Регистры отопления – расчет теплоотдачи и изготовление своими руками: пошаговые работы

Расчет мощности электрических тэн

Супер полотенцесушитель (тоже регистр)

Отдельно рассмотрим регистры со встроенными электрическими тэнами. Это может быть как дополнительным источником подогрева, так и основным. В последнем случае теплообменник работает, только если есть электроэнергия. Чтобы правильно определить параметры работы теплообменника, нужно помимо его тепловой мощности, рассчитать мощность нагревательного элемента

Ведь важно сколько киловатт в тэне или нет?

Такие электрические нагреватели вкручиваются в торце регистра. Их мощность может варьироваться от 0,8 до 2 кВт. Включение/выключение прибора контролируется термостатом, температура в теплообменнике регулируется вручную. Получается, что можно выставить 50 градусов, которые всегда будут поддерживаться тэном. Только менее мощный будет работать чаще. Естественно, чем больше нагреватель работает, тем больше сокращается его ресурс службы. Поэтому лучше, когда тэн работает не на пределе, а с небольшим запасом.

Наблюдения показали, что по итогу эксплуатации особой разницы в потреблении электроэнергии не наблюдается. Мощный тэн нагреет быстрее, потратив больше энергии, а менее мощный будет греть дольше, при этом потребление будет примерно таким же.

Автономность регистра от контура отопления требует внесения изменений в его контракцию:

  • наличие расширительной емкости;
  • соединительный патрубок сразу над тэном;
  • соблюдение углов наклона.

Конструкция должна быть такой, чтобы вода в ней двигалась самотеком, и не образовывались воздушные карманы. Воздух должен беспрепятственно выходить через расширительный бачок (негерметичный), который находится в самой высокой точке. Чтобы теплая вода сразу поднималась вверх лучше над тэном врезать соединительный патрубок.

Как установить регистр отопления

Установить регистр отопления может каждый хозяин без привлечения к работам мастера. Чтобы упростить сборочные операции, предварительно необходимо подготовить каждый из элементов отопительной системы согласно проекту.

Регистры отопления – расчет теплоотдачи и изготовление своими руками: пошаговые работы

Одно из главных предъявляемых требований – качественное соединение регистра с трубопроводами. Оно должно выдерживать максимально допустимую нагрузку – 10 МПа. Если стыковка производится посредством сварки, нужно следить за качеством швов.

Регистры рекомендуется размещать вдоль одной стены. При этом необходим минимальный уклон по направлению движения теплоносителя – до 0.05% от длины прибора.

Располагать регистры отопления необходимо поближе к половой поверхности. Чем больше диаметр основной трубы, тем меньше будет сопротивление для циркулирующего теплоносителя.

Регистры отопления – расчет теплоотдачи и изготовление своими руками: пошаговые работы

Эффективность прибора зависит от большого числа факторов, среди которых площадь нагрева, прямо пропорциональная длине и диаметру труб. Наибольшее распространение в быту получили модели со следующими характеристиками:

  • Рекомендуемый диаметр труб – от 25 до 160 мм
  • Соединительные перемычки у секционных моделей – от 30 мм
  • Расстояние между основными трубами – от 50 мм
  • Максимальное давление – 10 МПа
  • Материал – высокоуглеродистая сталь

Изготавливаем регистр своими руками

Каждый, кто умеет работать со сварочным аппаратом, способен изготовить регистр отопления самостоятельно. Несложную конструкцию можно будет наполнить антифризом или маслом.

Вводное видео по изготовлению

Чтобы сделать отопительный прибор своими руками, рекомендуется следовать инструкции:

  1. Нужно подготовить трубы подходящих диаметров и нарезать заготовки
  2. Внутренняя часть трубы проверяется и при необходимости зачищается, чтоб снизить и без того высокое сопротивление для циркулирующего теплоносителя
  3. С торцов привариваются заглушки, в некоторых из них высверливаются отверстия

Регистры отопления – расчет теплоотдачи и изготовление своими руками: пошаговые работы
Трубками меньшего диаметра (вертикальные) соединяются более толстые (горизонтальные)
Необходимо смонтировать краны для удаления воздуха, который будет скапливаться с краев
Все швы аккуратно и качественно зачищаются, поверхность окрашивают масляными красками

В переносных конструкциях необходимо установить нагревательный тэн мощностью от 1.5 до 6 Вт, который будет работать от обычной розетки. Если система работает от отопительного котла, эффективность регистров можно увеличить за счет установки мощного циркуляционного насоса.

