Обогрев помещений технического назначения требует наличия недорогих и неприхотливых в эксплуатации отопительных приборов. Для таких помещений как склады, мастерские, гаражи и производственные цеха регистры отопления из гладких труб являются просто незаменимыми. Они же очень выручают в помещениях с повышенными требованиями к чистоте, так как легко очищаются от пыли и всевозможных загрязнений.

Принимая решение установить отопительные регистры, необходимо тщательно изучить их технические характеристики и особенности применения. Простейшие конфигурации этих приборов могут быть выполнены самостоятельно, более сложные модели витиеватой формы требуют заводских условий изготовления. Так или иначе, для обеспечения оптимального температурного режима параметры регистров должны определяться на основании теплотехнических расчетов.

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.

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.

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.

Существует 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».

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.

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.

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.

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.

Для 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.

Расчет регистров отопления из гладких труб

Расчет регистров отопления выполняется для определения количества тепла, поступающего от существующего регистра, а также для определения требуемых размеров прибора для обеспечения необходимой тепловой мощности.

Совет: перед тем как приступать к расчету параметров регистра следует четко определиться с температурным режимом и теплопотерями помещения. Методика их расчета – это отдельная тема, но если нужно качественное отопление, то стоит разобраться в этом вопросе, чтоб потом не переделывать.

Количество тепла (Вт), поступающее от трубы определяется по формуле:

Q=K ·F · ∆t ,

K – коэффициент теплопередачи, Вт/(м 2 · 0 С), принимается в зависимости от материала трубы и параметров теплоносителя;

F – площадь поверхности трубы, м 2 , рассчитываемая как произведение π·d·l,

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

∆t – температурный перепад, 0 С, определяемый в свою очередь по формуле:.

∆t= 0,5·(t 1 + t 2) – t к ,

где: t 1 и t 2 – температуры на входе в котел и выходе из него соответственно;

t к – температура в отапливаемой комнате.

На заметку: Для одиночной стальной трубы, наполненной водой, коэффициент теплопередачи к воздуху в общем случае равен 11,3 Вт/(м 2 · 0 С). Для регистра с несколькими рядами ориентировочно принимается понижающий коэффициент 0,9 на каждую нитку.

Значения коэффициентов теплопередачи для стальных гладкотрубных регистров приведены в таблице.

Для определения размеров регистра необходимая тепловая мощность делится на теплоотдачу погонного метра трубы. Это даст примерную суммарную длину ниток. Далее с учетом габаритов помещения принимается ширина прибора и рассчитывается количество рядов.

Совет: так как увеличение диаметров ниток и их количества снижает эффективность прибора, то теплоотдачу регистра следует увеличивать в первую очередь за счет увеличения его длины.

Для более быстрых расчетов можно воспользоваться онлайн-калькулятором, но есть большой риск получения ошибочного результата. Поэтому перед тем как пользоваться автоматическим расчетом, стоит хотя бы один выполнить вручную и сверить результаты.

Незамерзающие жидкости имеют меньшую теплоемкость и отдают меньше тепла, чем вода. Таким образом, регистры с антифризом должны иметь повышенную площадь поверхности по сравнению с работающими на воде. Для их расчета необходимо учитывать свойства самой жидкости.

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.

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.

Заключение

Регистры отопления из гладких труб являются долговечными «неубиваемыми» приборами с хорошими эксплуатационными характеристиками. Они имеют относительно простую конструкцию, их расчет и сборку вполне можно выполнить самостоятельно.

Особенности гладкотрубных регистров обуславливают их сферу применения. Эти отопительные приборы можно встретить в общественных зданиях, лечебных учреждениях, складах, мастерских, гаражах, оранжереях, теплицах, ангарах, промышленных цехах. Трубные радиаторы являются идеальным решением для ванных комнат, больших помещений и нестандартных архитектурных форм. В отдельных случаях может быть оправдана их установка для отопления частного дома.

В крупных помещениях, где радиатор не может справиться с обогревом большого объема помещения, используют отопительные регистры – системы параллельных труб большого сечения. Такие теплообменники получили широкое применение в промышленных и коммерческих зданиях благодаря эффективности, относительной простоте монтажа и ухода. Изготовить регистр отопления своими руками возможно, однако для этого требуется провести точные расчеты и иметь навыки работы с трубогибом и сварочным аппаратом.

Комфортный климат в строениях различного назначения создают отопительные системы, состоящие из теплогенерирующего агрегата, трубопровода, транспортирующего энергоноситель, и обогревательных приборов. Последние имеют большую площадь теплоотдачи, что позволяет им быстро нагревать воздух.

В квартирах, частных домах и небольших нежилых помещениях в качестве таких элементов традиционно используются радиаторы, имеющие небольшие размеры. Но в промышленных, общественных и коммерческих зданиях, где нужно поддерживать комфортную температуру в помещениях большого размера, вместо радиаторов, которые не справляются со столь масштабной задачей, используют регистры отопления – систему гладкостенных труб, соединенных друг с другом. Сечение труб регистра больше, чем у трубопровода, следовательно, больше площадь поверхности и выше теплоотдача. В отличие от радиаторов, регистры легче монтируются, проще очищаются от внешних загрязнений.

Виды отопительных регистров

Теплоотдающие приборы этого типа бывают нескольких видов в зависимости от их конструктивных особенностей, формы труб и материала изготовления.

Тепловые регистры различной конструкции

Конструкция регистра отопления может быть змеевиковой, секционной.

Состоят из нескольких параллельных труб, соединенных дугообразными патрубками, или одной трубы, изогнутой змейкой. В зависимости от особенностей помещения и необходимой температуры прибор выполняют с одним или несколькими изгибами.

При такой конструкции все элементы регистра участвуют в процессе теплообмена, обеспечивая высокую эффективность обогрева при экономии пространства. Змеевики сложны в изготовлении: требуется либо сварочный аппарат для сборки регистра из отдельных деталей, либо трубогиб для сгибания длинномерной трубы, что требует определенных навыков работы с этими инструментами.

Секционные регистры

Регистры, выполненные в виде секций значительно проще в изготовлении, так как представляют собой несколько одинаковых отрезков трубы, соединенных по краям соединительными патрубками. Секции соединяют последовательно или параллельно:

• В первом случае соединительные патрубки устанавливают то с левого, то с правого края секций. Пропускная способность соединительных патрубков такая же, как у транспортировочных труб. С противоположного же края вместо соединения монтируется подпорка, удерживающая трубы в нужном положении, а торцы труб закрываются заглушками. Энергоноситель движется по теплоотдающему контуру так же, как в змеевиковом регистре – проходя секции поочередно.

Обратите внимание! Такой способ сборки секционного теплообменника называют “ниткой” или “соединением по нитке” – чтобы не запутаться, с какой стороны выполнять очередной соединительный узел, вдоль секций змейкой проводят нитку или шнур.

• В параллельных секционных регистрах горячий теплоноситель проходит по всем трубам теплоотдающего прибора параллельно. Секции соединяют при помощи патрубков или коллекторов. В первом случае соединительные патрубки монтируют вблизи обоих концов труб, а торцы секций закрывают заглушками. Во втором случае торцы параллельных труб соединяют с коллекторами – двумя поперечными отрезками труб, имеющих такое же сечение, как секции.

Обратите внимание! Секционные регистры хорошо функционируют в отопительных системах, оснащенных циркуляционным насосом. Принудительная циркуляция обеспечивает равномерное прогревание секций без образования холодных зон и завоздушивания.

Классификация по форме сечения

Змейка или секции отопительных приборов могут быть изготовлены из труб различной формы:

Форма труб	Плюсы	Минусы
Круглое сечение	низкая стоимость расходных материалов, наличие в продаже фитингов и арматуры, высокая пропускная способность, низкое гидравлическое сопротивление, простота внешней очистки;	сложность расчетов геометрии отверстий для соединения, большой объем готового регистра;
Прямоугольное или квадратное сечение	простота расчетов и монтажа, простота внешней очистки, компактность;	высокая стоимость, меньшая пропускная способность, чем у круглых труб, высокое гидравлическое сопротивление
Трубы с оребрением – перпендикулярными секциям теплообменными пластинами	повышенная теплоотдача, компактность;	непрезентабельный внешний вид, сложность внешней очистки, сложность монтажа, высокая стоимость.

Виды регистров по материалу изготовления

Материал используемых для изготовления труб также влияет на стоимость, размеры, эффективность и эстетичность регистра:

Материал	Плюсы	Минусы
Сталь углеродистая	низкая стоимость, простота монтажа,	невысокая теплоотдача, подверженность коррозии, необходимость окрашивания
Сталь оцинкованная	невысокая стоимость, защита от коррозии	невысокая теплоотдача, сложность монтажа из-за невозможности использования электросварки, неэстетичный внешний вид
Сталь нержавеющая	неподверженность коррозии, простота монтажа, окрашивание не обязательно, но возможно	низкая теплоотдача, высокая стоимость
Медь	высокая теплоотдача, компактность, малый вес, пластичность, позволяющая выполнить регистр любой формы, устойчивость к коррозии, эстетичность	высокая стоимость, неприменимость в отопительных контурах, изготовленных из несовместимых с медью сплавов (чугуна, стали, алюминия) из-за возможного окисления, подходит только для чистых и химически нейтральных теплоносителей, неустойчивость к механическим повреждениям
Алюминий	высокая теплоотдача, малый вес,	высокая стоимость, невозможность самостоятельного изготовления, так как для сварки требуется специализированное оборудование,
Чугун	высокая теплоотдача, долговечность, устойчивость к механическим повреждениям, средний ценовой диапазон, химическая инертность	большой вес, большие размеры, сложность монтажа, медленно нагреваются и долго остывают

Регистры из труб различных форм и материалов можно изготовить самостоятельно или приобрести в готовом виде, тогда останется только установить и подключить прибор к тепловому контуру.

Обратите внимание! Кроме монометаллических существуют и биметаллические регистры, изготавливаемые только заводским способом: нержавеющий сердечник и медный или алюминиевый кожух с оребрением. Внутренняя поверхность таких труб защищена от коррозии, что продлевает их срок службы, а внешняя поверхность с пластинами служит для повышения теплоотдачи. Биметаллические теплообменники очень дороги, однако долговечны и эффективны.

Как рассчитать тепловую мощность регистров

При установке приборов отопления важен точный расчет их мощности в зависимости от особенностей помещения и необходимой температуры. Если регистр будет маломощным, он не справится с обогревом, в помещении будет холодно. Если же поставить теплообменник с запасом, он будет занимать больше места, а в помещении будет жарко.

Средняя необходимая мощность любого теплообменника рассчитывается как площадь помещения, умноженная на 100 ватт.

Обратите внимание! При наличии окон, выходящих на улицу дверей, внешних стен, высокого потолка, экстремально низких температур на улице, расположения холодных помещений под или над отапливаемым помещением для снижения теплопотерь потребуется большая мощность регистров.

Провести расчеты самостоятельно, учтя все эти факторы, почти невозможно – для этого пользуются специальными таблицами, онлайн-калькуляторами или обращаются к специалистам. Только точно зная мощность, необходимую для обогрева помещения, рассчитывают параметры теплообменника.

Тепловая мощность одной трубы регистра (Q1) рассчитывается по формуле:

Q1=S*k*△t.

S – площадь поверхности теплообменника.

k – коэффициент теплопередачи, это значение отличается для труб из разных материалов. Коэффициент можно найти в сопровождающей документации к трубам или специальных таблицах.

△t – разница между средней температурой в трубе и необходимой температурой в помещении:

△t=(t1-t2)/2 — t0,

где t1 – температура подаваемого теплоносителя, t2 – температура теплоносителя в “обратке”, а t0 – необходимая температура в помещении.

Для трубы с круглым сечением площадь поверхности рассчитывается путем умножения длины окружности (l) на длину отрезка трубы (L):

S=l*L=3,14D*L,

где D – диаметр трубы.

Для трубы с прямоугольным или квадратным сечением площадь получают, умножив периметр сечения (р) на длину отрезка трубы (L):

S=p*L=2(a+b)*L ,

где a и b – параметры сечения трубы.

Так как теплоноситель постепенно остывает, то при расчете суммарной мощности системы параллельных труб мощность каждой последующей секции считают уменьшившейся на 10%. Получается геометрическая прогрессия, сумму которой легко посчитать, вспомнив школьную алгебру. Первым членом прогрессии считаем Q1, коэффициентом прогрессии 0,9 – 90% от мощности предыдущей трубы.

Общая мощность регистра (Q) получается:

Q= Q1*(1-0,9n)/(1-0,9)=10Q1*(1-0,9n)

Если планировка помещения позволяет разместить теплообменник любой формы, рассчитываем нужную длину и количество секций в зависимости от необходимой мощности и параметров имеющихся труб.

Если же есть ограничения, например, регистр нужно разместить на свободном участке небольшого размера, придется определяться с параметрами труб и количеством секций, чтобы получить устройство достаточной мощности.

Пример расчета: Известна длина участка размещения регистра – принимаем ее за L. Параметры температурного режима, теплопроводность и необходимая мощность известны. Определяемся с количеством секций n. Тогда остается рассчитать площадь теплоотдающей поверхности.

S=Q(10*k*△t*(1-0,9n)).

Разделив S на L, получим длину окружности трубы или периметр ее сечения, а уже к этому числу можно подобрать подходящие параметры трубы.

Обратите внимание! Чтобы не выполнять расчеты самостоятельно, можно воспользоваться онлайн-калькулятором, который позволяет быстро и точно рассчитать получаемую мощность для любых параметров, указанных в формуле.

Инструкция по самостоятельному изготовлению регистров

Изготовить своими руками проще всего стальной теплообменник, хотя и его сборка потребует навыков по работе со сварочным и шлифовальным оборудованием и соблюдения определенных правил.

• Перед монтажом необходимо выполнить расчеты и чертеж, на котором будут указаны размеры труб и соединительных элементов, расположение арматуры и узлов подключения. Чертеж поможет точно подсчитать количество и параметры расходных материалов.
• Просвет между секциями берется 1,5D или D+0,5 см, где D – диаметр трубы. Расстояние между параллельными участками змеевикового регистра рассчитывается в зависимости от используемого дугового элемента или радиуса поворота (R) при использовании трубогиба. В первом случае расстояние равно удвоенной разнице высоты дугового элемента (F) и диаметра: 2(F-D). Во втором случае расстояние будет равно 2R-D. При меньшем расстоянии снижается теплоотдача.
• Так как при монтаже используется сварочное и шлифовальное оборудование, обязательно надеть защитную одежду и обувь, а лицо защитить специальной маской или очками.
• Для эффективной работы регистра необходима строгая параллельность его секций, проконтролировать этот параметр в ходе работ помогут уровень, отвес и строительный уголок.
• В верхней точке регистра, наиболее удаленной от подающей трубы устанавливают воздухоотводчик, позволяющий избавиться от воздушных пробок в контуре. При установке параллельного теплообменника с коллекторами воздухоотводчики ставятся в верхней точке каждого коллектора.
• Для закрепления регистра потребуются стойки и кронштейны. Чем массивнее конструкция, тем больше крепежных элементов потребуется.

Порядок работ

1. Производится уборка рабочего пространства.
2. Размечаются и нарезаются в соответствии с чертежом элементы регистра.
3. Внутренняя и внешняя поверхности труб, а также края отверстий очищаются от мусора и ржавчины стальной щеткой.
4. Заглушки очищаются от мусора и налета. В двух заглушках высверливаются отверстия для подключения к отопительному контуру.
5. Привариваются заглушки, перемычки и соединительные патрубки или коллекторы в соответствии с чертежом. Параллельность секций проверяется после присоединения каждого элемента.
6. Зачищаются сварные швы.
7. Проверяется герметичность получившегося регистра: выходное отверстие герметично закрывают, а через входное заливают воду под давлением. Если на швах появились даже маленькие капли, необходимо слить жидкость и дополнительно проварить шов.
8. При необходимости покрывают теплообменник термостойкой краской по металлу.
9. Закрепляют регистр на опорных и подвесных элементах.
10. Подключают к системе отопления.

Для отопления промышленных, производственных и складских, а в последнее время - жилых и общественных помещений используют регистры отопления из гладких труб. Отопительный регистр - это прибор, предназначенный для повышения эффективного теплообмена между теплоносителем и внешней средой.

Состоят регистры для отопления из одной или нескольких гладкостенных , соединенных патрубками меньшего диаметра или выполненные в форме змеевика.

Виды регистров отопления

Несмотря на кажущееся разнообразие, все модели можно разделить на два основных вида: секционные и S-образные (змеевиковые).

Секционные

Секционные приборы состоят из одной или нескольких труб, закрытых заглушками. В верхнюю трубу втекает вода через патрубок, затем в другом конце она перетекает в следующую трубу и т.д.

Изготовлен такой теплообменник из гладкой стальной трубы диаметром от 25 до 400 мм. Наиболее популярны диаметры 76, 89, 108 и 159 мм. Входной и выходной патрубки могут быть в резьбовом или фланцевом исполнении, также возможно изготовление под приварку.

Кроме того, прибор имеет штуцер с резьбой, к которому присоединяют воздухоотводчик. Максимальное рабочее давление теплоносителя, допустимое в таких аппаратах, составляет 10 кгс/см² или 1 МПа.

Змеевиковые

В змеевике трубы соединены дугами, диаметр которых равен секционному, то есть мы имеем одну сплошную трубу. При такой форме эффективная площадь теплообмена возрастает, так как работает вся поверхность трубы.

Также стоит отметить, что при S-образной конфигурации отсутствуют участки сужения труб, а это значительно снижает гидравлическое сопротивление теплоносителя в приборе.

Традиционно изготовление регистров отопления производится из гладкостенной стальной трубы, причем используют чаще всего углеродистую сталь. Также встречаются самодельные чугунные модели, модели из нержавеющей и низколегированной стали.

Если вы используете регистр - отопление будет эффективным при достаточно компактных размерах теплообменника. Именно поэтому этот вид отопительных приборов используют в больших помещениях и производственных цехах.

Кроме того, предпочтительно использовать именно регистры для отопления помещений с повышенными пожарными и санитарными нормами.

Производство отопительных регистров

Если вы хотите изготовить такой теплообменник своими руками, вам понадобится произвести расчет регистра отопления. Для этого удобнее всего воспользоваться такой формулой:

Q = Пихdнхlхkх(tг — to)х(1 — ηиз) , где:

• Пи = 3.14;
• dн - значение наружного диаметра трубопровода, м;
• l - длина секции или участка, м;
• to - температура воздуха в помещении, где планируется установка прибора;
• tг - температура теплоносителя (воды) в трубопроводе;
• k - коэффициент передачи тепла, равный 11.63 Вт/м²*°С;
• ηиз - коэффициент теплопередачи (сохранения тепла) изоляцией, для изолированного прибора ηиз = 0,6÷0,8, для обычного коэффициент принимается равным нулю.

Итак, для трубы длиной, скажем, 5 метров и диаметром 159 мм, при температуре теплоносителя 80 градусов и температуре помещения 23 градуса получим такое значение:

Q = 3.14х0.159х5х11.63х(80 – 23)х(1 – 0) = 1654.8 Вт.

Это мощность регистров отопления, применимая к проложенной в один ряд горизонтальной трубе. Для нескольких рядов применяют понижающий коэффициент 0.9 на каждый дополнительный ряд.

Совет! Расчет регистров отопления также можно производить с помощью онлайн-калькуляторов, однако надо быть осторожным: часто они дают неправильный ответ. Поэтому сначала калькулятор необходимо проверить формулой, и только потом использовать.

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:

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.

Регистры с нагревателем

Также можно встретить регистры с нагревательным элементом - ТЭНом. Такие приборы используют для установки в помещениях, где затруднена или невозможна прокладка коммуникаций.

Мощность встроенного нагревательного прибора составляет от 1.6 до 6 кВт. Рабочее напряжение - 220 В, ток - переменный однофазный, 50 Гц.

Также возможна комплектация с циркуляционным насосом для более эффективного теплообмена за счет лучшей циркуляции теплоносителя.

При работе в автономном режиме прибор заполняют антифризом, при этом ТЭН поддерживает температуру поверхности, равную 80° С.

При работе в составе центральной или общей системы отопления дома нагреватель компенсирует падение температуры теплоносителя в системе, либо отключается.

Преимущества

Для этого типа теплообменников характерны такие преимущества:

• Имеют большую площадь теплоотдачи при небольших размерах;
• Удобны в использовании;
• Легко чистятся;
• Пожаробезопасны;
• Оборудованные ТЭНом нагреватели потребляют мало электроэнергии;
• Могут использоваться для сушки белья, одежды или полотенец;
• Пригодны для использования в помещениях с повышенными требованиями к пожарной безопасности и повышенными санитарными нормами: в больницах, цехах, складских помещениях, торговых павильонах, административных зданиях, ангарах и т.д.

Заключение

Для тех, кто заинтересовался этим отопительным прибором, на нашем сайте выложено видео, которое поможет лучше разобраться в особенностях и нюансах, связанных с изготовлением и монтажом регистров. Данная инструкция не является исчерпывающей, поэтому рекомендуем к прочтению методическую литературу по расчету и проектированию отопительных приборов.

Приборы теплообмена, прямой задачей которых является передача тепловой энергии в помещения в помещения, являются неотъемлемой частью любой системы отопления. На сегодняшний день ассортимент этих приборов чрезвычайно широк. В специализированных магазинах можно найти отечественные и импортные изделия различных конструкций – это радиаторы из различных материалов (чугун, сталь, алюминий, биметаллические варианты), конвекторы открытой или скрытой установки, системы

Однако, неистребимая тяга нашего человека к самостоятельному творчеству нередко становится причиной того, что многие владельцы частных домов предпочитают изготавливать приборы отопления собственными силами. Речь чаще всего идет об относительно несложных, но весьма эффективных регистрах, которые отлично подходят для установки в хозяйственных постройках или гаражах, а при аккуратной сборке и оформлении способны вписаться и в жилое помещение.

Итак, давайте рассмотрим эту разновидность приборов теплообмена: что такое регистры отопления – расчет теплоотдачи и изготовление своими руками.

Под определением «регистр» в данном случае принято понимать теплообменный прибор отопления, главным элементом конструкции которого является гладкостенная труба. При этом одиночная труба используется довольно редко – чаще применяется каскад из двух и более расположенных параллельно секций, соединённых системой патрубков для сквозной циркуляции теплоносителя. «Классическое» расположение регистра – по горизонтали (трубы образуют характерную для этого прибора «лесенку»), хотя можно встретить и варианты вертикальной ориентации труб.

Чаще всего движение теплоносителя организуется по последовательной схеме – поток поочерёдно проходит по трубам, сверху вниз или наоборот, в зависимости от расположения магистралей подачи и обратки. Но можно встретить и модели, в которой трубы регистра с обеих сторон вварены в своеобразные коллекторы, то есть в них организован параллельный ток теплоносителя.

Как правило, отопительные приборы подобного типа находят применение в промышленных цехах, складах, гаражах, в других производственных или подсобных помещениях. Но ничто не мешает установить их и в жилых комнатах частного дома – при аккуратной сборке регистр вполне можно вписать в интерьер, а некоторые модели даже специально предназначены именно для подобного применения.

Регистры можно сделать самостоятельно, приобрести в готовом виде или заказать у мастера по собственным размерам. В любом случае, необходимо разбираться в конструкции таких приборов, в частности, в возможных материалах изготовления, уметь просчитывать требуемые параметры теплоотдачи. Кроме того, коль выбор склоняется в пользу установки регистров, неплохо заранее ознакомиться с их достоинствами и недостатками, чтобы позднее те или иные факторы на стали вдруг неприятным «сюрпризом».

Варианты конструкции регистров отопления

Если принято решение устанавливать регистр, то для начала требуется определиться с его конструкцией, так как на основании выбранного типа будут просчитываться параметры прибора и направление циркуляции теплоносителя. Для того чтобы изготовить регистр, обычно используют проверенные десятилетиями эксплуатации стандартные схемы. Причем необходимо отметить, что принцип циркуляции теплоносителя в них бывает разным.

Итак, по конструкции регистры подразделяют на секционные и змеевиковые. Их особенности и станут предметом дальнейшего рассмотрения:

• Змеевиковый тип регистра изготавливается из нескольких труб, которые соединяются дугами или двумя последовательными отводами того же диаметра, в результате чего получаются один или несколько изгибов с изменением направления тока теплоносителя на противоположное. В данной конструкции рабочей, то есть участвующей в теплообмене, будет являться практически вся поверхность регистра, и поэтому эффективность ее достаточно высока.

Сделать такую батарею в домашних условиях проблематично, так как для ее изготовления часто требуется специальное трубогибное оборудование. Поэтому, если планируется установить именно такой вариант прибора, его можно просто приобрести в готовом виде.

Впрочем, взгляните на следующую иллюстрацию – чем не змеевиковый регистр? Никаких сварных соединений, так как вся «рабочая петля» такого прибора теплообмена выполнена из одного длинного отрезка гофрированной трубы из нержавеющей стали.

• Секционный регистр изготавливается из одной или нескольких круглых или профильных труб, закрытых с обоих концов специальными заглушками, которые могут иметь плоскую или эллиптическую форму.

Отрезки, заглушенных труб устанавливаются горизонтально и соединяются в крайних областях патрубками, сечение которых должно совпадать с аналогичным параметром магистральной трубы, подающей теплоноситель к регистру.

Патрубки, соединяющие между собой отдельные секции, лучше всего расположить как можно ближе к краям - это значительно повысит коэффициент теплоотдачи.

Необходимо понимать, что существует два вида соединений горизонтальных труб, которые определяют циркуляцию теплоносителя. Они называются в просторечии «колонка» и «нитка».

При использовании соединения «колонка» основные трубы стыкуются между собой патрубками с обоих концов, поэтому циркуляция проходит параллельно. Вроде бы неплохо, но иногда случается так, что теплоноситель «пробивает» себе путь наименьшего сопротивления, и отдельные трубы в регистре не нагреваются до расчетной температуры. Таким образом, возрастает зависимость самого прибора от давления в системе и диаметра подводящих труб подачи и обратки.

Соединение «нитка» заключается в установке патрубков, соединяющих горизонтальные трубы, по их краям, попеременно — то слева, то справа. Таким образом, весь поток теплоносителя идет строго по одной «траектории», последовательно проходя по всем трубам регистра. Холодных участков не может быть в принципе, правда, будет постепенно снижение температуры в трубах по мере перемещения от подачи к обратке.

Как в первом, так и во втором случае патрубки соединяются с горизонтальными элементами регистра чаще всего сваркой. Реже применяются резьбовые соединения, но и в этом случае трудно полностью обойтись без сварки. Таким образом, если в планах хозяев фигурирует самостоятельная установка регистров, то это должно означать, что с наличием сварочного аппарата и устойчивых навыков работы с ним – проблем нет.

Владение электросваркой пригодится любому домовладельцу!

Трудно даже перечислить все те ситуации в нормальной жизни загородного дома, когда требуется прибегнуть к сварке металла. В наше время в продаже – богатый ассортимент компактного оборудования, но его приобретение еще не означает решения проблемы. – непросто, потребуется немалая практика, а последовательность первых шагов в этом направлении изложена в соответствующей публикации нашего портала.

Секционный регистр будет отлично функционировать в отопительном контуре с принудительной циркуляцией, так как внутри системы может создаваться излишнее гидравлическое сопротивление во время прохождения теплоносителя через отрезки труб меньшего диаметра, чем у основных элементов конструкции.

Заглушка, устанавливаемые в верхнюю горизонтальную трубу, часто оснащается резьбовым штуцером, на который устанавливается автоматический воздух отводчик (в большом объеме регистра могут собираться газовые пузырьки), или, для ручного выпуска воздуха – обычный кран Маевского.

Диаметр труб для изготовления секций регистров, предназначенных для установки в домах, гаражах или хозяйственных постройках, может варьироваться от 32 до 160 мм. Для обогрева промышленных помещений нередко применяются и более крупные трубы.

Возможные нюансы конструкции регистров отопления

Тем не менее, и у регистров из профильных труб немало сторонников – такие приборы зачастую выглядят более компактными и аккуратными, чем сделанные из круглой трубы, причем, при одинаковых показателях объемов теплоносителя.

При желании профильные и круглые трубы можно комбинировать, при этом устанавливая одни из них вертикально, соблюдая схему принципа циркуляции теплоносителя. Такие регистры выглядят элегантно и компактно, а при монтаже на стену не занимают места больше чем обычные батареи заводского производства.

Комбинированный, или же выполненный из одного вида трубы регистр, с вертикально расположенными секциями, также вполне доступно изготовить самостоятельно, имея под рукой необходимый материал и

В некоторых случаях, для достижения более эффективного обогрева помещения, есть смысл смонтировать регистры на протяжении всех внешних стен. Если планируется такой вариант монтажа, то лучше выбирать для изготовления именно профильную, прямоугольную в сечении трубу, которая намного лучше впишется в интерьер комнаты, не «съедая» пространства.

Еще одним вариантом (который, кстати, ранее достаточно часто устанавливался в многоэтажных новостройках), является регистр, имеющий теплообменное оребрение. Такой нагревательный прибор имеет, сознаемся, не слишком привлекательный вид, но мощность его теплоотдачи - значительно выше, чем у гладких труб, за счет резкого повышения площади контакта с воздухом.

Регистр с оребрением в домашних условиях сделать достаточно сложно, но можно попытаться найти для этого необходимые готовые детали или приобрести уже цельную конструкцию.

Для увеличения общей тепловой мощности регистра, некоторые мастера оснащают его конвекторами, приваривая на горизонтальные основные секции регистра отрезки труб, краям которых нередко придаются косые срезы. Такой регистр, даже при самостоятельном изготовлении, смотрится как батарея заводского производства, а приваренные трубы становятся мощными теплообменниками, создающими направленные потоки прогретого воздуха.

Если регистр с трубами, имеющими достаточный диаметр в сечении, оснастить нагревательным элементом ТЭН, можно получить отдельный, не связанный с общей системой отопления прибор. Этот вариант хорошо подойдет для установки в ванной комнате или другом жилом помещении, как дополнительный или альтернативный источник тепла, который может быть использован при отключении центральной системы отопления.

При создании этой конструкции в изолированном варианте его необходимо дополнительно оснастить расширительным бачком, установив его в верхней точке прибора. Объем бака должен составлять 10% от общего объема теплоносителя в регистре.

Если же регистр встраивается в общую закрытую систему отопления, нагреваемую от отопительного котла, нужды в отдельном бачке нет – достаточно будет общего. Правда, с оговоркой – для регистров, изготовленных из стальной трубы, бачок должен быть только закрытого типа. В противном случае теплоноситель будет насыщаться кислородом из воздуха, трубы станут активно корродировать, и долго такие регистры не прослужат – проржавеют насквозь.

Отдельно нагреваемый регистр незаменим при низких температурах на улице, когда мощности основного прибора отопления недостаточно, а также в межсезонье, когда нет смысла держать включенной всю отопительную систему. Особенно этот вариант становится актуальным, если для отопления дома используется котел длительного горения, работающий на твердом топливе.

Установив регистр такой конструкции, можно получить комбинированную систему отопления для одной или нескольких комнат.

Материал для изготовления регистров

Для изготовления регистров в заводских условиях используются несколько разных материалов - это сталь, алюминий, биметаллические комбинации, реже – медь и чугун. В зависимости от того, из чего сделана такая батарея, будет зависеть срок ее эксплуатации, а также расчет теплоотдачи в помещениях.

Сравнительная таблица теплопроводности металлов, используемых для изготовления водопроводных труб:

В кустарных условиях, то есть в домашних мастерских регистры обычно изготавливаются из стальных труб разной формы и размера в сечении. Реже, но все же иногда прибегают и к использованию алюминиевых заготовок.

• Стальные регистры. При приобретении или самостоятельном изготовлении стальных регистров рекомендуется выбирать трубы из углеродистой стали, так как они отличаются большей прочностью и выносливостью к высоким температурам.

Регистры отопления из стальных труб относительно просты в изготовлении, и, скорее всего, общие затраты на приобретение заготовок и проведение самостоятельной сборки будут невелики. Их главным недостатком можно назвать высокую подверженность обычной «черной» стали коррозии.

Если взглянуть на табличку выше, то несложно заметить, что сталь обладает не самым высоким коэффициентом теплоотдачи. Однако, этот недостаток компенсируется доступностью по цене и широким выбором типоразмеров труб.

Иногда регистры изготавливаются из нержавеющих труб, но для того чтобы добиться хорошей суммарной теплоотдачи, придется использовать большое их количество. В связи с тем, что цена на нержавейку значительно выше, подобные регистры обойдутся очень дорого, и вряд ли можно говорить о рентабельности такого подхода (наверное, дешевле будет вернуться к радиаторам отопления).

Можно сделать регистры и из оцинкованных труб, однако, работать с ними будет гораздо сложнее, так как электросварку в этом случае полноценно применить не получится. Впрочем, как уже говорилось, для монтажа любых стальных труб применяется не только сварка, но и резьбовые соединения.

В любом случае, выбирая или изготавливая стальной регистр, необходимо особое внимание уделить качеству сварных швов.

• Алюминиевые регистры обладают высокими характеристиками теплоотдачи, и при их установке выработанное тепло практически не теряется. Кроме отличной теплотехнических качеств, к достоинствам этих изделий можно отнести их небольшой вес, что значительно облегчает монтажные работы.

Но изготовить их в домашних условиях практически невозможно, так как для сварки этого материала требуется специальное оборудование. Однако, их можно приобрести в готовом виде, но стоят они достаточно дорого.

• регистры отопления невозможно изготовить самостоятельно, но зато они встречаются в специализированных магазинах.

Этот вариант батарей производится из двух разных металлов, чем достигается высокая теплоотдача приборов. Так, труба, проходящая внутри конструкции – так называемый «сердечник», изготавливается из нержавеющей или иной стойкой к коррозии стали, а внешний кожух или пластины – теплообменники из алюминия или меди.

• Медные регистры обладают отличными эксплуатационными характеристиками, такими, как:

— Высокий коэффициент теплоотдачи, превышающий этот параметр стали почти в четыре раза. Благодаря этому, конструкция может быть намного компактнее стальных вариантов.

— Небольшой удельный вес.

— Стойкость к коррозии: медь после первичного окисления покрывается «непробиваемой броней».

— Отсутствие швов при изготовлении труб, используемых для сборки регистров;

— Пластичность меди, позволяющая изгибать изделия, способствует минимизации количества сварных (паяльных) швов.

Однако все достоинства материала перекрывает высокая цена на данный вид изделий и их прихотливость к некоторым моментам эксплуатации отопительной системы:

— Для медных труб обязательно нужен чистый и нейтральный по химическому составу теплоноситель.

— Чтобы этот материал служил длительное время, в системе недопустимы другие металлические сплавы, кроме совместимых с медью (это латунь, бронза, хром и никель), иначе могут произойти нежелательные реакции окисления.

— Для системы из медных труб необходимо обязательно выполнить заземление, иначе при наличии в ней стоячей воды произойдут электрохимические процессы, в результате которых возникнет окислительная коррозия;

— В связи с тем, что медь - металл довольно мягкий, и его несложно повредить даже просто неосторожным движением, рекомендуется закрыть отопительные приборы защитными экранами.

Самостоятельное изготовление батарей из этого материала возможно, но будет крайне затруднительно.

• Чугунные регистры могут быть приобретены только в готовом виде, а произвести их монтаж в отопительный контур можно, при желании, самостоятельно. Изделия из этого материала долговечны, имеют хорошую теплоотдачу, инертны к химическим реакциям, поэтому непритязательны к теплоносителю, доступны по цене. К недостаткам чугунных приборов относят их выраженную массивность, что предопределяет особые сложности с монтажом, необходимость установки дополнительных точек крепления, поддерживающих стоек, кронштейнов и т.п. Кроме того, такие приборы очень инертны, то есть требуют более длительного срока нагрева для выхода на оптимальный режим работы. Правда, и остывают они также намного дольше.

Регистры из чугуна могут быть изготовлены из гладких труб или же оснащенных теплообменными ребрами, которые в разы повышают теплоотдачу приборов.

Достоинства и недостатки регистров отопления

Регистры отопления в основном использовались для отопления промышленных строений с большой площадью, но, благодаря высокой эффективности и простоте конструкции, а также возможности самостоятельного изготовления, их давно оценили и собственники частных домов.

К преимуществам этих элементов отопительной системы относят следующие их качества:

• Надежность конструкции при качественном изготовлении изделий.
• Длительность эксплуатации - от 25 до 50 лет и более, в зависимости от материала изготовления.
• Высокая теплоотдача, иногда превышающая аналогичный параметр классических батарей и радиаторов. Достижение повышенной мощности связано с тем, что внутри этих приборов находится больший объем теплоносителя, а значит, в помещение отдается больше тепла.
• Простая эксплуатация системы с данными приборами, так как они имеют минимальное количество соединительных стыков, а значит, при должном контроле практически исключен риск серьезной аварийной ситуации.
• Монтаж отопительного контура с регистрами отопления несложен, также, скажем, как и установка их в уже готовую систему.
• Регистры подходят для обогрева разных строений – это могут быть промышленные и административные здания, жилые и хозяйственные помещения.
• Благодаря гладким внешним поверхностям отопительных приборов, легко производить уборку, так как на них практически не собирается пыль. Внутренние гладкие поверхности регистров способствуют хорошей циркуляции теплоносителя внутри системы.
• Простая конструкция регистров позволяет сделать их самостоятельно или же заказать изготовление по индивидуальному чертежу.
• Регистры могут быть установлены не только в водяную систему отопления, но и в паровую.
• Доступность и цена на материалы для изготовления регистров делает их стоимость гораздо ниже тех, что изготовлены в заводских условиях.
• Так как регистры имеют простую конструкцию, их расчет произвести самостоятельно будет несложно.

Как и у большинства приборов системы отопления, у регистров есть и свои слабые стороны, которые также нужно предусмотреть при их выборе:

• Большой объем воды или другого теплоносителя, который необходим для регистров, достаточно долго нагревается при запуске системы, что потребует большего расхода энергоносителей.
• В большинстве случаев к «минусам» регистров относят их неэстетичный внешний вид. Однако, необходимо отметить, что при аккуратности изготовления подобные приборы теплообмена могут выглядеть не хуже, что заводские радиаторы, и отлично впишутся в интерьер комнат.
• Вес отопительного прибора, заполненного теплоносителем, достаточно большой, поэтому очень важно предусмотреть для него надежные крепления, монтируемые в стену, или же продумать надежные опоры-ножки.
• Если регистры изготовлены из стальных труб, то они требуют периодической окраски, так как сталь подвержена коррозии. Да и смотреться неокрашенные стальные трубы будут, прямо скажем, «не очень».

Расчет регистров отопления

Расчет параметров регистра отопления лучше всего провести в два приема.

