Основные виды отопительных регистров и их монтаж

Выбор труб для изготовления регистров

Поскольку на рынке доступны регистры, изготовленные из различных труб, то людям, не имеющим опыта в выборе отопительных приборов довольно сложно принять решение о покупке определенного типа устройств.

В настоящий момент наиболее востребованы регистры из алюминиевых, чугунных и стальных труб.

Алюминиевые трубы в конструкции регистра

Регистры из алюминиевых труб производят путем монолитного литья, поэтому для прибора характерно отсутствие сварочных швов и соединений между секциями. Такая конструкция обеспечивает беспрепятственную циркуляцию теплоносителя, устойчивость к действию коррозии и долгий срок службы в системе отопления.

Поскольку изготовление регистров отопления цена которых довольно высока, представляет собой сложный процесс, то самостоятельно изготовить качественный алюминиевый регистр сложно. Но купив уже готовые приборы, потребители могут их использовать для отопления жилых, коммерческих и производственных объектов.

Стальные трубы для изготовления регистров

Стальные регистры отопления из профильной трубы отличаются легким весом и превосходными показателями тепловой отдачи. Для интегрирования таких приборов в систему отопления используется сварной метод

Важно следить за тем, чтобы работа сварщика была произведена на профессиональном уровне, поскольку в дальнейшем это станет залогом долгой службы отопительного прибора в контуре отопительной системы

Среди недостатков регистров из стали можно отметить высокую стоимость и непрезентабельный внешний вид, для оптимизации которого собственнику придется периодически прибегать к окрашиванию труб.

Регистры из чугунных труб

Если при выборе отопительных приборов решающее значение для собственника играет доступная цена регистры отопления из чугуна станут для него оптимальным выбором. Такие приборы наиболее доступны из предложенных на рынке вариантов и имеют ряд преимуществ. Они обладают достаточной теплоотдачей, простотой монтажа, обусловленной применением фланцевого монолитного соединения и могут гарантировать равномерное, волнообразное отопление.

Однако большой вес чугунных труб говорит о том, что для их крепления на стене потребуются специальные кронштейны для отопления радиаторов, которые равномерно распределят нагрузку и надежно зафиксируют регистр на стене. Чугунные регистры долговечны, практичны и функциональны. Поэтому их выбирают рациональные и экономные собственники недвижимости для создания систем отопления.

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.

Виды регистров для установки

Чаще всего используются изделия из чугуна, стали и алюминия. Самые распространенные алюминиевые. Преимущества у них следующие:

• устойчивы к появлению коррозии;
• обладают минимальным весом;
• длительный срок использования;
• нет соединений и стыков от сварки;
• высокая теплоотдача.

При изготовлении регистров из алюминия используется монолитное литье. Устанавливают такие изделия чаще всего в жилых и офисных помещениях. Если нужно отопление на производстве, лучше установить регистры из стали или чугуна, так как они более прочные. Системы отопления могут быть как стационарными, в которых теплоноситель нагревается с помощью котла, так и передвижными. В таких регистрах установлена специальная защита от случайного поражения током. Стальные регистры отопления не характеризуются высокой теплоотдачей, но они значительно выигрывают за счет бюджетной стоимости, легкости в обработке и большого выбора размеров
.

Используются также регистры из нержавейки, но у них низкая теплоотдача, поэтому для их изготовления нужно много труб, что достаточно затратно. В системах отопления, где вся разводка делается из медных труб, устанавливают регистры из аналогичного материала. Они обладают самой высокой теплоотдачей. Она выше, чем у стали, в 4 раза. Медь обладает высокой пластичностью, поэтому ее легко согнуть в нужных местах. Сварка требуется только в точках соединения разных частей. У медных регистров есть достаточно веские недостатки – это высокая стоимость и необходимость соблюдения условий использования. Для того чтобы медные регистры прослужили долго, нужно соблюдать следующие условия:

• в теплоносителе не должно быть твердых частиц;
• не должно быть в системе и других несовместимых с медью металлов;
• во избежание появления коррозии в системе устанавливают заземление;
• так как металл очень мягкий, нужна специальная защита на регистры.

Чугунные регистры массивные и тяжелые, поэтому под них нужно установить прочные стойки. Чугун очень хрупкий металл и может повредиться от сильного удара. Из-за этого чугунным регистрам нужна защита в виде кожухов, что значительно снижает теплоотдачу и повышает их цену. Устанавливать их достаточно тяжело. Чугун – химически нейтральный материал, и ему все равно, какой теплоноситель в радиаторе.

Расчет количества ребер

Расчет регистров отопления необходимо осуществлять еще до их приобретения. Очень важен диаметр труб: специалисты считают, что для частного дома подойдут трубы с диаметром сечения в диапазоне от 3 см до 8 см. Такое решение обуславливается тем, что обычный отопительный котел не способен выдать большее количество тепла, поэтому слишком большие поверхности не будут прогреваться полностью.

При расчетах нужно обращать внимание на длину одного ребра регистра и теплоотдачу на метр этой длины. Например, метровая труба с 6-сантиметровым сечением может обогреть один квадратный метр площади

При подсчете необходимого количества ребер округлять полученный результат нужно в большую сторону. Расчет количества регистров отопления должен также учитывать особенности здания. Например, если в здании установлено большое количество окон и дверей, или если стены тонкие и плохо утеплены, то количество регистров можно увеличить на 20-50%.

Достоинства оборудования

Основными достоинствами данной разновидности теплообменника можно считать:

• удобство в эксплуатации;
• легкость обслуживания (чистки);
• наличие большой теплоотдающей площади при малых габаритах;
• высокая пожаробезопасность;
• экономный расход электроэнергии при наличии ТЭНа;
• возможность использования в качестве полотенцесушителя;
• широкая область применения – можно устанавливать на складах, в производственных цехах, торговых павильонах и офисных зданиях, а также в больницах и поликлиниках.

Выводы

Если вы решили оборудовать свой дом данным типом отопительных приборов, советуем тщательно разобраться в особенностях его работы, а также изучить тонкости создания и установки регистров. Дополнительная справочная литература очень вам в этом поможет.

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

Включаем компьютер, MS Office и начинаем расчет в Excel.

Исходные данные:

Исходных данных не много, они понятны и просты.

1. Диаметр труб Dв мм заносим

в ячейку D3: 108,0

1. Длину регистра (одной трубы) Lв м записываем

в ячейку D4: 1,250

1. Количество труб в регистре Nв штуках пишем

в ячейку D5: 4

1. Температуру воды на «подаче» t пв °C заносим

в ячейку D6: 85

1. Температуру воды на «обратке» t ов °C пишем

в ячейку D7: 60

1. Температуру воздуха в помещении t вв °C вводим

в ячейку D8: 18

1. Вид наружной поверхности труб выбираем из выпадающего списка

в объединенных ячейках C9D9E9: «При теоретическом расчете»

1. Постоянную Стефана-Больцмана C 0 в Вт/(м 2 *К 4) заносим

в ячейку D10: 0,00000005669

1. Значение ускорения свободного падения g в м/с 2 вписываем

в ячейку D11: 9,80665

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:

1. Степень черноты излучающих поверхностей труб εавтоматически определяется по выбранному виду наружной поверхности

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.)

1. Среднюю температуру стенок труб t ст в °C вычисляем

в ячейке D14: =(D6+D7)/2 =72,5

t ст =(t п +t о)/2

1. Температурный напор dt в °C рассчитываем

в ячейке D15: =D14-D8 =54,5

dt=t ст — t в

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

в ячейке D16: =1/(D8+273) =0,003436

β=1/(t в +273)

1. Кинематическую вязкость воздуха ν в м 2 /с вычисляем

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

ν=0,0000000001192*t в 2 +0,000000086895*t в +0,000013306

1. Критерий Прандтля Pr определяем

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

Pr=0,00000073*t в 2 -0,00028085*t в +0,70934

1. 16.Коэффициент теплопроводности воздуха λ рассчитываем

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

λ=-0,000000022042*t в 2 +0,0000793717*t в +0,0243834

1. Площадь теплоотдающих поверхностей труб регистра A в м 2 определяем

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

A=π*(D/1000)*L*N

1. Тепловой поток излучения с поверхностей труб регистра отопления Q и в Вт вычисляем

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

Q и=C 0 *ε*A*((t ст+273) 4 — (t в+273) 4)*0,93 (N-1)

1. Коэффициент теплоотдачи при излучении α и в Вт/(м 2 *К) рассчитываем

в ячейке D22: =D21/(D15*D20) =4,8

α и =Q и /(dt*A)

1. Критерий Грасгофа Gr вычисляем

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

Gr=g*β*(D/1000) 3 *dt/ν 2

1. Критерий Нуссельта Nu находим

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

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

1. Конвективную составляющую теплового потока Q к в Вт вычисляем

в ячейке D25: =D26*D20*D15 =462

Q к =α к *A*dt

1. А коэффициент теплоотдачи при конвекции α к в Вт/(м 2 *К) определяем соответственно

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

α к =Nu*λ/(D/1000)*0,93 (N-1)

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

в ячейке D27: =(D21+D25)/1000 =0,906

Q=(Q и +Q к)/1000

и в ячейке D28: =D27*0,85985 =0,779

Q’=Q*0,85985

1. 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=α и +α к

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!

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.

Особенности и характеристики

Регистры отличаются некоторыми уникальными свойствами:

• За счет интенсивного теплообмена с окружающей средой 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 прибора с учетом эффективной теплоотдачи значительно ниже, чем у других теплообменников.

Технические характеристики различных вариантов комплектации приборов можно найти в многочисленных таблицах, приведенных на нашем сайте.

Очевидно, что эффективность теплообмена будет зависеть от площади поверхности нагрева. Площадь, в свою очередь, прямо пропорциональна диаметру трубы и длине секции.

Внимание! Определяющее значение имеет количество рядов и расстояние между ними, секционная или S -образная конфигурация прибора, материал, наличие или отсутствие изоляции и характеристики теплоносителя. Чаще всего используют приборы с такими характеристиками:. Чаще всего используют приборы с такими характеристиками:

Чаще всего используют приборы с такими характеристиками:

1. Материал, из которого изготовлен теплообменник — электросварная стальная труба из углеродистой стали;
2. Типы соединений — фланцевое, резьбовое с внешней резьбой и под приварку;
3. Максимальное рабочее давление — 10 кгс/м²;
4. Диаметр секционных и S-образных труб — от 32 до 219 мм;
5. Рекомендуемое минимальное расстояние между трубами — от 50 мм;
6. Соединительная арматура — перемычки от 32 мм.

2 Монтаж регистра отопления

Все виды регистров, за исключением алюминиевого, предполагают установку в систему путем сварки. Установка его проводится как можно ближе к полу, чтобы базовые характеристики конструкции могли проявиться по максимуму.

Для увеличения теплоотдачи желательно установить дополнительные отражающие экраны за прибором. При этом рекомендуется делать уклон не менее 0,05% по движению теплоносителя, и ваш расчет это должен учесть.

Правильная и быстрая установка регистра возможна при предварительной подготовке схемы деталей. Вам в дальнейшем нужно будет просто последовательно сваривать части конструкции или крепить их фланцевым соединением, чтобы получить нужную систему. Перед запуском ее нужно будет тщательно проверить все соединения, и только после этого проводить подключение к сети.

Пример установки регистра отопления

Обратите внимание: производство всех ныне на рынке представленных регистров позволяет подобрать различные варианты практически для каждой системы отопления. Однако их разумное использование будет возможным только в том случае, если пользователь учтет все технические характеристики, которые имеет теплообменник, и сможет подобрать их оптимальные вариации для каждого конкретного случая

Для этого ему нужно учесть в первую очередь особенности предварительного расчета конструкции и дальнейшего монтажа

Для этого ему нужно учесть в первую очередь особенности предварительного расчета конструкции и дальнейшего монтажа

Однако их разумное использование будет возможным только в том случае, если пользователь учтет все технические характеристики, которые имеет теплообменник, и сможет подобрать их оптимальные вариации для каждого конкретного случая. Для этого ему нужно учесть в первую очередь особенности предварительного расчета конструкции и дальнейшего монтажа.

2.1 Расчет регистра отопления

Базовый расчёт под теплообменник и для тех, кто осуществляет монтаж системы своими руками, и для тех, кто готовит монтаж фабричных заготовок, очень прост. Элементарный расчет можно будет сделать таким образом: учитываем, что для комнаты площадью примерно 20 квадратных метров и высотой потолка не более 3-х метров для качественного обогрева нужно 20 метров стальной трубы.

Диаметр лучше выбирать в 60 мм, он прост для работы и позволяет проводить установку даже самостоятельно, делая расчет максимально простым.

Схема движения в регистре отопления

Далее задаем количество помещений, в которых нужен подобный теплообменник. Поскольку приведенная основная формула справедлива для всех этажей, а также помещений с окнами и дверями, для получения конечного результата будет достаточно просто перемножить их количество. Расчет готов. Останется только сварить трубы и провести монтаж.

2.2 Создание своими руками

Если монтаж готовой конструкции кажется вам делом достаточно дорогим, вы вполне можете сварить теплообменник своими руками. Сделать это не сложно, однако же потребуется определенный опыт работы со сварочным оборудованием.

Кроме того, нужно приобрести трубы-заготовки, работать проще всего будет со стальными. Действовать при работе нужно так:

1. Делаем расчет для единицы системы.
2. Нарезаем трубы нужного размера из заготовок. Проверяем их изнутри, если нужно – зачищаем.
3. Далее нужно сварить трубы с заглушками.
4. Готовим более мелкие трубки-соединители, а также краны для спуска воздуха.
5. Далее нужно последовательно сварить элементы конструкции, проверяя качество соединения.
6. Готовую систему окрашиваем. Устанавливаем на стену специальные экраны, затем монтируем сам теплообменник.

Такую конструкцию, созданную своими руками, можно установить и на даче, и в загородном доме, и в рабочем цеху. Срок службы ее, если вы все элементы при работе своими руками выполнили правильно, составит не менее 25 лет.

Виды регистров из отопительных труб

Модели регистров разделяют на две категории:

• Секционные.
• S-образные.

Давайте рассмотрим их более предметно

Секционные приборы для отопления

Такие регистры состоят из труб, которые закрываются заглушками. Вода втекает через патрубок в верхнюю трубу, а в другом конце она плавно перетекает в следующую часть и т. д.

Такой теплообменник обычно изготавливают из стальной гладкой трубы, имеющей диаметр 25-400 мм. Часто используемые трубы с диаметром 76, 90, 108 и 160 мм. Патрубки – как входной, так и выходной, могут исполняться как резьбой, так и фланцем, можно изготовить патрубок под сварку. Данный прибор оборудован штуцером с резьбой, куда присоединяют воздухоотводчик.

Рабочее давление теплоносителя, которое допускается в таких аппаратах, – максимум 10 кгс/см² или 1 МПа. Заглушки могут иметь плоскую форму или форму эллипса (такие выполняются по заказу). Переходы из секций в секцию делают ближе к краю – от такого расположения напрямую зависит количество тепла, передаваемого среде.

Змеевиковые приборы для отопления, S-образный регистр или змеевик

В таком аппарате трубы соединяются дугами с диаметром, который равен секционному – практически это одна сплошная труба.

При такой конфигурации эффективность площади теплообмена значительно возрастает, потому как вся поверхность трубы рабочая

Необходимо заострить внимание, что при змеевиковом виде прибор не оснащается участками сужения труб, что позволяет снижать гидравлическое сопротивление теплоносителей в регистре

Классически такие регистры отопления выполняются из стальной гладкостенной трубы, чаще всего это углеродистая сталь. Весьма успешно используются самодельные модели из чугуна, из низколегированной и нержавеющей стали.

При использовании регистра отопление будет наиболее оптимальным и эффективным в случае, если змеевик будет иметь компактные размеры. Поэтому такой вид отопительного прибора часто используют в производственных цехах и больших помещениях. В помещениях, к которым предъявляются повышенные пожарные и санитарные нормы, рекомендуется обязательно устанавливать регистры отопления.

Особенности эксплуатации приборов

Если вы планируете использовать медные радиаторы отопления в своей отопительной системе, то должны в обязательном порядке соблюдать определенные требования и правила, касающиеся не только установки, но и процесса эксплуатации. К примеру, фирмы-изготовители не советуют устанавливать сразу несколько медных и стальных приборов одновременно по ходу движения рабочей жидкости, так как это может привести к определенной электрохимической реакции, способной разрушить всю систему.

Обратите внимание! Если не удается отказаться от такого комбинированного варианта, то обязательно используйте для соединения латунные фитинги. Сегодня такие продаются практически в любом специализированном магазине, ассортимент огромен, а стоимость вполне доступная

Также нежелательно устанавливать медные приборы в тех магистралях, в которых могут содержаться маленькие абразивные частички – последние со временем будут «подтачивать» материал и рано или поздно приведет к износу радиаторов.

Наконец, не устанавливайте такие батареи, если рабочая жидкость очень жесткая или характеризуется повышенной кислотностью. Хотя некоторые из подобных трудностей можно решить, если установить дополнительно специальные фильтры.

Видео – Установка медной батареи