Registre de încălzire: tipuri de construcții, calculul parametrilor, caracteristici de instalare

Există un număr foarte mare de baterii diferite ca construcție și material de fabricație pentru sistemele de încălzire a spațiilor rezidențiale și nerezidențiale. Dar registrele de încălzire se remarcă printre ele prin eficiența lor ridicată de transfer termic și simplitatea asamblării de sine stătătoare.

Din punct de vedere exterior și constructiv, aceste dispozitive de schimb termic amintesc de serpentinele obișnuite ale uscătoarelor de prosoape, dar ca dimensiuni depășesc cu mult echivalentele pentru băi.

În articolul prezentat de noi sunt analizate în detaliu tipurile de registre de încălzire, precum și vom aborda particularitățile de montaj ale unui astfel de echipament.

Varietăți de registre de încălzire din țevi

Registrul de încălzire este un schimbător de căldură clasic «apă-aer». În majoritatea cazurilor, este realizat dintr-o țeavă metalică cu pereți netezi. Aceasta poate fi simplă sau sub forma unui șir de mai multe segmente de conductă, dispuse orizontal una deasupra celeilalte. În același timp, există construcții separate cu aripioare.

Aparatul de încălzire realizat doar dintr-o țeavă cu pereți netezi este mai ușor de curățat la întreținerile regulate. Nu are aripioare lamelare sau locuri înguste care sunt greu de șters cu o cârpă. Ca urmare, pe un astfel de registru nu se formează „colonii” de praf și murdărie. În acest sens, el câștigă mult față de radiatoarele panou-secționale larg răspândite acum.

De obicei, registrele de încălzire se instalează în garaje, depozite, ateliere, spitale și școli – adică în încăperi unde există cerințe sporite de securitate la incendiu și sanitară.

În ceea ce privește eficiența cedării energiei termice și costurile de încălzire, registrul tubular nu este inferior bateriilor obișnuite, și adesea le depășește. Suprafața totală de transfer termic este aproximativ aceeași în ambele cazuri, doar că în dispozitivul analizat, agentul termic curge printr-un canal larg.

Rezistența hidraulică în această situație este mult mai mică decât cea dintr-un radiator standard cu mai multe secțiuni panel. Iar acest lucru se reflectă direct asupra costurilor de energie pentru pomparea apei printr-un astfel de circuit de încălzire.

Tipuri după forma construcției

Din punct de vedere exterior, registrul de încălzire nu arată prea elegant. În schimb, este ieftin și simplu de fabricat. Iar dacă depuneți un pic de efort, un astfel de încălzitor-schimbător de căldură poate fi integrat perfect în interiorul chiar și al unei camere de locuit.

În casele rurale autohtone, până nu demult, un astfel de sistem de încălzire era aproape universal. În perioada sovietică, radiatoarele secționale cu panouri nu erau disponibile în vânzare, dar era relativ ușor să obții o țeavă lată.

Mai departe, era nevoie doar de un aparat de sudură. Încălzitorul tubular obținut se conectează cu schimbătorul de căldură cu apă din interiorul sobei pe lemne prin sudură, simplu și rapid. Citiți mai departe pentru mai multe detalii despre tehnologia de înlocuire a bateriilor prin sudare cu gaz.

Cu cât țevile verticale sunt amplasate mai aproape de margine în registrul secțional, cu atât transferul de căldură al dispozitivului este mai mare – apa de la capetele țevilor orizontale se reînnoiește mai lent decât în zonele cu flux direct al agentului termic.

Toate tipurile de registre de încălzire se împart în două grupuri:

1. Secționale.
2. Serpentine (în formă de S).

În primul caz, țevile orizontale sunt conectate între ele prin conducte transversale de secțiune mai mică, iar în al doilea – prin coturi de același diametru.

Ambele variante implică volume mari de lucrări de sudură. Dispozitivul tip serpentină poate fi, de asemenea, fabricat prin îndoirea unei singure țevi. Cu toate acestea, nu orice produs tubular de diametru mare din oțel poate fi îndoit în acest fel. Este mult mai simplu să luați coturi gata făcute și să le sudați pe segmentele orizontale ale registrului.

În dispozitivul cu conexiunea "fir" (țevile sunt amplasate alternativ la dreapta/stânga), nu există zone cu agent termic rece, apa trecând treptat prin toate țevile.

La conectarea secțiunilor orizontale ale registrului secțional prin conexiunea "coloană", țevile transversale sunt sudate la ambele capete. Circulația agentului termic într-un astfel de dispozitiv de încălzire se realizează după o schemă paralelă. Ca rezultat, anumite zone pot primi mai puțină căldură. Apa caldă pur și simplu se scurge în segmentul inferior înainte de a ajunge la capătul îndepărtat.

În "fir", unde agentul termic străbate toate secțiunile registrului, nu apar astfel de probleme. În acest sens, acest registru seamănă în mare măsură cu o serpentină. Doar că apa se mișcă de la intrare la ieșirea din baterie prin țevi de secțiuni diferite.

Serpentinele pot avea mai multe îndoituri, caz în care, pentru a întări construcția, în mai multe locuri se fac adesea inserții transversale din cornier sau bară groasă.

Dacă nu aveți la îndemână coturi gata făcute pentru registrul în formă de S, este mai bine să fabricați singur un dispozitiv secțional. Este extrem de dificil să îndoiți drept o țeavă de secțiune mare fără echipament special. Practic, singura opțiune este să încălziți metalul cu sudură cu gaz și să îl îndoiți cu atenție. Dar există riscul pierderii rezistenței pereților țevii.

De tipul secțional aparține și registrul cu o pereche de colectoare laterale. Acestea sunt fabricate din țeavă de același diametru ca și secțiunile principale, îndeplinind rolul de conducte transversale. În acest caz, apa se deplasează nu de sus în jos, ci de la stânga la dreapta (sau invers).

Variante după materialul de fabricație

Cel mai adesea, meșterii de acasă confecționează cu propriile mâini registre de încălzire din țevi de oțel. Principalele avantaje ale acestei opțiuni sunt costul redus, disponibilitatea materialului și relativa ușurință a sudării.

Pe lângă țeava rotundă, registrul de încălzire poate fi realizat și din analogul său profilat – rezistența hidraulică va fi ușor diferită, dar nimic mai mult.

În condiții de fabrică, registrele sunt produse din:

• oțel;
• aluminiu;
• cupru;
• fontă.

În ceea ce privește transferul de căldură și durabilitatea, varianta din cupru este lider. Dar la dimensiuni mari, un astfel de încălzitor va costa o sumă considerabilă. Dispozitivul din aluminiu îi este inferior în ceea ce privește conductivitatea termică, dar este mult mai ieftin.

Cel mai comun și mai ieftin tip de registre de încălzire este cel din oțel. Cu toate acestea, aceasta este și cea mai ineficientă opțiune în ceea ce privește transferul de căldură de la apă la aer dintre toate cele vândute în magazinele de termotehnică.

Coeficientul de conductivitate termică pentru diferite oțeluri variază între 45–48 W/(m*K). Pentru fontă este în jur de 60, pentru aluminiu 200–240, iar pentru cupru aproximativ 400 W/(m*K). Oțelul pierde în fața tuturor acestora din punct de vedere al acestui parametru tehnic.

La alegerea țevilor de oțel, trebuie să se acorde preferință produselor din oțel carbon, acestea fiind cele mai rezistente și stabile la temperaturi ridicate.

Fonta și aluminiul sunt utilizate de obicei numai la fabricarea registrelor în fabrică. Este prea dificil să sudezi independent aceste metale în condiții artizanale. Același lucru este valabil și pentru oțelul inoxidabil sau galvanizat, deci este mai bine să nu luați țevi din aceste materiale. Sunt mai greu de sudat și au un transfer de căldură mai mic decât omologul obișnuit din oțel negru.

Dacă aveți experiență în sudarea suprafețelor de cupru, realizarea unui registru din astfel de țevi nu este prea problematică. Datorită indicilor ridicați de transfer de căldură, ele pot fi luate cu un diametru mai mic decât în cazul alegerii variantei din oțel. Astfel, dispozitivul de încălzire va costa mai puțin.

Cu toate acestea, cuprul are un dezavantaj serios aici – necesitatea unui agent termic neutru și curat. Dacă în sistemul de încălzire circulă apă „murdară”, cu impurități, atunci de o durată de viață lungă a unei astfel de baterii se poate uita.

O problemă similară este adesea observată și din cauza prezenței în sistem a unor elemente din metale incompatibile cu cuprul. Dacă nu se iau o serie întreagă de măsuri de precauție, din cauza coroziunii electrochimice, un astfel de registru nu va rezista mult timp.

Aparate cu element de încălzire electric încorporat

Varianta standard a registrului presupune conectarea acestuia la țevile de încălzire ale unui sistem centralizat sau la un cazan de încălzire a apei. Dar există și dispozitive complet autonome. Într-una dintre țevile inferioare este încorporat un element de încălzire alimentat de la rețeaua electrică de 220 V.

Prin construcție și principiu de funcționare, elementul termic din registru este un fierbător electric obișnuit, care funcționează de la o priză monofazată standard.

Puterea elementului care încălzește apa poate varia între 1–6 kW, în funcție de volumul interior al schimbătorului de căldură. Un astfel de aparat de încălzire este adesea echipat cu o pompă de circulație, astfel încât agentul termic să ajungă la toate părțile sale.

Un astfel de registru autonom este adesea folosit ca sursă suplimentară de căldură, care este pornită doar în timpul înghețurilor puternice. La temperaturi nu prea scăzute afară, încălzirea încăperii se realizează de la sistemul general de încălzire. Pe lângă apă, în registrul electric se poate turna și antigel.

Pe site-ul nostru există un articol în care am descris în detaliu particularitățile de alegere și subtilitățile de conectare a elementelor termice pentru caloriferele de încălzire. Pentru mai multe detalii – accesați linkul.

Calculul construcției încălzitorului

La început, este necesar să se calculeze puterea termică necesară pentru o anumită încăpere.

Conform regulilor, un astfel de calcul termotehnic trebuie făcut ținând cont de:

• suprafața și orientarea pereților exteriori (dacă sunt orientați spre sud, însorit sau nu);
• volumul încăperii încălzite;
• nivelul maxim posibil al temperaturilor negative din regiune;
• gradul de izolație termică a pereților care dau spre exterior;
• existența dedesubt și/sau deasupra a încă unei încăperi încălzite;
• numărul, suprafața și tipul ferestrelor instalate;
• existența/absența ușilor care se deschid direct spre exterior.

Normele de construcție recomandă chiar să se țină cont de roza vânturilor predominantă iarna. Pe partea dinspre vânt, pierderile de căldură ale peretelui pe parcursul iernii vor fi în mod cert mai mari.

Simplificat, pentru o încăpere cu înălțimea tavanelor de aproximativ 2,7 metri, puterea termică necesară se calculează înmulțind suprafața camerei cu 100 W

Dacă tavanele din încăpere se află la nivelul de 3 metri sau mai mult, atunci pentru calculul simplificat trebuie să se înmulțească volumul spațiului încălzit cu 34 sau 41 W. Primul coeficient se ia pentru clădirile din cărămidă, iar al doilea – pentru construcțiile din beton armat.

Înmulțirea câtorva numere nu este dificilă. Dar trebuie să vă dați seama clar că astfel de calcule aproximative pot fi foarte departe de cifrele reale, deoarece există multe nuanțe.

Cea mai optimă soluție este să comandați calculul necesar de la un specialist care va lua în considerare toți parametrii încăperii. Pierderile de căldură au loc prin pereți, ferestre, podea, tavan și chiar ventilație. Pentru a obține cifre exacte, trebuie să se țină cont de toate, fără excepție.

Apoi, trebuie să se calculeze dimensiunile țevilor pentru registrul de încălzire. Pentru aceasta, trebuie să se utilizeze formula:

Q= K* St*dt

notațiile literelor:

• Q – puterea termică a registrului;
• K – coeficientul de transfer termic, depinde de materialul țevii;
• St – suprafața de transfer termic (este egală cu numărul PI înmulțit cu diametrul și lungimea țevii);
• dt – diferența de temperatură.

În consecință, cunoscând Q și dt, rămâne doar să alegem diametrul țevii și lungimea sa totală. Apoi, în funcție de construcția registrului, această conductă poate fi împărțită în mai multe segmente, care ulterior vor fi conectate prin traverse. Pentru a nu complica calculele, este mai bine să nu luăm în considerare transferul de căldură de la acestea din urmă.

Cifra dt, la rândul său, se calculează pe baza temperaturii necesare în încăpere (Tv) și a valorilor acesteia în alimentare (Tp) și retur (To) – total dt=(Tp+To)/2-Tv

La conectarea țevilor în formă de serpentină, fiecare segment orizontal următor primește cu aproximativ 10% mai puțină energie termică decât cel situat deasupra. Fiecare astfel de segment al conductei registrului trebuie considerat ca o baterie separată. Iar agentul termic, pe măsură ce se deplasează prin ele, se răcește treptat și inevitabil, căldura cedându-se în încăpere.

Un alt parametru este distanța dintre secțiunile orizontale (țevile principale), care reflectă înălțimea unui racord individual. Dacă acest spațiu este prea mic, fluxurile de căldură de sus și de jos vor începe să se suprapună, influențându-se negativ reciproc.

Această valoare trebuie aleasă astfel încât să fie puțin mai mare decât diametrul țevii. Atunci eficiența registrului va fi maximă posibilă.

Calcule mai detaliate ale puterii bateriilor de încălzire și ale numărului acestora pot fi citite aici.

Particularități de realizare a montajului

Nu este nimic deosebit de complicat în instalarea unui registru de încălzire. Dificultățile pot apărea doar la sudarea acestuia din țevi separate. Dacă nu aveți o experiență vastă în efectuarea lucrărilor de sudare, atunci este mai bine să exersați mai întâi. La achiziționarea unui dispozitiv gata fabricat din fabrică, nu ar trebui să apară deloc probleme de montaj.

Agățarea pe pereți a registrului tubular se realizează cu ajutorul unor console (cârlige) puternice. Dacă este așezat pe podea, sunt suficiente picioare metalice. Este important de reținut că încălzitorul respectiv din oțel cântărește destul de mult. În plus, se adaugă greutatea apei din interior, astfel încât elementele de fixare și suporturile trebuie să fie extrem de sigure.

Capetele țevii-secțiune se închid cu dopuri sferice speciale sau se sudează folosind mici cercuri de oțel tăiate din tablă. Fitingurile cu filet exterior pentru montarea robinetului de aerisire și conectarea la sistemul de încălzire se introduc direct în pereții țevii sau în placa de capăt.

Suprafața bateriei realizate din oțel merită acoperită cu vopsea termorezistentă. Datorită acesteia, dispozitivul nu numai că va deveni mai plăcut estetic, dar va căpăta și o protecție anticorozivă suplimentară.

Instrucțiuni detaliate pentru crearea registrelor de încălzire de către dumneavoastră înșivă pot fi citite în acest material.

Concluzii și material video util pe această temă

Materialele video adunate mai jos vă vor ajuta să înțelegeți toate nuanțele calculelor registrului de încălzire și ale montajului acestuia în încăpere.

Tehnologia de fabricare a registrului din țeavă dreptunghiulară profilată:

Avantaje și calculul puterii registrului de încălzire:

Dacă este necesară încălzirea unei încăperi mari ca volum, registrul din țevi de oțel cu pereți netezi este ideal pentru aceasta. Dacă aveți abilități de sudare, nu este dificil să asamblați o astfel de baterie de casă cu propriile mâini. Trebuie doar să calculați cu precizie parametrii acestui dispozitiv și să alegeți corect produsele de țeavă pentru el.

Aveți întrebări, ați găsit neajunsuri sau aveți informații valoroase pe care doriți să le împărtășiți cu vizitatorii site-ului nostru? Vă rugăm să lăsați comentariile dumneavoastră, adresați întrebări în formularul de feedback situat sub articol.