• Во-первых, чтобы обогрев был эффективным, необходимо рассчитать общую мощность отопительных приборов, необходимую для компенсации тепловых потерь в конкретном помещении. Это, кстати, касается не только регистров, но и любых других видов обогревателей.
• Во-вторых, имея значения потребной мощности, необходимо рассчитать, регистр какого размера способен справиться с такой задачей.

Вычисление необходимой тепловой мощности для обогрева помещения

Самый простой вариант подсчета заключается в умножении площади комнаты на 100 Вт. Однако, при этом выпадает из зоны внимания множество особенностей помещения, которые в различной степени влияют на итоговый показатель мощности прибора отопления. Поэтому предлагаем вам воспользоваться нашим онлайн-калькулятором, в котором реализован хоть и несколько упрощенный, но все же учитывающий множество нюансов алгоритм расчета.

Теплоотдача 1 м трубы выбранного диаметра q тр, Вт/м, находится по формуле:

q тр = q к + q л, (5.10)

где q к – конвективная теплоотдача, Вт/м;

q л – теплоотдача излучением, Вт/м.

Конвективная теплоотдача, q к, Вт/м, находится по уравнению:

q к = 4,1 ∙ (t ср – t в) 1,25 , (5.11)

где d н – наружный диаметр трубы, м;

t ср – средняя температура теплоносителя, °С:

t ср = 0,5 ∙ (t 1 + t 2), (5.12)

Теплоотдача излучением, q л, Вт/м, определяется по формуле:

q л = 17,8d н ∙ . (5.13)

Суммарная длина труб регистров l, м, определяется по формуле:

Количество регистров N выбирается из необходимости установки их у глухих наружных стен. Длина одной трубы регистра l 1 , м, определяется по формуле:

где m – число труб в одном регистре.

Пример расчета регистров для помещения 001 автостоянка:

1. Выбираем диаметр труб d у = 150 мм. Определим конвективную теплоотдачу:

q к = 4,1 ∙ 0,159 0,75 ∙ (80 – 5) 1,25 = 227,85 Вт/м.

2. Определим теплоотдачу излучением:

q л = 17,8 ∙ 0,159 ∙ = 270,4 Вт/м.

3. Найдем теплоотдачу 1 м трубы выбранного диаметра:

q тр = 227,85 + 270,4 = 498,25 Вт/м.

4. Суммарная длина труб регистров:

5. Принимаем N = 3 регистра, количество труб в регистре m = 4. Длина одной трубы регистра:

l 1 = = 2,5 м.

Расчет остальных регистров аналогичен и сведен в таблицу 5.3.

Таблица 5.3

Тепловой расчет регистров

№ помещения

6 Гидравлический расчет системы отопления

Целью гидравлического расчета является определение сопротивления системы отопления, подбор отдельных участков системы отопления таким образом, чтобы обеспечивался расчетный расход теплоносителя и уравновешивались потери давления, т.е. при установившемся режиме движения воды располагаемое давление полностью расходуется на преодоление сопротивления сети.

6.1 Гидравлический расчет системы отопления методом удельных потерь давления

Для гидравлического расчета выбирается главное циркуляционное кольцо, проходящее через наиболее нагруженный из удаленных стояков. Гидравлический расчет системы отопления производится методом удельных потерь давления на трение.

Расход теплоносителя в системе, ветви или стояке системы отопления G ст, кг/ч, определяется по формуле:

(6.1)

где 3,6 – переводной коэффициент, кДж/(Вт ч);

–коэффициент учета дополнительного теплового потока устанавливаемых отопительных приборов при округлении сверх расчетной величины 1,03;

–коэффициент учета дополнительных потерь теплоты отопительными приборами, расположенными у наружных стен 1,02;

с – удельная теплоемкость воды, равная 4,187 кДж/(кг∙С);

В двухтрубной системе отопления расчетное циркуляционное давление определяется по формуле:

Р р = 1,1 Р е, Па, (6.2)

где Р е – естественное циркуляционное давление, Па:

Р е = Р е. пр + Р е. тр; (6.3)

где Р е.пр – естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения теплоносителя в приборе, Па;

Р е.тр – естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения теплоносителя в трубах, Па;

Естественное циркуляционное давление, возникающее вследствие охлаждения теплоносителя в приборе, Па определяется по следующей формуле:

Р е. пр = ∙g∙h 1 ∙(t г - t о), (6.4)

где  – среднее приращение плотности при понижении температуры воды на 1 С, равное 0,64 кг/(м 3 С);

g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с 2 ;

h 1 – вертикальное расстояние между условными центрами охлаждения в ветви или отопительном приборе на нижнем этаже и нагревания в системе, м;

t г – температура воды в подающей магистрали, С;

t о – температура воды в обратной магистрали, С.

При выборе диаметра труб в циркуляционном кольце исходят из принятого расхода воды и среднего ориентировочного значения удельной линейной потери давления R ср, Па/м, определяемого по формуле:

R ср = , (6.5)

где l – общая длина последовательно соединенных участков, составляющих основное циркуляционное кольцо, м;

Считается, что потери давления на трение составляют 65% от Р р.

Предварительно вычисляют расход воды на каждом участке. Потери давления на трение ΔР тр, Па:

ΔР тр = R ф ∙l. (6.6)

Составляют перечень местных сопротивлений на участках, приведенный в таблице 6.1.

По известным скоростям движения теплоносителя и определяются потери давления в местных сопротивленияхZ, Па

Z = ∙ Σξ, (6.7)

где  - плотность воды, кг/м 3

 – скорость воды, м/с;

–сумма коэффициентов местного сопротивления.

Коэффициенты местных сопротивлений сведены в таблице 6.1.

Затем определяются общие потери давления на участке, Па:

(6.8)

Гидравлический расчет системы отопления приведен в таблицах 6.2, 6.3, 6.4. Расчетные схемы системы отопления приведены в рисунках 6.1, 6.2, 6.3.