Основные преимущества

Среди многочисленных преимуществ регистров отопления следует отметить:

  1. Имеется возможность заказать изготовление отопительных приборов по индивидуальному чертежу заказчика
  2. Внутри них роль теплоносителя может выполнять не только жидкость, но и горячий пар

Регистры отопления – расчет теплоотдачи и изготовление своими руками: пошаговые работы
Установка не требует специального оборудования
Могут устанавливаться в помещениях с большой площадью, так как характеризуются эффективным теплообменом несмотря на компактные и скромные размеры
Приемлемая стоимость

В заключении

Безусловно, регистры отопления приходят на смену классическим радиаторам отопления. В частных домах их можно встретить в помещениях с более агрессивными условиями (туалет, ванная, периодически неотапливаемые помещения и т. д.). Для хорошего мастера не составит труда изготовить подобный прибор самостоятельно.

Расчет систем отопления

Перед началом монтажа системы отопления, обязательно необходимо выполнение расчетного этапа.

Расчет тепловых потерь

Регистры отопления – расчет теплоотдачи и изготовление своими руками: пошаговые работы
Основной расчет, который необходим для проведения – теплотехнический. Результатом является определение тепловых потерь по помещениям и здания в целом. Именно эти потери тепла придется восстанавливать системе обогрева и ее мощности должно для этого хватить.

Выполнение теплотехнического расчета производится с учетом пяти самых холодных зимних дней. Эти данные можно узнать в СНиП «Климатология».

Можно сказать с уверенностью, что правильно выполнить точный расчет тепловых потерь здания сможет только квалифицированный теплотехник, имеющий специальное техническое образование.

Если говорить о коттеджах небольших площадей со стандартной архитектурой, то монтаж системы отопления можно выполнить на основании упрощенного расчета по укрупненным показателям.

Популярные статьи  Лучшие поверхностные насосы: выбираем насосную технику для домашних и дачных коммуникаций

При обычном остеклении здания без широких больших витражных окон, высоте помещения до 3,2 м и нормально утепленных стенах для обеспечения теплом 10 м2 потребуется примерно 1 кВт тепловой энергии. Эти укрупненные данные немного больше реальных, которые были бы получены в результате теплотехнического расчета. В обслуживаемых помещениях точно будет тепло. Кроме того, уменьшить количество подаваемого тепла при необходимости совсем не сложно.

Недостатком такого подхода является необоснованный запас мощности всего оборудования, что ведет к увеличению стоимости систем отопления. Котел и радиаторы обойдутся примерно на 10% дороже.

На основании расчет тепловых потерь подбирается оборудование:

  • Котел
  • Радиаторы, конвекторы, теплый пол

Гидравлический расчет

Его главная цель заключается в определении минимально допустимого сечения труб и снижении расходов на приобретение материалов. Диаметры трубопроводов для монтажа отопительных систем определяются по результату гидравлического расчета. Также, на его основании производится подбор насосного оборудования.

https://youtube.com/watch?v=mJctYkYt56c

Конструктивные особенности

Чаще всего в качестве теплообменника выступает металлический бак емкостью до 5 литров с вмонтированными патрубками. Непосредственный контакт с огнем отсутствует. Прибор позволяет нагреть холодную воду, которая затем поступает в радиаторы или съемный бак большей емкости, расположенный в этой же или соседней комнате.

Регистры отопления – расчет теплоотдачи и изготовление своими руками: пошаговые работы

В результате, протапливая печь в одной комнате, можно будет обогреть и другую. По своему конструктивному исполнению теплообменник для печи может быть внешним и внутренним.

Такой тип очень напоминает резервуар, заполняемый теплоносителем. Внутри емкости располагается часть трубы, используемая для отвода продуктов горения. По своему конструктивному исполнению внешний теплообменник более сложный, чем внутренний, так как предъявляет повышенные требования к выполнению сварочных работ.

Регистры отопления – расчет теплоотдачи и изготовление своими руками: пошаговые работы

Однако его техническое обслуживание осуществлять намного проще. При необходимости резервуар может быть демонтирован с целью удаления накипи или устранения протечки.

Внутренний

Монтируется над топкой прямо внутри печи. Отличается простотой монтажа, но при необходимости проведения технического обслуживания могут возникнуть определенные трудности. Особенно если печь выложена из кирпича.

Регистры отопления – расчет теплоотдачи и изготовление своими руками: пошаговые работы

Чтобы этого избежать, в момент разработки конструкции стоит позаботиться о ремонтопригодности будущего теплообменника.

Простые способы повышения теплоотдачи радиаторов

Улучшаем циркуляцию воздуха. Батареи передают тепло воздуху, который, нагреваясь, поднимается , а затем, охлаждаясь, опускается вниз. Так происходит циркуляция воздуха, и в помещении становится тепло настолько, насколько это позволяет теплоотдача батареи и скорость воздушного потока. Поэтому для того, чтобы повысить температуру внутри помещения, прежде всего, нужно обеспечить хорошую циркуляцию воздуха. Для этого следует по максимуму освободить пространство вокруг батареи: убрать защитный экран, поднять шторы, отодвинуть мебель и так далее.

Ускоряем циркуляцию воздуха с помощью вентилятора. Чем быстрее движется воздух, тем больше тепловой энергии он может забрать от батареи. В самые холодные дни можно включать вентилятор, направляя его в центр батареи для захвата как можно большей площади. Для обеспечения автономности подобной системы и обеспечения бесшумности ее работы, можно разместить компьютерные вентиляторы. Они тихие, маломощные, а также при размещении непосредственно под батареей не нарушают естественное направление движения воздуха в помещении. Вентиляторы позволят поднять температуру в помещении на 3-10 градусов, а их небольшой расход дает возможность без существенно ущерба для своего кошелька обдувать батарею круглую зиму. Посчитайте сами: мощность обычных вентиляторов – около 40 Ватт, компьютерных – не более 5. Итого расход: 40 * 24 (часа) * 30 (дней) = 29 Киловатт = около 95 рублей в месяц. В случае компьютерных еще меньше – около 23 руб./мес. при подключении сразу 2-х.

Устанавливаем теплоотражающий экран. Тепло от батареи исходит во всех направлениях, и для того, чтобы не отапливать стены, но направить тепловую энергию в помещение, нужно установить теплоотражающий экран за батарею. Для этих целей можно использовать фольгоизолон (вспененная основа с фольгой на одной стороне), приклеив его к очищенной стене за батареей любым подходящим средством (плиточный клей, универсальный клей 88, силикон и др.). В идеале площадь теплоотражающего экрана должна быть больше площади батареи.

Если батарея у холодная нужно спустить воздух. Для этого нужно открутить обычный или кран «Маевского» у батареи.

Не будет лишним держать под клапаном емкость или полотенце, потому что, как только выйдет воздух, тонкой струйкой польется вода. Как только это произойдет, клапан можно закрыть. Процедуру следует повторить для каждой батареи в доме.

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.

Регистры отопления – расчет теплоотдачи и изготовление своими руками: пошаговые работы

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.

Популярные статьи  Светодиодные лампы “Gauss”: отзывы, обзор достоинств и недостатков производителя

Регистры отопления – расчет теплоотдачи и изготовление своими руками: пошаговые работы

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%).

Основные рабочие параметры

  • Материал: электро сварная стальная труба ст.20 или нержавеющая сталь (по запросу)
  • Присоединение: фланцевое, внешняя резьба или под приварку
  • Теплоноситель: вода
  • Давление: 10 кгс/см2
  • Теплоотдача 1 м: до 550 Вт
  • Диаметр труб: от 32 до 219 мм
  • Расстояние между трубами: 50 мм (рекомендуется)
  • Соединительные перемычки: 32 мм

Типы конфигураций отопительных регистров:

Тип 1 Регистр П — образный, 2-х рядный без перемычки
Тип 2 Регистр S-образный 3-х рядный
Тип 3 Регистр с перемычкой Ду 15, 20, 25мм от 2-х рядов 3, 4, 5 и более
Тип 4 Регистр П — образный, 2-х рядный с перемычкой Ду 15, 20, 25 мм
Тип 4-1 Регистр П — образный, 2-х рядный с перемычкой Ду 15, 20, 25 мм
Тип 4-2 Регистр П — образный, 2-х рядный с перемычкой Ду 15, 20, 25 мм

Теплоотдача регистра отопления из труб

Теплоотдача зависит от диаметра трубок регистра и их длины. В таблице представлены обобщенные параметры. Если Вас интересует более подробный расчет, рекомендуем ознакомиться со статьей — Расчет теплоотдачи регистров.

Диаметр трубы, Ду мм. Площадь,м² Теплоотдача, Вт/м
tвн=5С, tпр=82,5C tвн=10С, tпр=82,5C tвн=16С, tпр=82,5C tвн=18С, tпр=82,5C
50 0,19 214 196 175 169
89 0,28 314 288 257 248
108 0,34 380 348 311 300
133 0,42 472 433 386 373
159 0,5 562 515 460 444
219 0,69 776 711 635 613

Преимущества отопительных регистров

  • За счет интенсивного теплообмена с окружающей средой регистры могут отапливать помещение значительного объема при достаточно скромных и компактных размерах самого прибора
  • Не требует высокотехнологичного производства, достаточно наличия электросварки и угловой шлифмашины с отрезным диском
  • Изготавливается из достаточно дешевого материала — стали, чугуна или нержавейки
  • Выдерживает значительное давление (10 кгс/м²) и способен работать не только на воде, масле и других жидкостях, но и на пару
  • Возможно изготовление по чертежам заказчика, самостоятельное изготовление и использование различных конфигураций, заглушек, материалов покрытия и фурнитуры
  • Цена регистра отопления из труб с учетом эффективной теплоотдачи значительно ниже, чем у других теплообменых устройств

Замечания при расчетах

  1. Правильнее в расчетах было бы использовать не коэффициент теплоотдачи α между наружными стенками регистра и воздухом, а коэффициент теплопередачи k, учитывающий теплообмен между теплоносителем (водой) и внутренними стенками труб регистра отопления, а так же передачу тепла через материал стенки (термическое сопротивление стенки). Рассчитывается коэффициент теплопередачи от воды к воздуху помещения по формуле:

k=1/(1/α1+sстст+1/α)

Но так как:

α1≈2000…3000 Вт/(м2*К) – коэффициент теплоотдачи между водой и внутренней стальной стенкой

sст≈0,002…0,005 м – толщина стенок труб

λст≈50…60 Вт/(м*К) – коэффициент теплопроводности материала стенок труб

То:

1/α1≈0

sстст≈0

И следовательно:

k≈α

  1. Теплоотдача регистров отопления зависит от способа подачи воды в них (сверху вниз, снизу вверх …), от монтажных расстояний до ограждающих конструкций (до пола, до подоконника, до стены, до экрана), от толщины лакокрасочного покрытия и прочих факторов. Фактическая теплоотдача может быть меньше расчетной на 15…20%. Это необходимо учитывать при окончательных расчетах!
  2. Расстояние между трубами и количество труб также оказывают влияние на теплоотдачу регистров отопления. В программе это частично учтено применением понижающего коэффициента (0,93) на каждый дополнительный ряд труб. Расстояние между трубами желательно выдерживать не менее диаметра трубы D (больше — лучше).
  3. Коэффициент теплопередачи k не является постоянной величиной для конкретного прибора отопления и значительно меняется  при изменении температурного напора dt!

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.

Популярные статьи  ?? Отопление в частном доме: схемы + пошаговая инструкция

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.

Приборы электрического обогрева

Все электрические приборы, применяемые в случае невозможности установки водяной системы отопления, имеют разные особенности и характеристики – от мощности до принципов генерирования тепла. При этом главными недостатками любого такого оборудования являются высокая стоимость эксплуатации и необходимость устройства электросети, способной выдержать большие нагрузки (при суммарной мощности электронагревателей больше 9–12 кВт необходимо устройство сети с напряжением 380 В). Преимущества же у каждой разновидности свои. Конструкция, которую имеют электрические нагревательные устройства данного типа, позволяет достаточно быстро нагреть помещение при помощи перемещающихся сквозь них воздушных потоков.

Регистры отопления – расчет теплоотдачи и изготовление своими руками: пошаговые работы

Попадание воздуха внутрь приборов происходит через отверстия в нижней части, его нагрев осуществляется при помощи ТЭНа, а выход обеспечивается наличием верхних щелей. На сегодняшний день существуют электрические конвекторы мощностью от 0,25 до 2,5 кВт.

Масляные устройства

Масляные электрические нагреватели тоже используют конвекционный метод нагрева. Внутри корпуса содержится специальное масло, которое и нагревается ТЭНом. При этом нагрев может регулироваться при помощи термостата, выключающего прибор при достижении воздухом заданной температуры.

Особенностями работы нагревателей является их высокая инерционность. За счет этого отопительные приборы очень медленно нагреваются, однако, даже после отключения подачи энергии их поверхность продолжает испускать тепло на протяжении длительного периода времени.

Регистры отопления – расчет теплоотдачи и изготовление своими руками: пошаговые работы

Кроме того, поверхность масляного оборудования нагревается до 110–150 градусов, что намного выше параметров других устройств и требует особого обращения – например, установки в отдалении от предметов, способных воспламениться.

Использование таких радиаторов дает возможность удобного регулирования интенсивности нагрева – почти все они имеют 2–4 режима работы. Кроме того, с учетом производительности одной секции в 150–250 кВт, подбирать прибор для конкретного помещения довольно легко. А ассортимент большинства производителей включает модели мощностью до 4,5 кВт.

Выбирая отопительные приборы, принцип действия которых основан на излучении тепловых волн в инфракрасном диапазоне, владелец частного дома или помещения другого назначения получает следующие преимущества:

Регистры отопления – расчет теплоотдачи и изготовление своими руками: пошаговые работы

  • заметное снижение потребления электроэнергии по сравнению с традиционным электрическим оборудованием (в пределах 30%);
  • отсутствие снижения содержания в воздухе кислорода, что избавляет находящихся в помещении людей от головной боли;
  • очень высокую скорость нагрева (даже холодная комната прогревается в течение нескольких минут).

Виды

Классификация приборов для инфракрасного отопления производится по способу испускания волн. Бывают пленочные устройства, которые передают на окружающие предметы излучение от резисторных проводников, расположенных на поверхности специальной пленки. Мощность – в пределах 800 Вт на 1 кв. м.

Регистры отопления – расчет теплоотдачи и изготовление своими руками: пошаговые работы

Второй вид — карбоновые. В них излучение идет от спирали внутри герметичной стеклянной колбы. Бытовые приборы данного типа имеют мощность от 0,7 до 4,0 кВт.

Преимуществом первых является возможность использовать их как электрические теплые полы. В то время как карбоновые обогреватели намного мощнее, хотя и требуют при этом соблюдения повышенных мер пожарной безопасности.

Самодельные регистры из круглых труб

На рынке можно приобрести самодельные регистры отопления, реализуемые профессиональными сварщиками. Если готовые изделия вам не подходят по размерам, то мастера сварного дела изготовят отопительные приборы по индивидуальному заказу. Качество самодельных изделий не подвергается сомнению, поэтому их без страха и риска встраивают в автономные системы отопления.

Пользуются популярностью у потребителей и «самовары» с ТЭНами. Так называют регистры отопления, которые самостоятельно обогревают отдельные помещения за счет электричества. Вместо воды в трубы заливают масло, антифриз или же любую иную незамерзающую жидкость. Нагрев теплоносителя осуществляет обычный ТЭН, работающий от сети с напряжением тока в 220 В. «Самовары» по своей конструкции напоминают масляные радиаторы, выпускаемые в используют в пристройках, где невозможно или нецелесообразно сооружать систему водяного отопления. Отопительные приборы функционируют в автономном режиме, при этом их работоспособность зависит только от наличия электроэнергии.

Регистры отопления – расчет теплоотдачи и изготовление своими руками: пошаговые работы

Самовар — это один из видов регистров отопления, которые не подсоединяются к системе отопления дома, а обогревают одно из помещений за счет электричества

Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: