Регистры отопления: что это такое, разновидности (из стальных гладких труб), расчет по площади, изготовление своими руками

Расчет конструкции водяного регистра

Регистр отопления

Чтобы сделать расчет регистров отопления, нужно точно определить каким требованиям они должны отвечать. Возможно – это будет просто самодельный радиатор, для отопления, а может – сушилка для вещей. Естественно, конструкции будут разные. Расположение отрезков труб в регистре водяного отопления:

  • вертикальное;
  • горизонтальное.

Первый вариант встречается крайне редко, в основном все делают регистры водяного отопления из нескольких параллельных отрезков, которые находятся в горизонтальной плоскости. Чтобы в регистре осуществлялась циркуляция, горизонтальные отрезки соединяются между собой переливными патрубками:

  • одним;
  • двумя.

Варианты конструкции регистров

Еще один вид соединения горизонтальных труб в регистре выполняется при помощи угловых муфт того же диаметра, которые привариваются к торцам. Поворот делается на 180 градусов, для этого две угловые муфты по 90 градусов свариваются между собой. В таком случае заглушки для регистров отопления будут не нужны. Такой метод соединения лучше всего подходит для гравитационных систем обогрева, где циркуляция осуществляется за счет силы притяжения.

  • сверху;
  • снизу.

Отопительные регистры батареи с верхней подачей встречаются гораздо чаще, чем с нижней. При этом размещение патрубков подачи и обратки также может быть разным:

  • на одном торце;
  • на разных торцах.

Самым выгодной схемой подключения теплообменника к контуру считается та, в которой подача осуществляется сверху, а обратка выходит внизу противоположного торца. Гост на регистры отопления регламентирует не его конструкцию, а технические характеристики труб, из которых он сделан.

Из каких частей состоит регистр отопления

Расчет мощности регистра отопления заключается в том, чтобы подобрать необходимые габариты теплообменника. Это напрямую влияет на количество теплоносителя в нем и площадь теплообмена. Чем больше регистр – тем большее помещение он сможет нагреть.

Получается, что нужно определить диаметр труб таким образом, чтобы теплоотдача регистров отопления имела достаточный уровень для обогрева помещения определенной площади. Это если есть возможность выбирать, а если регистр варится из того что есть в наличии, то возможно, придется немного изменить конструкцию.

Для каждого региона есть свои стандарты количества энергии для отопления одного метра помещения. Для расчета регистров из гладких труб для отопления можно брать среднее значение в 100 Вт. Если переживаете, что не хватит, то просто делайте запас 50%. Теперь подгоняем наш регистр под эти требования. Для наглядности возьмём в качестве примера регистр отопления из трех труб размером по два метра каждая. Алгоритм действий:

  • определяем площадь помещения;
  • считаем сколько необходимо мощности для его обогрева;
  • подставляем значение в формулу определения диаметра.

Допустим, что у нас помещение 50 м кв. Получается, что нам потребуется 500 Вт тепловой мощности, чтобы температура воздуха была в приделах, установленный нормативными документами. Формула вычисления диаметра имеет следующие величины:

  • П – 3,14;
  • длина регистра;
  • коэффициент теплопроводности металла, для стали 11,63;
  • разница между температурами подачи и обратки.

В качестве эталона для расчета разницы температур подачи и обратки берут значение 80 и 20 градусов, соответственно. Если вы знаете, что в вашем контуре температура не будет превышать 65 градусов, значит, подставляете свое значение. Мы продолжим расчет, исходя из средних величин, то есть разница температур составляет 60 градусов.

Диаметр трубы = 500 / (3,14*6 (три трубы по 2 метра) * 11,63 * 60) = 0,038

Значение мы получили в метрах, что составляет 38 мм. Получается, чтобы отопить помещение 50 м кв регистром из трех горизонтальных отрезков по два метра, нужно использовать трубы с внутренним диаметром не меньше 38 мм. Если вышло так, что нужно сварить регистр из уже имеющихся труб, тогда нужно рассчитывать общую длину отрезков. Для этого из уже имеющейся формулы можно посчитать эту величину.

Длина отрезков = 500 / (3,14*11,63*60*сечение наших труб в метрах)

Для изготовления регистров применяются трубы с диаметром от 32 мм, допустим, именно они есть в наличие. Подставив значение в расчет, можно вычислить, что для обогрева такого помещения потребуется 7,1 метра. Эту величину можно разбивать на несколько отрезков. Получается, что расчет количества регистров отопления сводится к тому, чтобы узнать общую длину труб с заданным диаметром, а потом разбить ее на удобные отрезки.

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

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.

Потери тепла через трубы

В городской квартире все просто: и стояки, и подводка к отопительным приборам, и сами приборы находятся в обогреваемом помещении. Какой смысл переживать из-за того, сколько тепла рассеивает стояк, если оно служит той же цели — отоплению?

Однако уже в подъездах многоквартирных домов, в подвалах и в части складских помещений ситуация в корне иная. Обогреть нужно одно помещение, а подвести к нему теплоноситель через другое. Отсюда — попытки минимизировать теплоотдачу труб, по которым горячая вода поступает в батареи.

Теплоизоляция

Самый очевидный способ того, как может быть уменьшена теплоотдача трубы стальной — теплоизоляция этой трубы. Еще двадцать лет назад способов для этого было два: рекомендованный нормативной документацией (утепление стекловатой с обмоткой негорючей тканью; еще раньше внешнюю изоляцию вообще выполняли твердой с использованием гипсового или цементного раствора) и реалистичный: трубы просто заматывались тряпьем.

Сейчас появилась масса вполне адекватных способов ограничить потери тепла: тут и пенопластовые накладки на трубы, и разрезные оболочки из вспененного полиэтилена, и минеральная вата.

При строительстве новых домов эти материалы активно применяются; однако в жилищно-коммунальной системе ограниченность, вежливо говоря, бюджета приводит к тому, что трубы в подвалах по-прежнему просто заматывают сса… гм, рваными тряпками.

Добро пожаловать в двадцать первый век

Конструктивные особенности

По сути, регистр — одна или несколько труб, соединённых между собой параллельно

Здесь важно создать условия, чтобы теплоноситель последовательно перетекал из одной трубы в другую, отдавая тепло в помещение. Поэтому изготавливают регистры двух типов

Секционные

Несколько параллельных труб, концы которых закрыты заглушками. Между ними устанавливаются перемычки, через которые теплоноситель перетекает из одной секции в другую. Движется он сверху вниз, то есть, поступает в верхнюю трубу, а выходит из нижней.

Важно! Перемычки устанавливаются в шахматном порядке. Если между первой и второй секцией перемычка устанавливается слева, то между второй и третьей — справа

Диаметр перемычек намного меньше диаметра секций. К примеру, если диаметр основного элемента регистра 80 мм, то перемычки 32—40 мм.

Змеевиковые, их чертеж

Это та же конструкция, только между собой секции соединяют сдвоенными отводами 90° того же диаметра, что и основные трубы и получается сплошная трубная конструкция одного большого диаметра по всей длине. Теплоотдача регистра этого типа намного выше, чем у предыдущего варианта.

Фото 1. Чертеж регистра змеевикового типа, представляющего собой сплошную трубную конструкцию одного диаметра по всей длине.

К плюсам конструкции можно добавить низкое гидравлическое давление теплоносителя внутри прибора, что позволяет пропускать через него достаточно большой объем горячей воды.

Справка! Змеевик можно устанавливать или горизонтально, или вертикально.

Самодельные регистры из круглых труб

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

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

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

Гидравлический расчёт однотрубной системы

Гидравлический расчёт проводят с целью определить диаметр соединительных труб на каждом участке контура и производительность циркуляционного насоса.

Последовательность расчётов:

  1. Определение теплопотерь через строительные конструкции.
  2. Расчёт потребной теплоотдачи радиаторов для каждой комнаты.
  3. Выбор котла необходимой мощности.
  4. Расчёт диаметра труб подводки с учётом скорости циркуляции теплоносителя в самое холодное время года.
  5. Выбор циркуляционного насоса, если нужен выносной вариант.

Определение теплопотерь и расчёт радиаторов

Тепло, генерируемое котлом, расходуется через пол, стены и потолок здания. Учитывают материал стен, количество и площадь окон и дверей, качество утепления.

На нашем сайте можно воспользоваться калькулятором:

Для небольших домов пользуются приближённым вариантом. Считается, что в северных регионах для отопления 10 м2 площади, требуется 1,5-2 кВт мощности котла и производительности по теплоотдаче радиаторов. В средней полосе показатель равен 1-1,5 кВт, в южных регионах – 0,6-1 кВт. Данные верны для домов с капитальными стенами и средней или качественной теплоизоляцией.

Зная размеры дома, получают необходимые данные для последующих расчётов

Важно определить необходимое количество радиаторов для каждой комнаты. Алюминиевые и биметаллические радиаторы в большинстве случаев излучают от 120 до 210 Вт на одну секцию

Разделив мощность необходимую для комнаты на производительность секции, получают габариты батареи.

Выбор котла

Отопительный котёл проработает намного дольше, если не будет греть теплоноситель в максимальном режиме. В связи с этим выбирают оборудование на 10-20 % мощнее, чем получившиеся при расчётах теплопотери. Например, при потерях 10 кВт приобретают котёл, рассчитанный на 12-14 кВт.

Определение сечения труб

Оптимальная скорость движения теплоносителя по трубам от 0,3 до 0,7 м/с. Если параметр ниже, то при низкой температуре возможен недостаточный прогрев радиаторов. При большей скорости часто происходит завоздушивание радиаторов, слышен шум. Исходя из скорости потока и выбирают трубы с необходимым внутренним сечением.

