопасности (медицинские учреждения, детские сады и т.д.). Приборы легко отмываются от грязи и пыли.

Несмотря на это, понятие экономичность не относится к данному виду отопительных приборов. Как уже было отмечено выше, для нагрева большого объема теплоносителя требуется множество энергии.

Регистры отопления на одном из производств пищевой промышленности в Московской области.

Отопительные регистры из стальных электросварных труб могут использоваться как в однотрубных, так и в двухтрубных отопительных системах с принудительной или самотечной циркуляцией теплоносителя (на основе воды или пара).

Примечание! По причине большого объема теплоносителя, для нагрева которого требуется потратить множество топлива, использование регистров отопления могут себе позволить только предприятия, но никак не владельцы частных домов, для которых важна экономичность отопительной системы.

Какие бывают

Отопительные регистры изготавливают из разного материала, имеют они разную форму. У каждой есть плюсы и минусы.

Из чего делают

Если говорить о материалах, то самый распространенный — сталь, а вернее стальные электросварные трубы. Сталь имеет не самую лучшую теплоотдачу, но это компенсируется невысокой ценой, легкостью в обработке, доступностью и большим выбором типоразмеров.

Совсем редко встречаются сделанные из нержавеющей трубы — для приличной мощности требуется большое количество труб, а сколько стоят изделия из нержавейки, вы имеете представление. Если и делали их, то, наверное, давно. Используют еще «оцинковку», но работать с ней сложнее — варить не получится.

e90c617c76df05baea29910856ea46ec.jpg

Регистры из медных труб имеют высокую теплоотдачу и не менее высокую цену

Делают иногда медные регистры — они используются в тех сетях, где разводка сделана медными трубами. Медь отличается высокой теплоотдачей (в четыре раза больше чем у стали) потому размеры у них бывают гораздо более скромные (и по длине и по диаметру использованных труб). К тому же сами трубы разводки (если они не скрыты в стене или полу ) отдают достаточное количество тепла. В то же время пластичность этого металла позволяет изгибать трубы без особых ухищрений и усилий, а сварку использовать только в местах соединения разных кусков. Но все эти плюсы нивелируются двумя большими минусами: первый — высокая цена, второй — капризность меди к условиям эксплуатации. По цене все ясно, а по эксплуатации немного пояснений:

  • требуется нейтральный и чистый теплоноситель, без твердых частиц
  • в системе нежелательно присутствие других металлов и сплавов, кроме совместимых — бронза, латунь, никель, хром, потому все фитинги и арматуру нужно будет искать из этих материалов;
  • обязательно тщательно выполненное заземление — без него при наличии воды начинается процессы электрохимической коррозии;
  • мягкость материала требует защиты — нужны экраны, кожухи и т.п.

Есть регистры из чугуна. Но они слишком громоздки. К тому же имеют очень большую массу, под них нужно делать не менее массивные стойки. Плюс ко всему чугун отличатся хрупкостью — один удар, и он может расколоться. Получается, что и этот тип регистров нуждается в защитных кожухах, а они снижают теплоотдачу и увеличивают стоимость. Причем устанавливать их — сложная и тяжелая работа. К плюсам можно отнести высокую надежность и химическую нейтральность: этому сплаву все равно, с каким теплоносителем работать.

12b2164bdbb0cef4a4bbabe50e1ca470.jpg

Чугунные регистры из оребренных труб

В общем, медь и чугун — это непросто. Вот и получается, что оптимальный выбор — стальные регистры.

Расчет параметров и чертеж

Первый этап изготовления регистра отопления своими руками – это проектирование. Понятно, что на глаз нормально сделать регистр отопления не получится. Поэтому необходимо провести ряд дополнительных расчетов, опираясь на которые можно будет подобрать оптимальный теплообменник. При изготовлении регистров отопления нужно учесть много факторов:

  • мощность;
  • конструкцию;
  • методы установки.

Перед тем как сделать регистры отопления своими руками надо понимать, что это ведь отопительный прибор, значит, должен прогревать определенное помещение. Его теплоотдача должна соответствовать ситуации, не ставить же в маленькую комнатушку теплообменник во всю стену. На один метр должно приходиться от 100 до 200 киловатт, в зависимости от региона. Есть формула расчета теплоотдачи регистров отопления. Он включает в себя следующие значения:

  • длина теплообменника в метрах;
  • внутреннее сечение в метрах;
  • коэффициент теплопроводности металла;
  • дельта температур подачи и обратки;
  • число «П».

Чтобы определить теплоотдачу нужно перемножить все составляющие расчета. Конечно же, из этой формулы можно отдельно определить каждое из вышеуказанных значений. Так, зная квадратуру помещения можно определить, какие габариты должны быть у конструкции. Зачастую самодельные регистры для отопления изготавливаются из подручных материалов, поэтому выбирать некоторые параметры нет возможности. Приходится подгонять всю конструкции под уже имеющиеся характеристики, при этом не стоит забывать о функциональности теплообменника.

При расчете длины теплообменника, нужно поминать, что полученное значение указывает на общую длину труб.

Например, по формуле получили значение в пять метров. Значит, для отопления подходит как одна пятиметровая труба по периметру, так и несколько отрезков, сумма длины которых будет составлять те же пять метров. Суть в том чтобы сохранялась площадь теплообмена.

Есть два метода размещения основных (толстых) труб:

  • горизонтально;
  • вертикально.

В принципе при изготовлении разницы нет. Если взять горизонтальную конструкцию и повернуть на 90 градусов по часовой стрелке, получится вертикальный теплообменник. Это будет иметь значение при установке на контур.

27445cc1395269ad882d6bbbde6f451e.jpg

Вот и вся разница между вертикальным и горизонтальным регистром

Помимо этого крепление регистров отопления осуществляется специальными перемычками. Таких перемычек может быть одна или две. Также соединение горизонтальных участков может осуществляться муфтами того же диаметра, которые ввариваются в торец. Это так называемые змеевиковые регистры. Можно выбирать любой метод сборки регистра отопления из труб своими руками, главное, чтобы хватило навыков для его исполнения.

7948c61629d8ebb00cfc2302bba748e5.jpgХотите узнать больше о тэнах для радиаторов отопления, особенностях выбора и эксплуатации?

 

отзывы про инфракрасное отопление можно прочитать .

Чтобы не усложнять процесс изготовления регистра, будем использовать схему соединения горизонтальных участков двумя патрубками. Регистр отопления, чертеж:

40c2e3ed8cf1864c34d4e8fdccdcccc2.jpg

Чертеж регистра отопления

Для работы нам понадобится:

  • три одинаковых отрезка трубы;
  • четыре соединительных патрубка;
  • шесть заглушек.

Расстояние между трубами регистра отопления может быть и большим, но никак не меньшим. При этом если используются трубы большого диаметра, расстояние меду ними определяется по формуле: диаметр х 1,5. Такое расстояния является оптимальным. Следующий этап – это сварка.

 

Расчет отопительных регистров

Работа регистра отопления

Существует несколько методик вычисления параметров регистров отопления. Они отличаются точностью вычислений и трудоемкостью. Но для организации теплоснабжения с помощью стальных или алюминиевых регистров отопления рекомендуется прибегнуть к услугам профессионалов. Альтернативный  вариант – воспользоваться специальным программным обеспечением.

Однако в некоторых случаях необходимо правильно рассчитать регистр отопления самостоятельно. Для этого можно воспользоваться упрощенной схемой. Предварительно необходимо знать следующие параметры:

  • Общая площадь отапливаемого помещения;
  • Коэффициент теплоотдачи материала изготовления регистра;
  • Диаметр труб, используемых для изготовления.

Для труб круглого сечения вычисление удельной мощности регистра отопления можно сделать по данным таблицы. Эти значения даются для 1 м.п. трубы регистра.

Диаметр, трубы, м253240577689110
Площадь помещения, м²0,50,560,690,941,191,371,66

Однако такой способ подбора регистра отопления имеет ряд существенных недостатков. Данные даются для помещений, где высота потолков не превышает 3 м.п., не учитывается тепловой режим работы системы и температура воздуха в комнате.

Для более точных вычислений рекомендуется воспользоваться формулой:

Q=P*D*L*K*Δt

Где Q – удельная тепловая мощность, Вт, P – число π – 3,14, D – диаметр трубы, м., L – длина одной секции, м, К – коэффициент теплопроводности. Для металла этот показатель равен 11,63 Вт/м²*С, Δt – разница температур между теплоносителем и воздухом в помещении.

Зная эти параметры, можно самостоятельно рассчитать мощность регистра отопления. Предположим, что длина одной секции равна 2 м., а диаметр трубы – 76 мм. Δt составляет 60°С (80-20). В таком случае мощность одной секции регистра отопления из стальной гладкой трубы будет равна:

Q=3,14*0,076*2*11,63*60=333 Вт

Для расчета каждой последующей секции прибора полученный результат нужно умножать на понижающий коэффициент 0,9.

По этой методике нельзя рассчитывать ребристые регистры отопления. У них теплоотдача будет выше из-за увеличенной площади прибора.

Виды регистров

Самый распространенный вид — регистры из гладких труб, и чаще всего — стальных электросварных. Диаметры — от 32 мм до 100 мм, иногда до 150 мм. Их делают двух типов — змеевидные и регистровые. Причем регистровые могут иметь два типа соединения: нитка и колонка. Нитка — это когда перемычки, по которым из одной трубы в другую перетекает теплоноситель, установлены то справа, то слева. Получается, что теплоноситель последовательно оббегает все трубы, то есть соединение последовательное. При соединении типа «колонка» все горизонтальные участки соединены между собой с обоих концов. В этом случае движение теплоносителя параллельное.

ac8669b7059455a112d1203f8089151f.jpg

Типы регистров из гладких труб

Любой тип регистров может использоваться для любого типа системы: с однотрубной и двухтрубной разводкой. с вертикальным и горизонтальным типом подачи. При любой системе большая теплоотдача будет при подключении подачи в верхний патрубок.

В случае использования в системах с естественной циркуляцией требуется соблюдать небольшой уклон в сторону движения теплоносителя порядка 0,5 см на один метр трубы. Такой маленький уклон объясняется большим диаметром (малым гидравлическим сопротивлением).

72ceafa6a3344de86a105151ac83b3a1.jpg

Это змеевидный регистр отопления

Делают эти изделия не только их круглых, но и из квадратных труб. Они практически ничем не отличаются, только работать с ними сложнее, да гидравлическое сопротивление чуть больше. Но к плюсам такого исполнения можно отнести более компактные размеры при том же объеме теплоносителя.

79875c9f09f59f781ceac2436c31fb3b.jpg

Регистры из квадратных труб

Есть еще регистры из труб с оребрением. В таком случае увеличивается площадь соприкосновения металла с воздухом, и теплоотдача повышается. Собственно, до сих пор в некоторых бюджетных новостройках строители ставят именно такие отопительные приборы: всем известная «труба с оребрением». При не самом лучшем внешнем виде они неплохо греют помещения.

d00153f9d4ff60086178ad6714ce56cf.jpg

Регистр с пластинами будет иметь теплоотдачу намного выше

Если любой регситр вставить ТЭН, можно получить комбинированный отопительный прибор. Он может быть отдельным, не связанным с системой, или использоваться как дополнительный источник тепла. Если радиатор будет изолированным с нагревом только от ТЭНа, необходимо в верхней точке поставить расширительный бачек (10% от общего объема теплоносителя). При нагреве от бытового котла расширительный бачок, как правило, встроен в конструкцию. Если его нет (часто бывает в твердотопливных котлах ), то и в этом случае необходима установка расширительного бачка. Если материал для регистров сталь, то бачок нужен закртыого типа.

Электроподогрев может пригодиться в самые сильные холода, когда мощности котла не хватает. Также такой вариант может выручить в межсезонье, когда загружать твердотопливный котел длительного горения и разгонять систему «на полную» нет смысла. Нужно лишь немного прогреть помещение. С котлами на твердом топливе такое невозможно. А такой вот запасной вариант поможет обогреться в межсезонье.

4d255616a8c8dad0b6ca169319a3e4fd.jpg

Добавив в регистр ТЭН и поставив расширительный бачек, получаем комбинированную систему отопления

Устройство отопительных регистров

Невзирая на то, что подобные обогреватели считаются устаревшими и отличаются не слишком привлекательным внешним видом, они продолжают широко использоваться в самых разных сферах, например:

  • для обогрева производственных помещений промышленных предприятий;
  • в качестве автономного нагревателя в гаражах;
  • как элемент подогрева воды, встраиваемый внутрь кирпичной печи.

ba73afb2d29035d8853a725151c4cce9.jpg

Примечание. Печной регистр из гладких труб отопления рассчитывается и изготавливается в зависимости от мощности и конструкции печи.

По конструкции отопительные приборы различают 2 типов: секционные и в виде змеевика. В первом случае роль 1 секции играет каждая горизонтальная труба, проток теплоносителя по ним обеспечивается за счет вертикальных перемычек. Они сделаны из труб меньшего диаметра с целью создания искусственного сопротивления потоку и повышения теплоотдачи каждой секцией. Трубы, из которых сделан секционный регистр отопления, с торцов заглушены, а теплоноситель подводится по схеме «сверху вниз».

3af9885f8cbcf2e321611090d269a42e.jpg

Конструкция обогревателя в виде змеевика понятна по его названию. Здесь диаметры не сужаются, вода беспрепятственно протекает через весь прибор, несколько раз меняя направление. Теплоотдача этого регистра ниже, чем секционного, зато гидравлическое сопротивление – меньше и в изготовлении он несколько проще.

3f53ced7f5e29c29458aa181ab7a5cfa.jpg

Совет. Секционные нагреватели предпочтительнее делать для подсобных помещений или гаражей, где важен равномерный обогрев и комфортная температура воздуха. Змеевики же лучше ставить в качестве дежурных отопителей в самом конце двухтрубной системы. Там они работают замечательно из-за своего низкого сопротивления.

ef1091374b78530697c809e9e95418be.jpg

Свариваются регистры для отопления из гладких труб круглого и прямоугольного сечения. Однако, общепринятая конструкция – обычные круглые трубы из низкоуглеродистой стали типа Ст3, Ст10 и даже Ст0. Если же батарея предназначена для работы с паровой системой, то берут сталь Ст20. Секции прямоугольного сечения делать не рекомендуется, они хуже омываются конвективным потоком воздуха, а значит, тепла отдадут меньше. Для гаражного отопления изготавливают автономные регистры, наполняемые антифризом или трансформаторным маслом, а в нижнюю секцию с торца встраивают электрический ТЭН.

271aefd7c002959b56a1726bf0a949db.jpg

Разновидности регистров отопления

Существует 3 вида рассматриваемых регистров:

  1. Секционные в виде буквы «П».
  2. Змеевиковые, форма которых S-образная.
  3. Смешанные.

На изготовление идут трубы из стали или нержавейки, диаметр которых составляет от 25 до 200 мм. Помещения на производстве, имеющие административное или хозяйственное назначение, отапливаются за счет применения труб диаметром от 25 до 100 мм. Что касается регистров большего диаметра, достигающего 200 мм, то они устанавливаются в цехах на производстве и на спортивных объектах, отличающихся масштабностью, например, это могут быть бассейны.

Применительно к частным домовладениям их установка существенно снижает эффективность отопления.

При сборке регистров может быть использовано практически любое количество секций, что обусловливается лишь площадью помещения и требуемой величиной теплоотдачи.

При соединении секционных регистров используют перемычки, имеющие меньший диаметр по сравнению с трубами, которые являются частью рассматриваемого вида приборов. Для расчета оптимального расстояния между трубами отопления используют формулу D+50 мм, где под D следует понимать диаметр трубы. Соблюдение рассчитываемого таким образом расстояния позволяет минимизировать инфракрасное облучение труб по отношению друг к другу, что обеспечивает увеличение теплоотдачи.

Соединение змеевиковых возможно за счет отводов, диаметр которых идентичен диаметру труб. Они устанавливаются с торцов подсоединяемого прибора. Из-за этого способа подсоединения возрастает стоимость подключения регистров, но не значительно. В данном случае рост затрат компенсируется увеличением эффективности работы, что обеспечивает большая площадь рабочей поверхности. Также змеевиковый регистр отличается таким положительным моментом, как меньшее гидравлическое сопротивление по сравнению с тем, которое присутствует у секционного варианта подобного прибора отопления. Это позволяет использовать циркуляционные насосы, отличающиеся меньшей мощностью и более низкой ценой.

Устанавливаемые на трубах торцевые заглушки отличаются вариативностью формы: плоские, круглые и эллиптические. Заглушки, имеющие эллиптическую форму, применяют в системах, где теплоноситель подается под высоким давлением. Также их используют для придания определенной привлекательности приборам отопления. Если существует потребность, то возможно оснащение верхнего сегмента регистра фитингом, предназначенным для установки клапана дегазации.

Вариативность исполнения регистров отопления на этом не заканчивается, например, существуют приборы данного типа, которые дополняются ТЭНом. В результате получается устройство, не требующее подключения к системе отопления, так как подогрев теплоносителя происходит за счет встроенного электроприбора в виде ТЭНа.

В процессе проектирования таких устройств определенным способом рассчитывается мощность ТЭНов, которая зависит от того, насколько велика площадь поверхности прибора. Если регистр будет перегреваться, то это приведет к излишней активности процесса расширения и теплоноситель вытечет через аварийный клапан. В противном случае, то есть при недостатке мощности, эффективность ТЭНа сведется к минимуму.

Автономный регистр должен оснащаться фитингом, устанавливаемым в верхнем сегменте этого прибора отопления. Он используется для заливки теплоносителя перед запуском в работу и для установки аварийного клапана, который может быть дополнен расширительным бачком, что связано с необходимостью компенсировать расширение теплоносителя.

Технические характеристики регистров отопления

  • Рабочее давление: 10 атмосфер
  • Рабочая среда (теплоноситель): вода, пар.
  • Тип соединения: резьбовое, либо под сварку.
  • Теплоотдача: 500-600 Вт/метр

60b3264e6da1fea290e5732892cfdfce.jpg

Разновидности регистров.

Существуют 3 основные разновидности регистров:

  1. секционные П-образной формы;
  2. змеевиковые S-образной формы;
  3. «смешанные» (змеевиковые П-образной формы).

Основными элементами регистров отопления являются стальные трубы (либо трубы из нержавеющей стали марки 304) диаметром от 25 до 200 мм. Регистры диаметром от 25 до 100 мм применяются для отопления заводских помещений административного или хозяйственного назначения, приборы диаметром от 100 до 200 мм применяются в производственных цехах или крупных спортивных комплексах (бассейны, волейбольные, баскетбольные залы).

Что касается частных домовладений, то применение регистров является одним из наиболее неэффективных способов отопления частного дома.

2-ух трубный регистр.

Количество секций прибора может быть неограниченным и зависит только от площади помещения и требуемой теплоотдачи.

Совет! Применив слишком большое количество труб (более 4) все равно не удастся существенно увеличить мощность всего прибора, т.к. нагретый нижними трубами восходящий теплый воздух будет меньше способен принимать тепловую энергию от верхних труб.

Регистры из гладких труб характеристики

Обогревательный прибор представляет собой несколько стальных труб, соединенных между собой перемычками и размещающийся вдоль стены. Нагретый теплоноситель – вода, антифриз, поступает в трубу с одной стороны, а выводится с другой. Между элементами, согласно ГОСТ, должно соблюдаться расстояние равное сумме диаметра плюс 50 мм: таким образом исключается взаимное облучение и увеличивается теплоотдача в комнату.

  • Диаметр колеблется от 25 до 400 мм, но последний используется редко, так как требует большого расхода теплоносителя.
  • Максимальное давление, допустимое в регистрах – 1 МПа.

a1b98b8b639955dc6de6daf1b7747054.jpg

  • Материалом изготовления чаще всего выступает электросварная гладкая труба из углеродистой стали (ГОСТ 10704-91), а также из нержавеющей и низколегированной. Встречаются – обычно это продукт самостоятельного изготовления, и регистры из чугунных элементов. Изделия из алюминия обеспечивают более эффективную передачу тепла, но не отличаются долговечностью: качество теплоносителя существенно влияет на срок эксплуатации.
  • Патрубки выполняются в трех вариантах: резьбовый, фланцевый и на приварку.

Самое широкое распространение отопители нашли при обогреве помещений большой площади – промышленных цехов, складских помещений, общественных учреждений, ангаров. Связано это с высокой эффективностью прибора, и большой его протяженностью. Последнее обеспечивает формирование не локального источника тепла, а объемного.

2003a9461861eab30eab551d7b25f8a9.jpg

В жилищах регистры традиционно применяются в ванных и туалетных комнатах, где установка радиаторов с их сложной поверхностью невыгодна.

Теплоотдача 1 м стальной трубы проводим расчет

Теплоотдача 1 м. стальной трубы

Расчёт теплоотдачи трубы требуется при проектировании отопления, и нужен, чтобы понять, какой объём тепла потребуется, чтобы прогреть помещения и, сколько времени на это уйдёт. Если монтаж производится не по типовым проектам, то такой расчёт необходим.

Для каких систем нужен расчёт?

Коэффициент теплоотдачи считается для тёплого пола. Всё реже эта система делается из стальных труб, но если в качестве теплоносителей выбраны изделия из этого материала, то произвести расчёт необходимо. Змеевик – ещё одна система, при монтаже которой необходимо учесть коэффициент отдачи тепла.

1d2dca0a46737ad1e700acf1a361127b.jpg

Радиатор из стальных труб

Регистры – представлены в виде толстых труб, соединённых перемычками. Теплоотдача 1 метра такой конструкции в среднем – 550 Вт. Диаметр же колеблется в пределах от 32 до 219 мм. Сваривается конструкция так, чтобы не было взаимного подогрева элементов. Тогда теплоотдача увеличивается. Если грамотно собрать регистры, то можно получить хороший прибор обогрева помещения – надёжный и долговечный.

Как оптимизировать теплоотдачу стальной трубы?

В процессе проектирования перед специалистами встаёт вопрос, как уменьшить или увеличить теплоотдачу 1 м. стальной трубы. Для увеличения требуется изменить инфракрасное излучение в большую сторону. Делается это посредством краски. Красный цвет повышает теплоотдачу. Лучше, если краска матовая.

379f0d67e705c3f5776dfa1ebfcbaded.jpg

Расчет

Другой подход – установить оребрение. Оно монтируется снаружи. Это позволит увеличить площадь теплоотдачи.

в каких же случаях требуется параметр уменьшить? Необходимость возникает при оптимизации участка трубопровода, расположенного вне жилой зоны. Тогда специалисты рекомендуют утеплить участок – изолировать его от внешней среды. Делается это посредством пенопласта, специальных оболочек, которые производятся из особого вспененного полиэтилена. Нередко используется и минеральная вата.

Производим расчёт

Формула, по которой считается теплоотдача следующая:

Q = K*F*dT, где

  • К – коэффициент теплопроводности стали;
  • Q – коэффициент теплоотдачи, Вт;
  • F – площадь участка трубы, для которого производится расчёт, м 2 dT – величина напора температуры (сумма первичной и конечной температур с учётом комнатной температуры), ° C.

Коэффициент теплопроводности K выбирается с учётом площади изделия. Зависит его величина и от количества ниток, проложенных в помещениях. В среднем величина коэффициента лежит в пределах 8-12,5.

f3c545b4acd5dfedd57719b4e24aa1a6.jpg

dT называется также температурным напором. Чтобы параметр высчитать, нужно сложить температуру, которая была на выходе из котла, с температурой, которая зафиксирована на входе в котёл. Полученное значение умножается на 0,5 (или делится на 2). Из этого значения вычитается комнатная температура.

dT = (0,5*(T1 + T2 )) — Tк

Если стальная труба изолирована, то полученное значение умножается на КПД теплоизоляционного материала. Он отражает процент тепла, который был отдан при прохождении теплоносителя.

4b58d5d9fe4f07150f5e15fc5ceb14d6.jpg

Рассчитываем отдачу для 1 м. изделия

Посчитать теплоотдачу 1 м. трубы, выполненной из стали, просто. У нас есть формула, осталось подставить значения.

Q = 0,047*10*60 = 28 Вт.

Здесь

  • К = 0.047, коэффициент теплоотдачи;
  • F = 10 м 2. площадь трубы;
  • dT = 60° С, температурный напор.

По материалам сайта: http://trubygid.ru

fix-builder.ru

  • Трубы тонкостенные гост
  • Медные трубы что такое
  • Гост трубные резьбы
  • Трубы гальванические
  • Заглушки транспортировочные для труб
  • Арматура трубопроводная фланцевая
  • Как пользоваться трубогибом
  • Медные трубы для кондиционеров диаметры
  • Сантехнические медные трубы
  • Футерованные полиэтиленом трубы

Как улучшить эффективность регистров

Регистры обладают относительно малой теплоотдающей поверхностью и для ее увеличения можно использовать металлические пластины, которые вертикально привариваются к трубам. В результате получается некое подобие ребристых труб.

8354df1ef1f420652b503a13eb4e0807.jpg

4-ех трубный регистр с профильными конвекторными трубами.

Помимо этого, регистры можно улучшить таким образом, что они будут «выдавать» конвекторное отопление. Для этого, вместо металлических пластин на лицевую часть прибора вертикально привариваются круглые или профильные трубы, которые будут создавать эффект конвекции. Конвекция основана на том, что горячий воздух всегда поднимается вверх. Прохладный воздух, находящийся в районе пола, втягивается через нижнюю часть трубы и разогреваясь, поднимается вверх. Проходя по трубе воздух нагревается и выходит уже разогретый через верхнюю часть трубы.

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.

7c91b08f98b07931372dcec631dcc854.jpg

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 обогревателя

Вначале необходимо рассчитать требуемую тепловую мощность для конкретного помещения. По правилам, такой теплотехнический расчет следует делать с учетом:

  • площади и направленности внешних стен (в южном солнечном направлении или нет);
  • кубатуры обогреваемого помещения;
  • уровня максимально возможных отрицательных температур в регионе;
  • степени теплоизоляции стен, выходящих на улицу;
  • наличия снизу и/или сверху еще одного отапливаемого помещения;
  • количества, квадратуры и разновидности установленных окон;
  • наличия/отсутствия дверей, открывающихся непосредственно на улицу.

Строительными нормами рекомендуется даже учесть преобладающую розу ветров зимой. С наветренной стороны у стены теплопотери в течение зимнего периода будут заведомо выше.

d58c8fcfcbdcfe763b400bee3d33aaae.jpgУпрощенно для помещения с высотой потолков в районе 2,7 метра необходимую тепловую мощность вычисляют умножением площади комнаты на 100 Вт

Если потолки в помещении расположены на уровне 3-х метров и выше, то для упрощенного расчета следует уже кубатуру отапливаемого пространства умножить на 34 или 41 Вт. Первый коэффициент берется для кирпичных зданий, а второй – для строений из железобетона. Перемножить пару чисел не сложно. Но надо четко отдавать себе отчет, что подобные условные вычисления могут быть очень далеки от реальных цифр, так как нюансов здесь немало.

Самый оптимальный выход – это заказать нужный расчет у специалиста, который примет во внимание все параметры помещения. Теплопотери происходят через стены, окна, пол, потолок и даже вентиляцию

Для получения точных цифр учесть надо все без исключения.

Далее надо рассчитать размеры труб для отопительного регистра. Для этого следует воспользоваться формулой

Q= K* St*dt

Буквенные обозначения:

  • Q – тепловая мощность регистра;
  • K – коэффициент теплоотдачи, зависит от материала трубы;
  • St – площадь теплоотдачи (равна числу ПИ помноженному на диаметр и длину трубы);
  • dt – тепловой напор.

Соответственно, зная Q и dt, остается лишь подобрать диаметр трубы и ее общую длину. Затем уже, в зависимости от конструкции регистра, этот трубопровод можно разбить на несколько отрезков, которые впоследствии будут соединены поперечинами. Теплоотдачу от последних, чтобы не усложнять расчеты, лучше не учитывать.

9b2f3a5e4ce1f7ac8454d3e2f578b7f8.jpgЦифра dt в свою очередь вычисляется исходя из необходимой температуры в помещении (Тв) и показателей ее в подаче (Тп) и обратке (То) – итого dt=(Тп+То)/2-Тв

При подключении труб змейкой каждый следующий горизонтальный сегмент получает приблизительно на 10% меньше тепловой энергии, чем расположенный сверху. Каждый такой отрезок регистрового трубопровода следует рассматривать, как отдельную батарею. А теплоноситель по мере движения по ним постепенно и неизбежно остывает, тепло уходит в помещение.

Еще один параметр – расстояние между горизонтальными секциями (основными трубами), которое отражает высоту отдельного патрубка. Если этот просвет сделать слишком маленьким, то потоки тепла сверху и снизу начнут перекрываться, негативно воздействуя друг на друга. Эту цифру надо подбирать так, чтобы она была чуть больше диаметра трубы. Тогда эффективность регистра будет максимально возможной.

Теплоотдача радиаторов отопления таблица — Климат в доме

455b6063d7412152465d2db4ef414ca2.jpg

Основными критериями выбора приборов для обогрева жилья является его теплоотдача.

Это коэффициент, определяющий количество выделенного тепла устройством.

Иными словами, чем выше теплоотдача, тем быстрее и качественнее будет осуществляться прогрев дома.

Сколько нужно тепла для отопления?

3614adb1605086ccbe8359f9522a3288.jpg

Для точного расчета необходимого количества тепла для помещения следует учитывать множество факторов: климатические особенности местности, кубатуру здания, возможные теплопотери жилья (количество окон и дверей, строительный материал, наличие утеплителя и др.). Данная система вычислений достаточно трудоемкая и применяется в редких случаях.

В основном, расчет тепла определяется на основании установленных ориентировочных коэффициентов: для помещения с потолками не выше 3 метров, на 10 м2 требуется 1 Квт тепловой энергии. Для северных регионов показатель увеличивается до 1,3 Квт.

К примеру, помещение, площадью 80 м2, для оптимального обогрева требует 8 КВт мощности. Для северных районов количество тепловой энергии возрастет до 10,4 КВт

Теплоотдача – ключевой показатель эффективности

Коэффициент теплоотдачи радиаторов – это показатель его мощности. Он определяет количество выделенного тепла за определенный промежуток времени. На мощность конвектора влияют: физические свойства прибора, его тип подключения, температура и скорость теплоносителя.

Мощность конвектора, указанная в его техпаспорте, обусловлена физическими свойствами материала, из которого изготовлен прибор, и зависит от его межосевого расстояния. Чтобы рассчитать необходимое количество секций радиатора для помещения, понадобится площадь жилья и коэффициент теплового потока прибора.

c6c2d6b9442833cdd058d9f77efe6235.jpg

Вычисления производятся по формуле:

Количество секций = S/ 10 * коэффициент энергии (K) / величина теплового потока (Q)

Пример: Необходимо рассчитать количество секций алюминиевой батареи (Q = 0,18) для помещения, площадью 50 м2.

Расчет: 50 / 10 * 1 / 0,18 = 27,7. То есть, для обогрева помещения понадобится 28 секций. Для монолитных приборов, за место Q, ставим коэффициент теплоотдачи радиатора и в результате получаем необходимое количество батарей.

Если конвекторы будут установлены рядом с источниками, влияющими на теплопотери (окна, двери), то коэффициент энергии берется из расчета — 1.3.

Для отопления используются радиаторы: стальные, алюминиевые, медные, чугунные, биметаллические (сталь + алюминий), и все они имеют разную величину теплового потока, обусловленную свойствами металла.

608ba971add51dad05b07df1906de4c8.jpg

Сравнение показателей: анализ и таблица

Помимо материала, из которого изготовлен прибор, на коэффициент мощности влияет межосевое расстояние – высота между осями верхнего и нижнего выходов. Также существенное влияние на КПД оказывает величина теплопроводности.

Тип радиатораМежосевое расстояние (мм)Теплоотдача (КВт)Температура теплоносителя (0С)
Алюминиевые3500,139130
5000,183
Стальные5000,150120
Биметаллические3500,136135
5000,2
Чугунные3000,14130
5000,16
Медные5000,38150

Факторы, которые влияют на показатели

Материал изготовления

f1b50ef3a51b09d444ba699d4aa3f8b7.jpg

Наибольшей теплоотдачей обладают медные и алюминиевые конвекторы. Самый низкий коэффициент мощности наблюдается у чугунных батарей, но он компенсируется их способностью сохранять тепло длительное время.

На эффективность КПД влияет правильный монтаж теплоприборов:

  • Оптимальное расстояние между полом и батареей – 70-120 мм, между подоконником – не менее 80 мм.
  • Обязательно предусматривается установка воздуховыпускника (крана Маевского).
  • Горизонтальное положение теплоприбора.

Радиаторы с лучшей теплоотдачей:

МатериалМодель, производительНоминальный тепловой поток (КВт)Стоимость за секцию (руб)
АлюминийRoyal Thermo Indigo 5000,195700,00
Rifar Alum 5000,183700,00
Elsotherm AL N 500х850,181500,00
ЧугунSTI Нова 500 (секционного типа)0,120750,00
Биметаллrifar base ventil 5000,2041100,00
Royal Thermo PianoForte 5000,1851500,00
Sira RS Bimetal 5000,2011000,00
СтальKermi FTV(FKV) 22 5002,123 (панель)8200,00 (панель)

Размещение радиаторов

01be857799f0976c39bcad34cc6f477d.jpg

Приборы со встроенным ТЭНом

Стандартный вариант регистра подразумевает его подключение к трубам отопления централизованной системы либо с котлом нагрева воды. Но существуют приборы и полностью автономные. В одной из нижних труб в них встраивается нагревательный элемент, запитываемый от электрической сети 220 В.

2ee3dfb0d6894a3226b178b4e8d8c405.jpgПо конструкции и принципу действия ТЭН в регистре – это обычный электрокипятильник, работающий от типовой однофазной розетки

Мощность нагревающего воду элемента может варьироваться в пределах 1–6 кВт в зависимости от внутреннего объема теплообменника. Такой отопительный прибор нередко комплектуется циркуляционным насосом, чтобы теплоноситель доходил до всех его участков.

Подобный автономный регистр часто применяют в качестве дополнительного источника тепла, который включается только при сильных морозах. При не слишком низких температурах за окном обогрев помещения осуществляется от общей системы отопления. Помимо воды в электрический регистр возможна заливка антифриза.

Определение теплоотдачи

Для правильного подбора размера регистров для отопления помещений в соответствии с теплопотерями необходимо знать значение теплоотдачи трубы длиной 1 метр. Эта величина зависит от используемого диаметра и разницы температур теплоносителя и окружающей среды. Температурный напор определяется по формуле:

∆t= 0,5·(t1 + t2) – tк,

где t1 и t2 – температуры на входе в котел и выходе из него соответственно;

tк – температура в отапливаемой комнате.

Быстро определить ориентировочное значение количества тепла, получаемого от регистра, поможет таблица теплоотдачи 1 м стальной трубы. Не смотря на то, что результат получается весьма приближенным, этот метод является самым удобным и не требует проведения сложных расчетов.

cd7664e2748a3ff17971831c99631fd3.png

Для справки: 1 БТЕ/ час · фут2 ·oF = 5,678 Вт/м2К = 4,882 ккал/час· м2 ·oC.

Таблица показывает, какой будет теплоотдача стальных труб в воздушной среде при некоторых температурных перепадах. Для промежуточных значений разницы температур выполняются расчеты путем интерполяции.

Для более точного определения количества тепла, которое дает стальная труба, следует пользоваться классической формулой:

Q=K ·F · ∆t,

где: Q – теплоотдача, Вт;

K – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2· 0С);

F – площадь поверхности, м2;

∆t – температурный напор, 0С.

Принцип определения ∆t был описан выше, а значение F находится по простой геометрической формуле для поверхности цилиндра: F = π·d·l,

где π = 3,14, а d и l – диаметр и длина трубы соответственно, м.

При расчете участка длиной 1 м формула приобретает вид Q = 3,14·K·d·∆t.

На заметку: при определении теплоотдачи одиночной трубы достаточно подставить справочное значение коэффициента теплообмена для стали при передаче тепла от воды к воздуху, которое составляет 11,3 Вт/(м2· 0С). Для отопительного прибора значение К зависит не только от материала, из которого изготовлены трубы, но также от их диаметра и количества ниток, так как они влияют друг на друга.

Средние значения коэффициентов теплопередачи для самых популярных типов нагревательных приборов приведены в таблице.

Важно! Подставляя значения в формулы необходимо внимательно следить за единицами измерения. Все величины должны иметь размерности, которые согласовываются между собой

Так, коэффициент теплопередачи, найденный в ккал/(час· м2 ·0С) необходимо перевести в Вт/(м2·0С), учитывая, что 1 ккал/час = 1,163 Вт.

Безусловно, таблица теплоотдачи стальных труб позволяет получить результат более быстро, чем расчет по формулам, но если важна точность, придется немного повозиться.

Чтобы определить необходимый размер регистра, требуемую тепловую мощность нужно разделить на теплоотдачу 1 метра с округлением в большую сторону к ближайшему целому числу. Для ориентира можно взять средние данные для утепленного помещения высотой до 3 м: 1 м регистра при диаметре 60 мм способен обогреть 1 м2 помещения.

На заметку: Как видно из таблицы, коэффициент К для стальных труб может меняться от 8 до 12,5 ккал/(час· м2 · 0С). Увеличение диаметров и количества ниток приводит к уменьшению эффективности передачи тепла. В связи с этим для увеличения теплоотдачи регистра следует отдавать предпочтение увеличению длины элементов.

Необходимо учитывать также, что трубы больших размеров требуют повышенного объема воды в системе, что создает дополнительную нагрузку на котел. Рекомендуемое расстояние между нитками равно равняться диаметру труб плюс еще 50 мм.

Если система заполняется не водой, а незамерзающей жидкостью, то это существенно влияет на теплоотдачу регистра и требует увеличения его размеров после проведения дополнительных расчетов. Это особенно актуально при использовании приборов с ТЭНами и маслом в виде теплоносителя.

14c11d491329222849379a540a2edce4.png

Разновидности отопительных регистров

Отопительные регистры представляют собой группу трубопроводов, расположенных параллельно друг другу и сообщающихся между собой. Они могут отличаться по материалу, по форме и конструктивному исполнению.

Материалы для изготовления

Чаще всего регистры отопления изготавливаются из гладких стальных труб по ГОСТ 3262-75 или ГОСТ 10704-91. Применение электросварных труб предпочтительнее из-за способности выдерживать более высокое давление. Тем не менее, на практике довольно распространены также водогазопроводные трубы, которые эксплуатируются не менее успешно. Такие отопительные приборы спокойно выдерживают всевозможные механические повреждения и нагрузки, а также работу с любым теплоносителем.

Существуют еще модели из нержавеющей стали. Их устанавливают в помещениях с повышенными требованиями к эстетичности и долговечности. В связи с повышенной стоимостью применение регистров из нержавеющей стали наиболее оправдано в ванных комнатах. Высокая стойкость к коррозии и разнообразие конфигураций полотенцесушителей из нержавеющей стали позволяют применять их даже в самых современных интерьерах санузлов.

04b6278cb67f27613597446312ed8cf2.png

Более эффективными с точки зрения теплоотдачи являются алюминиевые и биметаллические регистры. Они отличаются легкостью и эстетичностью, прекрасно работают в системах индивидуального отопления с хорошо организованной водоподготовкой. В остальных случаях низкое качество теплоносителя приводит к быстрому выходу приборов из строя.

Иногда можно встретить регистры из меди. Обычно их применяют в системах, где основная разводка медная. С ними удобно работать, они весьма симпатичны и долговечны. Кроме того, теплопроводность меди примерно в 8 раз выше, чем стали, что позволяет значительно уменьшить размер нагревательной поверхности. Общий недостаток всех приборов из цветных металлов – чувствительность к условиям эксплуатации – ограничивает сферу применения медных регистров.

ae64f3612a48da423393a835aefeaeb5.png

Конструктивное исполнение

Наиболее характерные конструкции традиционных стальных регистров можно разделить на 2 типа:

  • Секционные;
  • Змеевиковые.

Для первого свойственно горизонтальное расположение трубопроводов и применение вертикальных узких перемычек между ними. Второй предусматривает использование прямых и дугообразных элементов одного диаметра, которые соединяются змейкой с помощью сварки. При использовании нержавейки или цветных металлов трубы просто изгибаются для придания требуемой конфигурации.

d0a53c4a15f380a9a76706cbceb3da1a.pngСуществует три варианта исполнения присоединительных патрубков:

  • Резьбовой;
  • Фланцевый;
  • Под сварку.

Они могут располагаться как с одной стороны прибора, так и с разных. Выход теплоносителя предусматривается под подачей или по диагонали от нее. Иногда встречается нижнее подключение магистралей, но в этом случае существенно снижается теплоотдача.

В секционных регистрах выделяют 2 вида соединений в зависимости от способа расстановки перемычек:

  • «Нитка»;
  • «Колонка».

4affacb37047b8864eb6d7a3a5e84df5.png

Регистры из гладких труб могут использоваться как регистры основной системы отопления или как отдельные обогреватели. Для автономной работы внутрь прибора устанавливается ТЭН необходимой мощности и выполняется подключение к сети. В качестве теплоносителя для переносных электрических регистров из стали часто используют антифриз или масло, т.к. оно не замерзает при хранении либо аварийном отключении электроэнергии.

При использовании отдельно от общей системы отопления обязательно дополнительное размещение расширительного бачка  в верхней части прибора. Это позволяет избежать повышения давления вследствие увеличения объема при нагреве. Размер емкости подбирается, исходя из возможности вместить около 10 % общего количества жидкости в нагревателе.

88b2b84e7a39458f3fe6a714383c2684.png

Для автономного использования регистра из стальных труб к нему привариваются ножки высотой 200 – 250 мм. Если же прибор является частью контура отопления, его перемещение не планируется и стены достаточно крепкие, то используется стационарное крепление с помощью кронштейнов. Иногда для очень массивных регистров применяют комбинированный вариант установки, т.е. прибор ставится на стойки и дополнительно фиксируется на стене.

Достоинства и недостатки регистров отопления

Регистры отопления имеют предельно простую конструкцию, что является залогом их прочности и надежности. Они устойчивы к гидравлическим ударам,  практически не дают течи и десятилетиями не выходят из строя. В них просто нечему ломаться.

Единственным недостатком этого устройства является малопривлекательный внешний вид и громоздкость.  Именно по этой причине регистры отопления нашли свое применение при обогреве производственных помещений и вспомогательных строений (гаражей, теплиц и т.д.)

Монтаж регистров отопления во многом зависит от диаметра используемых труб и их длины. Если размер позволяет, их делают навесными и крепят к стене, или устанавливают на специально изготовленные опоры.

В каких системах отопления используют

Регистры отопления можно использовать  в любых отопительных системах. Они отлично работают как с водой, так и с антифризом.

Еще один способ использования регистра состоит в установке в нижней части трубы электрического нагревателя с терморегулятором и последующем нагреве теплоносителя с помощью электрической энергии. Единственным условием при этом является установка в верхней части прибора расширительного бака объемом не менее 0,1 от объема всего используемого в регистре теплоносителя. При этом регистр отопления можно рассматривать как автономную отопительную систему с естественной циркуляцией в миниатюре, что очень удобно при обогреве хозяйственных построек большой площади.

Подведем итоги

Регистр отопления простой, надежный и недорогой прибор, изготовить который можно своими руками. Он незаменим для обогрева хозяйственных и производственных помещений

Видео отопление из стальных гладких труб

Понравилась статья? Поделитесь ей:

  • Ижорский трубный завод (ИТЗ)
  • Королевский трубный завод (КТЗ)
  • Челябинский завод изоляции труб (ЧЗИТ)
  • Кстовский трубный завод
  • Энгельсский трубный завод (ЭТЗ)

Добавить компанию

  • Выполняем расчеты на прогиб трубы самостоятельно
  • Особенности врезки в газовые трубы
  • Борьба с конденсатом из вытяжных труб
  • Способы устранения течи труб под давлением
  • Как сделать грибок на трубу дымохода своими руками

ТрубСовет .ру Мы знаем о трубах все

2015–2017 TrubSovet.ru. Все права защищены

При копировании материалов с сайта, обязательно размещайте обратную ссылку на trubsovet.ru

Сортамент водогазопроводных труб

Водогазопроводные трубы изготавливаются в соответствии с требованиями государственного стандарта – ГОСТ 3262-75. Он действует уже более 40 лет и регламентирует все размеры и технические требования.

В сортаменте выделяется 3 разновидности труб:

  • Легкие;
  • Обычные;
  • Усиленные.

Тип трубы определяется толщиной стенки. Она может варьироваться для разных диаметров от 1,8 до 5,5 мм. Усиление стенок позволяет изделиям выдерживать большее давление и обеспечивает более длительный срок службы. При этом, естественно, увеличивается расход металла на изготовление, стоимость и вес.

Приведенная в ГОСТе таблица веса стальных водогазопроводных труб позволяет определить массу 1 м погонного в зависимости от типа и диаметра.

afa93ccf6b2578578882aa89321de036.png

Важно! Масса, определенная по таблице, является теоретической, фактическое значение может отличаться на 4-8%, что бывает ощутимо при больших партиях. Оцинкованные изделия всегда тяжелее примерно на 3-5%

Как видно из таблицы, труба водогазопроводная стальная может иметь условный проход от 6 до 150 мм, что соответствует интервалу от ¼ до до 6 дюймов. Размеры в дюймах часто используются для маркировки фитингов и запорно-регулирующей арматуры. Поэтому очень важно правильно оперировать этими единицами измерения при комплектации системы.

На заметку: если под рукой нет таблицы, можно самостоятельно провести пересчет диаметра. Для этого достаточно знать, что 1 английский дюйм соответствует средней толщине большого пальца взрослого мужчины и равняется 25,4 мм. Все калибры легко определить, разделив значение условного прохода на 25 с округлением до ближайшего стандартного значения.

Масса трубы может быть также найдена вручную с помощью простых формул геометрии и физики, представленных на рисунке ниже. При больших объемах расчетов удобно использовать , который позволяет автоматизировать процесс.

ec04e573bbef37d0ef53cf68348175ce.png

На рисунке приняты следующие обозначения:

d – внутренний диаметр трубы;

D – наружный диаметр;

b – толщина стенки;

S – площадь металла в поперечном сечении;

V – объем металла;

m – масса изделия;

ρ – удельный вес стали, равный 7,85 г/см3.

Важно! Следует учитывать, что внутренний диаметр и условный проход – это не одно и то же. Трубы с разными толщинами стенок имеют разные внутренние диаметры при одинаковом условном проходе. Под условным проходом понимают некую стандартную величину в линейке сортамента, которая лишь примерно равна значению d. Приведение труб разных типов к одному условному диаметру значительно упрощает подбор фасонных элементов и других комплектующих.

Необходимо отметить высокие прочностные характеристики стальных труб. Они имеют жесткость, характерную для металлического прута аналогичного диаметра. При этом намного легче и дешевле. Так, изделие самого тяжелого типа будет иметь вес на 30-40% меньше, чем цельнометаллический прокат.

Благодаря этому, водогазопроводная труба широко применяется не только для транспортировки различных сред любой температуры, но также в строительстве и машиностроении для сооружения разнообразных конструкций.

Теплоотдача регистров отопления из гладких труб. Расчет в Excel.

Регистр отопления из четырех гладких труб и схема движения теплоносителя показаны на рисунке, представленном ниже.

7fdd6b7cde1b82bd2a4b16407e7d3abc.jpg

Включаем компьютер, MS Office и начинаем расчет в Excel.

Исходные данные:

Исходных данных не много, они понятны и просты.

1. Диаметр труб D в мм заносим

в ячейку D3: 108,0

2. Длину регистра (одной трубы) L в м записываем

в ячейку D4: 1,250

3. Количество труб в регистре N в штуках пишем

в ячейку D5: 4

4. Температуру воды на «подаче» tп в °C заносим

в ячейку D6: 85

5. Температуру воды на «обратке» tо в °C пишем

в ячейку D7: 60

6. Температуру воздуха в помещении tв в °C вводим

в ячейку D8: 18

7. Вид наружной поверхности труб выбираем из выпадающего списка

в объединенных ячейках C9D9E9: «При теоретическом расчете»

8. Постоянную Стефана-Больцмана C0  в Вт/(м2*К4) заносим

в ячейку D10: 0,00000005669

9. Значение ускорения свободного падения g в м/с2 вписываем

в ячейку D11: 9,80665

3a03370880431acc6f4d91971282464f.jpg

Меняя исходные данные можно смоделировать любую «температурную ситуацию» для любого типоразмера регистра отопления!

Теплоотдача просто одиночной горизонтальной трубы также может легко быть посчитанной по этой программе! Для этого достаточно указать количество труб в регистре отопления равное единице (N=1).

Результаты расчетов:

10. Степень черноты излучающих поверхностей труб ε автоматическиопределяется по выбранному виду наружной поверхности

в ячейке D13: =ИНДЕКС(H5:H31;G2) =0,810

В базе данных, расположенной на одном листе с программой расчета, для выбора представлены 27 видов наружных поверхностей труб и их степени черноты. (Смотри в файле для скачивания в конце статьи.)

11. Среднюю температуру стенок труб tст в °C вычисляем

в ячейке D14: =(D6+D7)/2 =72,5

tст=(tп+tо)/2

12. Температурный напор dt в °C рассчитываем

в ячейке D15: =D14-D8 =54,5

dt=tстtв

13. Коэффициент объемного расширения воздуха β в 1/K определяем

в ячейке D16: =1/(D8+273) =0,003436

β=1/(tв+273)

14. Кинематическую вязкость воздуха ν в м2/с вычисляем

в ячейке D17: =0,0000000001192*D8^2+0,000000086895*D8+0,000013306 =0,00001491

ν=0,0000000001192*tв2+0,000000086895*tв+0,000013306

15. Критерий Прандтля Pr определяем

в ячейке D18: =0,00000073*D8^2-0,00028085*D8+0,70934 =0,7045

Pr=0,00000073*tв2-0,00028085*tв +0,70934

16. Коэффициент теплопроводности воздуха λ рассчитываем

в ячейке D19: =-0,000000022042*D8^2+0,0000793717*D8+0,0243834 =0,02580

λ=-0,000000022042*tв2+0,0000793717*tв+0,0243834

17. Площадь теплоотдающих поверхностей труб регистра A в м2 определяем

в ячейке D20: =ПИ()*D3/1000*D4*D5 =1,6965

A=π*(D/1000)*L*N

18. Тепловой поток излучения с поверхностей труб регистра отопления Qи в Вт вычисляем

в ячейке D21: =D10*D13*D20*((D14+273)^4- (D8+273)^4)*0,93^(D5-1) =444

Qи=C0*ε*A*((tст+273)4— (tв+273)4)*0,93(N-1)

19. Коэффициент теплоотдачи при излучении αи в Вт/(м2*К) рассчитываем

в ячейке D22: =D21/(D15*D20) =4,8

αи=Qи/(dt*A)

20. Критерий Грасгофа Gr вычисляем

в ячейке D23: =D11*D16*(D3/1000)^3*D15/D17^2 =10410000

Gr=g*β*(D/1000)3*dt/ν2

21. Критерий Нуссельта Nu находим

в ячейке D24: =0,5*(D23*D18)^0,25 =26,0194

Nu=0,5*(Gr*Pr)0,25

22. Конвективную составляющую теплового потока Qк в Вт вычисляем

в ячейке D25: =D26*D20*D15 =462

Qк=αк*A*dt

23. А коэффициент теплоотдачи при конвекции αк в Вт/(м2*К) определяем соответственно

в ячейке D26: =D24*D19/(D3/1000)*0,93^(D5-1) =5,0

αк=Nu*λ/(D/1000)*0,93(N-1)

24. Полную мощность теплового потока регистра отопления Q в Вт и Ккал/час считаем соответственно

в ячейке D27: =D21+D25 =906

Q=Qи+Qк

и в ячейке D28: =D27*0,85985 =779

Q=Q*0,85985

25. Коэффициент теплоотдачи от поверхностей регистра отопления воздуху α в Вт/(м2*К) и Ккал/(час*м2*К) находим соответственно

в ячейке D29: =D22+D26 =9,8

α=αи+αк

и в ячейке D30: =D29*0,85985 =8,4

α=α*0,85985

На этом расчет в Excel завершен. Теплоотдача регистра отопления из труб найдена!

Расчеты многократно подтверждены практикой!

Теплотехническим расчетам на этом сайте посвящен еще ряд статей. Быстро перейти к ним можно по ссылкам, расположенным ниже статьи или через страницу «Все статьи блога». В этих статьях просто и понятно на примерах рассказывается об основных понятиях теплотехники.

Преимущества и недостатки

Регистры отопления из гладких труб имеют массу преимуществ:

  • Для помещений большой площади являются одним из лучших вариантов отопительных приборов. За счет значительной протяженности они обеспечивают равномерный прогрев и создают комфортные условия. Обогрев получается не локальным, а обширным.
  • Гидравлическое сопротивление очень маленькое по сравнению с чугунными или стальными радиаторами. Это позволяет заметно уменьшить потери давления в системе, а соответственно и затраты на перекачку теплоносителя. Эта же особенность дает возможность применять для больших помещений открытую систему отопления с естественной циркуляцией.
  • Прямые участки труб больших диаметров менее подвержены заиливанию и зарастанию в отличие от радиаторов сложной формы. Поэтому регистры отопления практически не нуждаются в промывке.
  • Простая конструкция может быть изготовлена своими руками из доступных материалов с получением существенной экономии.
  • Срок службы достаточно большой, минимум 25 лет. Степень надежности зависит в основном от качества сварных швов.
  • Гладкая поверхность обеспечивает удобство очистки. Эта особенность позволяет использовать регистры в помещениях с повышенными санитарными нормами.
  • Удобны для сушки полотенца, белья и одежды.

070ca8a493bf5a4ff334769a3e802843.png

К недостаткам регистров из гладких труб можно отнести:

  • Малая поверхность нагрева на единицу длины, что заставляет применять приборы больших габаритов;
  • Большая металлоемкость;
  • Большие диаметры заставляют использовать большой объем теплоносителя, что делает систему очень инерционной и трудно регулируемой;
  • Непривлекательный внешний вид бюджетных моделей и огромная цена нестандартных дизайнерских конфигураций.

Технические характеристики

Технические требования к отопительным приборам, в том числе и к трубчатым радиаторам нормируются ГОСТ 31311-2005. Согласно этому стандарту для их изготовления должны применяться трубы по ГОСТ 3262, ГОСТ 8734, ГОСТ 10705, ГОСТ 10706 с толщиной стенки не меньше 1,25 мм. При этом полотенцесушители разрешается производить из углеродистой стали со стенкой не меньше 3 мм, нержавеющей стали, а также латуни (медно-цинковых сплавов) по ГОСТ 15527.

Допускается использовать и другие материалы, если отопительные приборы будут соответствовать всем положениям стандарта и иметь необходимые характеристики прочности. Конструкция приборов не нормируется и остается на усмотрение производителя при соблюдении основных требований. Это дает полную свободу для творчества и позволяет создавать уникальные дизайнерские конфигурации трубчатых радиаторов, что значительно расширяет сферу их применения.

21741ab5692df840a04f083ee6f9610e.png

Характеристики регистров отопления из гладких труб зависят от выбранного материала, размера и конфигурации. Они определяются по специальным формулам, таблицам или материалам производителя.

Рассмотрим основные параметры обычных стальных регистров. Для них характерно применение труб большого диаметра, преимущественно в диапазоне 32 – 219 мм. Они выдерживают рабочее давление до 100 Па (10 кгс/м²). Теплоносителем могут быть как разнообразные жидкости – вода, антифриз, масло – так и пар высокой температуры.

Имея подробный чертеж, регистр из гладких стальных труб может изготовить своими руками любой мастер с навыками выполнения сварочных работ. Для этого достаточно найти исходный материал, сварочный аппарат и угловую шлифмашинку. Можно также  заказать регистр на заводе по индивидуальным чертежам.

Важно! Необходимо выдерживать не только длину, диаметр и количество труб, но и расстояние между ними. Слишком близкое расположение существенно снижает теплоотдачу прибора из-за взаимного влияния элементов

Если же расстояние сделать слишком большим, то высота прибора может выйти огромной и не удобной в установке и использовании. Оптимальным шагом расположения рядов отопительного регистра считается 1,5 радиуса, но не менее 50 мм.

51003456e4c8a81a246ff951635b89b3.pngДля получения наилучших результатов все параметры необходимо определять на основании теплотехнических расчетов, исходя из требуемой теплоотдачи и особенностей помещения. Без грамотного расчета даже хорошо сделанный регистр может не справиться с обогревом имеющейся площади.

Выводы и полезное видео по теме

Собранные ниже видеоматериалы помогут вам разобраться во всех нюансах расчетов отопительного регистра и его монтажа в помещении.

Технология изготовление регистра из профильной прямоугольной трубы:

Достоинства и расчет мощности отопительного регистра:

Если требуется обогреть большое по кубатуре помещение, то регистр из гладкостенных стальных труб подходит для этого идеально. При наличии навыка выполнения сварочных работ собрать такую самодельную батарею своими руками несложно. Надо лишь точно рассчитать параметры этого прибора и правильно подобрать для него трубные изделия.

Интересное чтиво
Помогла статья? Оцените её
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Рейтинг автора
Автор статьи
Константин Корепов
Написано статей
1274
Добавить комментарий