Необходимый расход теплоносителя определяют по формуле: G=860*q/ΔТ, в которой:

  • G — расход кг/ч;
  • q — тепловая мощность в контуре участке (кВт);
  • ΔТ — разность температуры теплоносителя на входе и выходе радиатора, чаще принимают 20 оС.

Далее в специальных таблицах сопоставляют скорость потока и выделяемую тепловую производительность. В нашем примере для 2 кВт радиаторов достаточно трубы с внутренним сечением от 8 до 12 мм. Выделено в таблице красной рамкой.

Таблица для определения диаметра труб самотечной системы отопления

Данные по каждому контуру наносят на общую схему. Суммируя полученные данные, определяют какой диаметр труб выбрать для подводки к группе контуров или для каждого стояка.

Выбор насоса

Современные газовые и электрические котлы оборудованы встроенным насосом. Его производительность выбрана изготовителем исходя из мощности котла.

Необходимую производительность вынесенного насоса определяют, суммируя потоки теплоносителя в каждом контуре. Предусматривают запас 15-20% по производительности, чтобы насос работал в щадящем режиме.

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:

  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

Отопительные регистры — параллельно сваренные трубы из металла

Параллельно расположенные сообщающиеся трубы, представляющие собой отопительный регистр, различаются по материалу и конструктивному решению.

Алюминиевые

Легкие и эстетично выглядящие алюминиевые регистры для отопления являются одними из самых эффективных с позиции теплоотдачи. Благодаря малому весу и размеру, коррозийной устойчивости и длительному периоду эксплуатации их успешно применяют в частных домах и административных зданиях.

Широкое распространение такие регистры не получают из-за своей высокой стоимости и повышенных требований к качеству теплоносителя.

Чугунные

Чугунные регистры имеют лучшие характеристики теплопроводности

Лучшими показателями по теплоотдаче обладают отопительные системы из оребренных чугунных труб. Толстостенная труба, обладающая большим количеством ребер, эффективно отдает тепло и долго остывает.

Монтаж чугунных оребренных систем проводят с помощью болтов и паронитовых или резиновых прокладок для придания герметичности.

Минусы такой конструкции:

  • громоздкий вид;
  • значительный вес;
  • необходимость изготовления массивных опорных стоек;
  • хрупкость.

Чугунные регистры давно используют в промышленных котельных и частных домах, их популярность со временем не уменьшается.

Медные

Медь редко используется из-за особых условий эксплуатации и риска повреждения

В сетях с разводкой из медных труб эффективно изготовление медного регистра. В связи с высокой теплопроводностью меди такие отопительные элементы обладают небольшими размерами красивым внешним видом.

Трубы из меди легко изгибаются и варятся только в местах соединения.

Медные системы отопления не получили широкого распространения из-за критичности к условиям эксплуатации:

  • теплоноситель должен быть химически нейтральным, чистым и не содержать твердой фракции;
  • система теплоснабжения, включая арматуру, должна быть вся выполнена из меди или совместимых сплавов – бронзы, латуни, хрома и никеля;
  • необходимо усиленное заземление – иначе начнется коррозия;
  • медь – мягкий материал, ему требуется защитный экран или кожух.

Все это формирует высокую цену и объясняет отсутствие повышенного спроса на медные регистры.

Стальные

Стальные трубы требуют покраски, так как подвержены коррозии

По большей части регистры отопления делают из гладких стальных труб. Предпочтение отдают электросварным или водогазопроводным видам. Изготовленный из них трубопровод выдерживает значительное давление, устойчив к механическим повреждениям и нетребователен качеству теплоносителя.

Для изготовления отопительной системы можно использовать круглую или профильную трубу. Обогреватель получится более компактным в размерах, но с ним ощутимо сложнее работать, гидравлическое сопротивление выше.

Регистр из стальных труб может быть изготовлен из нержавейки – такие виды обогревателей оптимальны в ванных комнатах. Полотенцесушители из нержавеющей стали могут быть разного размера и конфигурации. Единственным минусом регистров из стальных нержавеющих труб является высокая цена.

Стационарные и передвижные регистры

Передвижной регистр оборудован ТЭНом, который можно включать в розетку

Если отопительная система стационарная, для ее работы необходим отопительный котел, где подогревается теплоноситель.

Крепятся такие стационарные системы при помощи кронштейнов, зафиксированных на стенах. Для массивных систем используют комбинированную форму крепления – в дополнение к фиксации на стене под нижние трубы ставят опорные стойки.

В случае мобильного  исполнения в нижней части системы монтируется ТЭН, который выполняет функцию нагревателя. В верхней размещается расширительный бачок, емкостью 10% объема системы, учитывающий увеличение внутреннего давления при нагревании.

Конструкция включается в сеть 220 V и оснащается опорными ногами или колесиками для удобства установки и перемещения.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий