Регулировка насосной станции: как правильно настроить прибор своими руками

Регулировка насосной станции своими руками

Приобретение насосной станции обусловлено желанием избежать сложностей в процессе обеспечения водой. Функционирование этого оборудования производится автономно и не нуждается в постоянном наблюдении. Но в то же время ему необходима квалифицированная регулировка, только в этом случае система для перекачки жидкостей будет работать с наибольшей продуктивностью. Для ее осуществления следует знать устройство данной конструкции.

Особенности устройства насосной станции

Структура насосной системы содержит в себе реле давления, рассчитанное на контролирование объема воды, заполняющей гидроаккумулятор. Дополнительно в его задачу входит включение и выключение гидравлического насоса, при пустом резервуаре автоматика приводит его в действие, а когда жидкость при наполнении доходит до определенного уровня — отключает работу помпы. Таким образом, в водопроводной системе сохраняется требуемый напор без участия человека. Кроме реле данная комплексная система содержит в себе следующие составляющие:

Гидроаккумулятор, представляющий собой герметичную емкость с находящейся внутри гибкой мембраной, которую в определенных моделях заменяет резиновая груша. Эта пластинка рассекает пространство гидробака на две половины, одну из которых заполняет воздух, другую — вода.
Скважинный или поверхностный насос, который можно рассматривать в двух вариантах: центробежный и вихревый. Следует отметить, что использование в работе станции вибрационного насоса недопустимо.
Обратный клапан, предназначенный для предотвращения протекания жидкости из гидроаккумулятора при выключенном насосе.
Электрическое питание. Для подсоединения установки к электросети требуется прокладывание отдельной проводки, сечение которой должно отвечать мощности оборудования. Устройству электрической цепи необходимо быть оснащенным автоматической системой защиты.

Функциональные особенности насосной станции заключаются в следующем. После того как в точке водозаборного сооружения открывается кран, жидкость, находящаяся в гидроаккумуляторе, поступает в систему, вместе с тем в этом баке уменьшается степень сжатия. Когда ее величина станет соответствовать определенной отметке на датчике, его контакты замыкаются, и запускается в работу двигатель насоса.

Вслед за завершением расходования воды в кране или при увеличении силы сжатия в полости гидроаккумулятора, за счет срабатывания реле прекращает работу насос.

Причины неисправностей агрегата

Если провести анализ расстройства работы насосных станций, то можно прийти к выводу, что такого рода проблемы обычно появляются вследствие повреждения цельности емкости гидроаккумулятора и системы трубопровода, что приводит к утечке воздуха, жидкости. Также неполадки могут возникнуть из-за образования существенных загрязнений в оборудовании.

Вмешиваться в работу насосной станции с целью устранения неисправностей приходится по следующим причинам:

Попадание в воду песка или других веществ способствует образованию коррозии, что снижает производительность устройства. С целью предотвращения возникновения засоров необходимо устанавливать фильтры для очистки воды.
Снижение в оборудовании давления воздуха способствует частому включению насоса и его досрочному выходу из строя. Специалисты рекомендуют периодически производить замеры воздушного давления с последующим его регулированием при необходимости.
Недостаток герметичности в соединениях всасывающего трубопровода, влекущий за собой беспрерывную работу двигателя без способности перекачки воды.
Некорректное регулирование напора насосной системы, создающее неудобства в ее работе и приводящее к поломкам.

Для продления срока эксплуатации данного оборудования необходимо периодически осуществлять его осмотр.

Устранение неполадок

Причиной безостановочной работы станции обычно является завышенное давление включения, некорректно выставленное в процессе регулировки реле. Также бывают случаи, когда при работающем двигателе оборудование не способно качать воду, на что влияет ряд факторов:

Отсутствие воды в насосе при первом запускании. Ситуация исправляется путем наполнения прибора жидкостью посредством воронки.
Повреждение трубопровода или формирование в трубе или всасывающем клапане воздушной пробки. Для установления непосредственной причины требуется осуществить ревизию герметичности приемного клапана и соответствующих соединений, обследование всасывающей трубы на наличие изгибов и других деформаций. С целью устранения неисправности производится замена всех поврежденных фрагментов.
Работа насосной системы производится без доступа к воде. Требуется выявление причин отсутствия жидкости и их ликвидация.
Загрязнение трубопровода. Необходимо провести очистку оборудования от загрязнений различного происхождения.

Бывают случаи, когда насосная станция срабатывает слишком часто, после чего она вообще выключается. Причина аварии кроется в требующей замене поврежденной мембране или в отсутствии необходимого для работы системы давления. В этом случае проводится выявление трещин и дефектов на баке.

В редких случаях происходит блокировка обратного клапана, в связи с попаданием в него каких-либо предметов или твердых отходов. Для устранения проблемы выполняется демонтаж трубопровода на участке допустимой закупорки.

Расстройства в работе двигателя

Прекращение работы движка насосной станции вызывается рядом причин:

установка не подключена к электрической сети, или в последней не имеется напряжения – для ликвидации этой проблемы обследуется схема подсоединения;
вышел из строя предохранитель, в данной ситуации необходимо произвести замену элемента;
застопорилась вращающаяся часть вентилятора;
нарушена работоспособность реле – требуется регулировка или полная замена.

При сбоях в работе двигателя насосного оборудования по невыясненным причинам рекомендуется обратиться за консультацией в сервисный центр.

Отсутствие напора воды в системе

Слабую энергию потока жидкости из точек забора можно объяснять определенными факторами:

В процессе регулировки на минимальное значение выведено давление воздуха или воды, что считается недопустимым для полноценного функционирования системы. В этой ситуации требуется настройка параметров реле.
Заблокирована система трубопровода или рабочий элемент насосного оборудования, передающий получаемую от мотора энергию. Решением проблемы станет очищение составляющих насосной станции от грязи.
Происходит проникновение воздуха в трубопровод. В этом случае необходима проверка всех узлов системы на герметичность.

Подача воды низкого качества может быть вызвана затягиванием воздуха из-за отсутствия плотности на стыках водопроводных труб, а также низким уровнем воды.

Структура и порядок функционирования реле

Задача реле заключается в поддержании необходимого давления воды в системе водопровода, что способствует безупречной работе всех единиц насосной станции и обеспечивает ее сохранность. После установки этой компактной конструкции на гидроаккумулятор требуется произвести правильную коррекцию заводских настроек под определенный водопровод и конкретную мощность насоса.

Процедура регулирования не сопровождается особыми сложностями. Но для ее грамотного выполнения следует ознакомиться с функциональными особенностями и техническими характеристиками реле.

Конструктивные принципы

Реле давления не отличается замысловатостью в устройстве. Его механизм включает в себя следующие составляющие:

Корпус реле давления.
Фланец, при помощи которого к системе подсоединяется модуль.
Гайка, служащая для регулирования отключения агрегата.
Гайка, корректирующая силу сжатия в емкости, позволяющую аппарату включаться.
Клеммы (винтовые зажимы), предназначенные для подключения проводов, которые тянутся от насоса.
Место для присоединения кабеля от электрической сети.
Клеммы для обеспечения заземления.
Муфты для фиксирования электропроводов.

В нижней части модели находится металлическая крышка, за которой расположены поршень и мембрана. В зависимости от особенностей устройства насосной станции и изготовителя реле могут отличаться своей конфигурацией, размерами и расположением узлов и деталей.

Специфика работы

Реле насосной станции оснащено пружинами, благодаря которым выставляются параметры давления, способствующего включению и отключению насоса. Эти пружины имеют разный размер, благодаря большей из них производится установка нижнего порога срабатывания, то есть приводится в действие насос. Маленький элемент отвечает за прекращение работы — выключение насоса.

Данная автоматика исключает потребность собственноручно включать и выключать устройство, подкачивающее воду. Большая пружина, находясь в исходном состоянии, производит максимальное давление на пластину. Это приводит к тому, что контакты контура, за счет которого питается насосная установка, смыкаются между собой, соответственно, подпитывая этим электродвигатель, и вода поступает в емкость.

Прибывающая жидкость способствует достижению максимального показателя давления, которое приводит к размыканию контактов, а значит, и к прекращению работы оборудования.

Проверка давления

После приобретения насосного оборудования и перед вводом его в эксплуатацию потребуется осуществить проверку уровня давления, заданного производителем в процессе изготовления. Это вызвано тем, что хранение и перевозка изделий сопровождается утечкой определенного объема воздуха из системы, приводящей к сбою в заводских настройках.

По этой причине система не сможет функционировать корректно из-за отсутствия необходимого давления. Кроме этого, насосная станция не сможет включаться на нижнем уровне, что приведет к проблемам в водоснабжении квартиры или частного дома. Проверка давления выполняется при пустом баке и отключенном от электрического питания оборудовании.

Для проведения такой процедуры совершаются следующие действия:

С гидроаккумулятора снимается колпачок из пластмассы, выполняющий защитную роль и закрывающий ниппель (соединительную трубку).
При помощи автомобильного манометра на открывшемся элементе измеряется давление воздуха в баке. Автовладельцам этот процесс немного напомнит проверку колес.
За норму следует принимать показатель в полторы атмосферы.
В случае превышения этого показателя производится стравливание воздуха в емкости и повторная проверка. Недостача воздуха и давления устраняется путем подкачки с использованием автомобильного насоса.
Для одноэтажного строения вполне подойдет одна атмосфера, за норму же принимается показатель от одной до полутора атмосфер.

Необходимо помнить, что повышенное давление способствует частому включению насоса, что приводит к быстрому износу этого устройства. В свою очередь, пониженное давление не позволит функционировать гидромассажной ванне, так как насос будет приходить в действие слишком редко.

При пониженном давлении можно использовать бытовую технику, требующую подачу воды, например стиральную машину и оборудование для мытья посуды. По этой причине профессионалы рекомендуют владельцам тщательно взвесить аргументы и остановиться на приемлемом для них показателе давления в гидроаккумуляторе, учитывая износостойкость насосной системы. На грушу, входящую в ее состав, негативно воздействует как недостаток (ниже одной атмосферы), так и излишек (больше 1,5 атмосфер) давления.

Данную процедуру желательно проводить не только после покупки оборудования, но и раз в месяц в процессе его работы. Для этого бак освобождается от воды, а сам агрегат отключается от электрической сети.

Случаи, требующие регулировки реле

Регулирование реле под индивидуальные нужды является одним из основных шагов в процессе ввода устройства в эксплуатацию и его техобслуживании. Реле представляет собой пластиковую коробку, выполненную в форме прямоугольника, которая расположена спереди гидроаккумулятора. С помощью этого устройства автоматизируется процедура закачки жидкости в водопроводную систему.

В большинстве случаев насосная система приобретается с уже имеющимися настройками реле, выполненными производителем. Но существуют ситуации, в которых возникает необходимость в экстренном регулировании давления оборудования. Такая операция вызвана следующими обстоятельствами:

двигатель насоса перестает работать сразу же после запуска;
при отключении насосного оборудования ослабевает водяной напор;
в процессе работы устройства в его гидравлическом баке образуется чересчур большая сила сжатия, но при этом агрегат не выключается;
не приводится в действие реле давления и насос.

Если у оборудования наблюдаются все перечисленные признаки, то необходимо грамотно выполнить настройки реле.

Подготовка гидроаккумулятора

Перед тем как приступить к непосредственной регулировки реле, требуется провести подготовительные работы с накопительным баком. Он представляет собой герметичный сосуд, внутри которого находится резиновая груша, делящая его на две части. Когда в первую поступает закаченная насосом вода, во второй повышается давление воздуха. Образовавшаяся воздушная масса будет надавливать на грушу, тем самым сохраняя оптимальную степень напора в водопроводе.

Для оптимальной работы насосной станции необходимо правильно организовать давление воздуха. Так как при его слишком высокой величине и наоборот запуск насоса в работу будет осуществляться достаточно часто.

Требуемые параметры в накопительном баке выставляются лишь после его окончательного опустошения от жидкости. Следом за спущенной водой в гидроаккумулятор закачивается воздух с расчетом от 1,4 до 1,7 атмосфер для емкости, имеющей объем в диапазоне от двадцати до двадцати пяти литров и от 1,7 до 1,9 атмосфер для более больших сосудов. В техническом паспорте каждой модели насосной станции указаны конкретные величины.

Настройка реле

Для осуществления данной процедуры понадобятся гаечные ключи и набор отверток. Процесс настройки включает в себя несколько этапов:

Фиксируется показатель манометра.
Посредством отвертки прибор освобождается от защитной крышки, которая обычно имеет черный цвет.
Под крышкой находятся две пружины для регулировки, оснащенные необходимыми для этого процесса гайками. Верхний из этих элементов имеет крупный размер и отвечает за нижний показатель давления. Нижняя маленькая гайка задает разницу между показателями. Как правило, возле них обозначена маркировка, подобная букве «Р» и изображены стрелочки с такими знаками как «плюс» и «минус». Для того чтобы сила сжатия стала больше, необходимо производить вращение гайки в направлении знака «плюс» (по часовой стрелке), для снижения этого показателя гайка крутится в обратную сторону. После выполнения одного ее оборота в нужном направлении потребуется включение оборудования и его запуск в работу.
После остановки системы вновь проверяются показатели манометра, если его значение отклоняется от нормы, то гайка вращается заново и агрегат включается столько раз, сколько понадобится для достижения в накопителе требуемой величины давления.
Заключительный этап предусматривает настройку того момента, в который должно происходить выключение насосной станции. Для этой цели необходимо воспользоваться малой пружиной и действовать так же, как и в случае включения аппарата, только в противоположном направлении. Во избежание прекращения работы реле запрещается в процессе регулировки производить закручивание гаек до упора.

Из этого следует, что разницу между двумя видами давления (верхним и нижним) можно без труда откорректировать в желаемых пределах. Увеличение интервала между срабатываниями подразумевает довольно нечастое подключение насосной станции, в результате которого в системе водоснабжения появятся существенные перепады давления.

Если диапазон срабатывания настроен на уменьшение, то давление в системе будет стабилизировано, но часто включающееся оборудование будет иметь гораздо меньший срок эксплуатации.

Для того чтобы выполнить настройки максимально точно, требуется произвести сверку выбранных параметров со значениями, указанными в техническом паспорте насосной системы, превышение которых не рекомендовано.

Показатели внутри гидроаккумулятора

Воздушное давление внутри накопительного бака насосного оборудования оказывает воздействие на работу всей системы, но никак не связано с регулировкой реле. Когда в мембранном баке отсутствует воздух и отсек для жидкости полностью заполнен, работа насоса практически сразу же прекращается. Со всяким открытием водопроводных кранов будет включаться и насосная станция.

Это приведет к тому, что из-за пониженного давления мембрана станет растягиваться сильнее, чем положено, а вследствие повышенного — бак не заполнится полноценно водой. Оптимальная работа агрегата и поддержание рабочего состояние мембраны возможны при установке воздушного давления на десять процентов ниже показателей включения.

Поверка давления в гидравлическом аккумуляторе осуществляется после удаления из системы жидкости путем открытия нижнего клапана. Не рекомендуется чересчур переполнять емкость водой или допускать снижения давления так, чтобы его показатели были менее одной атмосферы.

Данная настройка препятствует оптимальному наполнению жидкостью и способствует преждевременному износу резиновой груши, что приводит к некорректному функционированию оборудования в целом.

При грамотно выполненной регулировке насосной станции своими руками напор в кранах сможет удовлетворять требования потребителей.

Выбираем регистры отопления из гладких труб

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:.

где: t₁ и t₂ – 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.

Регистры отопления из труб

Всем известно, что теплообмен (теплоотдача) – передача тепловой энергии – между телами и средами возникает при наличии разницы температур. Среда или тело имеющая более высокую температуру, остывая, нагревает более холодную среду и повышает ее температуру.

В системах водяного отопления горячая вода (теплоноситель), поступая в прибор отопления, нагревает его стенки (оболочку). Стенки через свои наружные поверхности отдают тепло воздуху в основном двумя способами: конвекцией и излучением.

Конвекция – это передача тепла потокам воздуха, протекающим вдоль горячих стенок прибора отопления.

Тепловое излучение – это передача тепловой энергии за счет излучения электромагнитных волн горячими стенками прибора отопления в окружающее пространство.

Наглядным примером действия теплового излучения является костер. Если в прохладный вечер стать боком к тлеющим углям костра на расстоянии трех – четырех метров, то часть лица, обращенная к костру, быстро нагреется, а противоположная часть лица будет оставаться холодной. При этом температура воздуха с обеих сторон будет примерно одинаковой.

Все приборы – чугунные батареи, регистры отопления из труб, стальные и алюминиевые панели, конвекторы и инфракрасные излучатели – отличаются друг от друга (кроме габаритов, внешнего вида, коэффициентов теплоотдачи) преобладающим видом передачи тепла окружающему воздуху и предметам. При этом, как правило, и конвекция и излучение существуют одновременно и действуют параллельно.

В этой статье будет рассмотрен пример расчета теплоотдачи регистров отопления из труб. Изготавливать регистры отопления из гладких труб экономически не было выгодно никогда — ни сегодня, ни вчера. Если 30-50 лет назад их широко применяли из-за дефицита качественных дешевых и эффективных приборов отопления, то применение регистров сегодня – это скорее инерционная привычка теплотехников. Стоимость системы отопления с применением, например, конвекторов на 20-30% ниже стоимости системы, где применены регистры отопления из труб. Теплоотдача приборов должна быть максимальной при минимальной стоимости и, соответственно, минимальной материалоемкости и трудоемкости изготовления. Однако часто это — взаимоисключающие критерии.

Тем не менее, вопрос теплоотдачи стальных труб остается актуальным, если ими выполняется разводка, а также при выполнении сравнительных расчетов различных вариантов систем и при ремонтах действующих систем, в которых применены регистры отопления из гладких труб.

Опираясь на теорию и практические опыты по теплоотдаче, а так же на основе многочисленных табличных данных с помощью Excel мне удалось найти достаточно точные формульные зависимости теплофизических характеристик воздуха (температуропроводности, теплопроводности, кинематической вязкости, критерия Прандтля) от температуры. Ниже представлена программа расчета теплоотдачи регистров отопления из горизонтальных металлических труб при свободном движении воздуха, являющаяся итогом проделанной работы.

Программа расчетов написана в MS Excel, но можно использовать и программу OOo Calc из пакета Open Office.

Правила форматирования ячеек листа Excel, которые применены в статьях этого блога, представлены на странице « О блоге ».

Теплоотдача регистров отопления из гладких труб. Расчет в Excel.

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 D в мм заносим

в ячейку D3: 108,0

2. Длину регистра (одной трубы) L в м записываем

в ячейку D4: 1,250

3. Количество труб в регистре N в штуках пишем

в ячейку D5: 4

4. Температуру воды на «подаче» t_п в °C заносим

в ячейку D6: 85

5. Температуру воды на «обратке» t_о в °C пишем

в ячейку D7: 60

6. Температуру воздуха в помещении t_в в °C вводим

в ячейку D8: 18

7. Вид наружной поверхности труб выбираем из выпадающего списка

в объединенных ячейках C9D9E9: «При теоретическом расчете»

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

в ячейку D10: 0,00000005669

9. 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:

10. Степень черноты излучающих поверхностей труб ε автоматически определяется по выбранному виду наружной поверхности

в ячейке D13: =ИНДЕКС(H5:H31;G2) =0,810

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.)

11. Среднюю температуру стенок труб t_ст в °C вычисляем

в ячейке D14: =(D6+D7)/2 =72,5

t_ст =( t_п + t_о )/2

12. Температурный напор dt в °C рассчитываем

в ячейке D15: =D14-D8 =54,5

dt = t_ст — t_в

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

в ячейке D16: =1/(D8+273) =0,003436

β =1/( t_в +273)

14. 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

15. 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

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

17. 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

18. 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 * ε * A * (( t _ст +273) 4 — ( t _в +273) 4 )*0,93 ( N -1)

19. 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 )

20. 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

21. Критерий Нуссельта Nu находим

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

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

22. Конвективную составляющую теплового потока Q_к в Вт вычисляем

в ячейке D25: =D26*D20*D15 =462

Q_к = α_к * A * dt

23. 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)

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

в ячейке D27: =D21+D25 =906

Q = Q_и + Q_к

и в ячейке D28: =D27*0,85985 =779

Q’ = Q *0,85985

25. 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!

Теплотехническим расчетам на этом сайте посвящен еще ряд статей. Быстро перейти к ним можно по ссылкам, расположенным ниже статьи или через страницу «Все статьи блога». В этих статьях просто и понятно на примерах рассказывается об основных понятиях теплотехники.

Замечания.

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

k =1/(1/ α₁ + s_ст / λ_ст +1/ α )

α₁ ≈2000…3000 Вт/(м 2 *К) – коэффициент теплоотдачи между водой и внутренней стальной стенкой

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

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

1/ α₁ ≈0

s_ст / λ_ст ≈0

k ≈ α

2. Теплоотдача регистров отопления зависит от способа подачи воды в них (сверху вниз, снизу вверх …), от монтажных расстояний до ограждающих конструкций (до пола, до подоконника, до стены, до экрана), от толщины лакокрасочного покрытия и прочих факторов. Фактическая теплоотдача может быть меньше расчетной на 15…20%. Это необходимо учитывать при окончательных расчетах!

3. Расстояние между трубами и количество труб также оказывают влияние на теплоотдачу регистров отопления. В программе это частично учтено применением понижающего коэффициента (0,93) на каждый дополнительный ряд труб. Расстояние между трубами желательно выдерживать не менее диаметра трубы D (больше — лучше) .

4. Коэффициент теплопередачи k не является постоянной величиной для конкретного прибора отопления и значительно меняется при изменении температурного напора dt ! Подробнее об этом (и не только) читайте в ближайших статьях блога.

Подписывайтесь на анонсы статей в окнах, расположенных в конце каждой статьи или вверху каждой страницы и не забывайте подтверждать подписку кликом по ссылке в письме, которое тут же придет к вам на указанную почту (может прийти в папку «Спам»).

Уважаемые читатели, оставляйте комментарии к статье! Ваши мысли, замечания, предложения, вопросы, советы всегда интересны и полезны коллегам и автору.

Прошу уважающих труд автора скачивать файл после подписки на анонсы статей!

Регистры отопления: виды, характеристики, расчет

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.

Секционный регистр отопления из стальных труб.

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

Виды регистров отопления

Две основных формы, в которых выполняют отопительные регистры.

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

Секционные

На фото прибор, состоящий из четырех секций.

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.

Читайте также:

Окучник: виды, размеры и применение

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.

Заглушки могут быть плоскими или эллиптическими (последние — по отдельному заказу). Переход из одной секции в следующую делают как можно ближе к краю, так как от этого зависит количество передаваемого среде тепла (читайте также о том, как спрятать трубы отопления).

Змеевиковые

S-образный регистр или змеевик.

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

Пять основных типов конфигураций теплообменников.

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.

Монтаж регистров отопления следует производить в соответствии с ГОСТ. Для работы понадобится сварка, так как крепление должно быть жестким и выдерживать значительный вес прибора и воды (узнайте также об особенностях установки радиаторов отопления).

Особенности и характеристики

Встречаются и такие конфигурации (змеевик сферический в вакууме).

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:

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

Регистры с нагревателем

Секционный теплообменник с нагревательным элементом.

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

Регистр можно встретить практически в каждой ванной.

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.

Регистры отопления: изготовление, применение, характеристики

Регистр отопления – это составная часть системы отопления, прибор, состоящий из нескольких параллельно расположенных горизонтальных гладких труб. Данная разновидность отопительных приборов не завоевала особой популярности среди частных домовладельцев и этому есть объективные причины. Система отопления на основе регистров обладает большим объемом теплоносителя, для нагрева которого требуется потратить гораздо больше энергии, чем в случае с обычными радиаторами.

Мобильный отопительный регистр с встроенным ТЭНом позволяет в случае аварийной ситуации за короткое время переместить прибор на другое место.

Область применения

В настоящее время водяные регистры отопления по большей части применяются на производствах (мастерские, цеха, складские помещения, ангары и другие строения с большими площадями). Большой объем теплоносителя и крупные габариты позволяют регистрам эффективно отапливать такие помещения.

Использование отопительных регистров в промышленных зданиях обеспечивает наиболее оптимальный КПД системы отопления. В сравнении с чугунными или стальными батареями, регистры характеризуются лучшей гидравликой и теплоотдачей. Относительно невысокая стоимость их изготовления снижает затраты на установку всей заводской системы отопления. Помимо этого, они не дороги в эксплуатации.

Также регистры рекомендованы к использованию в помещениях с высокими требованиями к санитарной безопасности (медицинские учреждения, детские сады и т.д.). Приборы легко отмываются от грязи и пыли.

Несмотря на это, понятие экономичность не относится к данному виду отопительных приборов. Как уже было отмечено выше, для нагрева большого объема теплоносителя требуется множество энергии.

Регистры отопления на одном из производств пищевой промышленности в Московской области.

Отопительные регистры из стальных электросварных труб могут использоваться как в однотрубных, так и в двухтрубных отопительных системах с принудительной или самотечной циркуляцией теплоносителя (на основе воды или пара).

Преимущества

Большая длина приборов (до 6 м) позволяет равномерно и в кратчайшие сроки нагреть всю площадь помещения.
Высокие гидравлические характеристики.
Относительно низкая цена. Стоимость мобильного 3-ех трубного прибора (рассчитанного на отопление помещения площадью до 200 м²) со стальными трубами диаметром 108 мм, с толщиной стенки 3,8 мм и длиной 3 м, с встроенным ТЭНом мощностью 2,5 кВт составляет около 13 000 руб.
Простота эксплуатации. Приборы легко и быстро очищаются от скопившейся пыли и других загрязнений.

Кран Маевского в верхней части регистра.

Недостатки

Большой объем теплоносителя не позволяет эффективно использовать регистры в частных домах. Домашние котлы просто не смогут нагреть такое количество воды или же нагрев будет недостаточным.

Технические характеристики регистров отопления

Рабочее давление: 10 атмосфер
Рабочая среда (теплоноситель): вода, пар.
Тип соединения: резьбовое, либо под сварку.
Теплоотдача: 500-600 Вт/метр

Существуют 3 основные разновидности регистров:

секционные П-образной формы;
змеевиковые S-образной формы;
«смешанные» (змеевиковые П-образной формы).

Основными элементами регистров отопления являются стальные трубы (либо трубы из нержавеющей стали марки 304) диаметром от 25 до 200 мм. Регистры диаметром от 25 до 100 мм применяются для отопления заводских помещений административного или хозяйственного назначения, приборы диаметром от 100 до 200 мм применяются в производственных цехах или крупных спортивных комплексах (бассейны, волейбольные, баскетбольные залы).

Что касается частных домовладений, то применение регистров является одним из наиболее неэффективных способов отопления частного дома.

2-ух трубный регистр.

Количество секций прибора может быть неограниченным и зависит только от площади помещения и требуемой теплоотдачи.

Изготовление регистров отопления

Для производства отопительных регистров используются стальные трубы различного диаметра (25-200 мм), которые свариваются между собой на расстоянии 50 мм друг от друга (снижение расстояния между трубами может привести к снижению теплоотдачи). Такое расстояние позволяет добиться максимальной теплоотдачи и свести к минимуму обоюдное излучение.

Регистр включает в себя подачу и обратку, а также установленный в верхней части прибора воздухоотводчик с шаровым краном. Патрубки на подаче и обратке могут быть выполнены в двух вариантах:

Резьбовое соединение;
Соединение под сварку.

При индивидуальном заказе регистров на заводе-изготовителе, регистры могут поставляться, как уже в готовом, собранном виде, так и в разобранном виде, что позволяет сэкономить средства на логистике.

Как сделать регистр отопления своими руками?

В отличии от других отопительных приборов, для производства которых требуется сложное, дорогостоящее оборудование, водяные регистры отопления можно сделать своими руками. Основное, что потребуется для изготовления это стальные гладкие трубы и умение пользоваться сварочным аппаратом. Если варить самостоятельно, получиться наиболее дешевый вариант, если же для проведения сварочных работ придется пригласить стороннего сварщика, такой регистр может выйти дороже заводского. В этом случае следует подумать стоит ли вообще этим заниматься самому или проще купить заводской прибор.

Схема подключения регистров отопления.

Итак, если регистры изготавливаются для использования в частном доме, понадобятся следующие инструменты и материалы:

Стальные трубы диаметром от 25 до 100 мм, либо профильные трубы схожего размера;
Перемычки, выполненные из стальной трубы диаметром 25-32 мм;
Заглушки на трубы;
Патрубки входа и выхода под сварку или резьбовое соединение;
Патрубок для воздухоотводчика с шаровым краном;
Крепежные элементы (кронштейны для крепежа к стене, либо напольные подставки);
Сварочный аппарат;
Электроды;
Средства индивидуальной защиты сварщика (маска, перчатки).
Газовый ключ;
Угловая шлифовальная машина;
Сантиметр;
Строительный уровень;

Переносной отопительный регистр с расширительным баком и ТЭНом.

После завершения сварочных работ и подсоединения комплектующих (воздухоотводчик кран Маевского и т.п.), регистр опрессовывается под давлением. Если течь не обнаружилась, прибор окрашивается. В случае же обнаружения течи, теплоноситель сливается, а проблемное место вновь заваривается.

Как улучшить эффективность регистров?

Регистры обладают относительно малой теплоотдающей поверхностью и для ее увеличения можно использовать металлические пластины, которые вертикально привариваются к трубам. В результате получается некое подобие ребристых труб.

4-ех трубный регистр с профильными конвекторными трубами.

Помимо этого, регистры можно улучшить таким образом, что они будут «выдавать» конвекторное отопление. Для этого, вместо металлических пластин на лицевую часть прибора вертикально привариваются круглые или профильные трубы, которые будут создавать эффект конвекции. Конвекция основана на том, что горячий воздух всегда поднимается вверх. Прохладный воздух, находящийся в районе пола, втягивается через нижнюю часть трубы и разогреваясь, поднимается вверх. Проходя по трубе воздух нагревается и выходит уже разогретый через верхнюю часть трубы.

Расчет регистров отопления из гладких труб

Расчет производиться по следующей формуле:

Q – теплоотдача трубы
D – диаметр трубы (измеряется в метрах)
L – длина трубы (м)
K – коэффициент теплоотдачи
To – температура воздуха в помещении
Tr – температура теплоносителя

Таким образом, подставив значения каждого конкретного помещения рассчитывается теплоотдача нижней трубы. Верхние трубы обладают примерно на 10% меньшей теплоотдачей, чем нижняя труба.

Видео

Как установить и рассчитать регистры отопления: теория и практика

Регистр отопления – водо-воздушный трубчатый теплообменник, используемый в качестве отопительного прибора в системах водяного отопления в жилых и нежилых помещениях. Регистры конструктивно проще и дешевле радиаторов отопления, они надежны и неприхотливы в работе, доступны для самостоятельного изготовления. Однако для достижения высокой эффективности системы отопления необходимо правильно рассчитать, подобрать и смонтировать регистры. Эти вопросы подробно рассмотрены в данной статье.

Регистры отопления – простое и доступное решение для отопления домов и нежилых помещений

Виды регистров отопления

Конструктивно все регистры отопления являются простыми трубчатыми теплообменниками типа «вода-воздух», которые отдают тепло за счет конвекции (в меньшей степени) и излучения (в большей степени). Однако на практике реализация функций этих приборов может достигаться различными путями, что обуславливает различие в конструкции регистров и материалах изготовления, способах соединения и подключения, дополнительному функционалу и т.д.

По форме и конструкции

Существует два основных конструктивных типа регистров отопления:

Секционные;
Змеевиковые (S-образные).

Типы регистров отопления

Секционный регистр отопления состоит из ряда параллельных труб (от 2 до 5) одинакового диаметра, заваренных с торцов, и соединенных друг с другом поперечными перемычками из труб меньшего диаметра. Эта конструкция наиболее проста в изготовлении, однако она обладает невысокими эстетическими качествами. Соединение труб в регистрах данного типа может осуществляться двумя способами:

Колонка – перемычки расположены с обеих сторон всех труб;
Нитка – по одной перемычке между каждой парой труб (создается один непрерывный поток теплоносителя).

Способы соединения труб в приборах секционного типа

Змеевиковый регистр отопления состоит из ряда параллельных труб, соединенных торцевыми полукруглыми перемычками того же диаметра. Также змеевик может изготавливаться из одной трубы путем ее гибки – обычно этот способ используется для производства полотенцесушителей и регистров малых размеров.

По способу подключения

Регистры могут подключаться к системе отопления тремя способами:

Диагональное подключение – ввод в верхней точке, вывод в нижней точке, вода проходит по всему регистру, чем достигается наибольшая теплоотдача и эффективность всего прибора;
Нижнее подключение – ввод и вывод расположены снизу, эффективность регистра понижается, однако такое подключение позволяет улучшить эстетические качества конструкции;
Верхнее подключение – ввод и вывод расположены сверху, такое подключение наименее эффективно, оно используется только в случае крайней необходимости.

Наиболее эффективная схема подключения регистра отопления (диагональная)

По материалу изготовления

Приборы изготавливаются из различных материалов:

Стальные трубы гладкие и с оребрением – стандартные электросварные или бесшовные трубы с покрытием (цинковым) или без него;
Чугунные трубы гладкостенные и с оребрением – специальные трубы, обладающие увеличенной площадью поверхности;
Трубы круглого сечения и профильные из нержавеющей стали;
Трубы круглого сечения и профильные из цветных металлов – меди, алюминия.

Наиболее часто используются гладкостенные трубы диаметром 48 – 159 мм из стали различных марок, легко поддающиеся сварке и механической обработке (именно такие регистры чаше встречаются в продаже). Реже находят применение регистры из нержавеющей трубы, обычно они изготавливаются гнутьем без применения сварки. Чугунные регистры также находят относительно небольшое применение, так как они тяжелы, имеют невысокие эстетические качества и практически не поддаются ремонту. Регистры из цветных металлов наиболее дорогие и находят ограниченное применение в тех случаях, когда необходимо обеспечить высокие эстетические качества помещения.

Регистр отопления из трубы с оребрением

По функционалу

Основная масса регистров не имеет дополнительного функционала – это простые трубы, в которых могут быть предусмотрены кран Маевского, кран для очистки от отложений, штуцеры для отвода горячей воды и т.д. Но некоторое распространение получили автономные передвижные отопительные приборы, выполненные в виде регистров со встроенными электронагревателями. Такие приборы являются интересным решением для отопления хозяйственных построек, гаражей, производственных и иных нежилых помещений.

Расчет регистров отопления

При расчете количества, типа и расположения регистров в помещении необходимо учитывать массу параметров: климат региона, объем помещения, высоту потолков, площадь внешних стен и их ориентация относительно сторон горизонта, этажность здания и расположение помещения относительно других отапливаемых/неотапливаемых помещений, наличие и площадь окон и дверей, теплотехнические характеристики здания (материал стен, наличие теплоизолятора) и т.д. Точные расчеты производятся соответствующими специалистами, однако для частного домостроения достаточно воспользоваться приблизительной оценкой.

Для расчета тепловой мощности, которой должны обладать регистры, необходимо воспользоваться данными о тепловых потерях помещения. Тепловые потери считаются на квадратный метр площади помещения, в среднем они имеют следующие значения:

Комната с одной внешней стеной и одним окном – около 100 Вт/кв. м;
Комната с двумя внешними стенами и одним окном – около 120 Вт/кв. м;
Комната с двумя внешними стенами и двумя окнами – около 130 Вт/кв. м.

Для компенсации потерь тепловая мощность отопительных приборов должна быть на 20% (для северных регионов – на 40%) выше найденных значений.

Тепловая мощность прибора отопления рассчитывается по формуле:

где Q – тепловая мощность (Вт), K – коэффициент теплопередачи (Вт/(кв. м·°C), зависит от материала трубы, типа теплоносителя и некоторых конструктивных особенностей), F – площадь поверхности трубы (кв. м, для труб круглого сечения рассчитывается по формуле πdl, где π – 3,14, d – диаметр трубы и l – длины трубы), ∆t – разница температур, 0,9 – коэффициент для многорядных регистров (с числом рядов от 2 и выше), при расчете тепловой мощности одной трубы данный коэффициент не используется.

В домах малой этажности и площади разница температур в среднем составляет 60 – 70 °C, при этом коэффициент теплопередачи многорядных регистров из труб диаметром до 50 мм составляет 12,8 Вт/(кв. м·°C), из труб диаметром свыше 50 мм – 10,5 Вт/(кв. м·°C).

Разнообразие регистров отопления позволяет подобрать прибор для любых помещений и сооружений

Нетрудно посчитать, что теплопотери небольшой комнаты площадью 10 кв. м с одной внешней стеной и одним окном составляют около 1000 Вт – для такого помещения необходимы регистры с тепловой мощностью 1200 Вт. При наличии длинной стены с окном такую мощность можно получить от одного 4-рядного регистра длиной 3 м из труб диаметром 57 мм. Но чаще всего стены с окнами имеют малую длину, поэтому можно использовать один 4-рядный регистр длиной 1,5 м из труб диаметром 108 мм. Разумеется, можно подобрать и приборы с иными параметрами – они рассчитываются по указанной выше формуле, а при использовании покупных регистров следует использовать информацию из паспорта к прибору.

Особо следует указать, что змеевиковые регистры при одинаковых размерах обладают большей мощностью, чем секционные. Например, для указанного помещения подойдет змеевиковый 4-рядный регистр длиной 2,5 м из труб диаметром 57 мм или 3-рядный регистр длиной 1,5 м из труб диаметром 108 мм. Разница весьма ощутимая, она сказывается и на стоимости прибора.

Монтаж регистров отопления

При монтаже регистров отопления необходимо учитывать ряд рекомендаций общего характера:

Регистры располагаются на стенах с окнами;
Наиболее эффективно применение регистров в многотрубных системах отопления;
Каждый регистр на входе и выходе должен иметь краны;
В верхней точке регистра необходимо предусмотреть кран Маевского.

Основные типы систем отопления частного дома

Обычно регистры имеют большую массу, поэтому для них необходимо предусмотреть надежные крепления к стене с помощью стальных кронштейнов. Соединение с системой отопления может осуществляться сваркой, однако в ряде случаев удобнее воспользоваться резьбовыми соединениями. Приборы рекомендуется покрывать термостойкой краской, однако слой ее не должен быть слишком большим. В дальнейшем регистры отопления необходимо регулярно осматривать и в случае необходимости выполнять ремонт или замену.

Отопительный регистр из гладких труб

Системы отопления могут иметь в своем составе так называемые регистры – приборы, конструкция которых предполагает наличие гладких горизонтальных труб, параллельных друг другу. Они не снискали популярность у хозяев частных домов, что имеет под собой вполне объективные причины. Построенные с помощью данного вида регистров системы отопления потребляют значительные объемы теплоносителя, что заставляет тратить больше энергии на нагрев по сравнению со стандартными радиаторами.

Применение

Большей своей частью регистры находят применение на различных производствах. Серьезные размеры и ощутимый расход теплоносителя – все это подходит для отопления цехов, складов и других помещений, имеющих большую площадь.

Отопительные регистры – оптимальный КПД при условии их эксплуатации в промышленных зданиях. Обычные радиаторы проигрывают на фоне таких приборов отопления, так как у них лучшая теплоотдача и гидравлика. При этом себестоимость их изготовления относительно низкая и они дешевы в эксплуатации, что позволяет организовывать выгодные с точки зрения экономии системы отопления.

Регистры этого вида рекомендуется устанавливать в помещениях, в отношении которых действуют жесткие нормы санитарной безопасности, например, к ним относят детские сады. Такие приборы просты в плане поддержания чистоты, так как они без значительных усилий очищаются от различного вида загрязнений.

В то же время отопительные регистры нельзя признать экономичными. Это обусловливается потреблением существенных объемов теплоносителя для поддержания их функциональности, что заставляет тратить много энергии.

Применение на основе стальных труб возможно в отопительных системах, характеризуемых как однотрубные или двухтрубные, вне зависимости от вида циркуляции теплоносителя: принудительная или самотечная.

Технические характеристики

Величина рабочего давления – 10 атмосфер.
Теплоотдача – от 500 до 600 Вт/метр.
Возможность использование теплоносителя в виде воды или пара.
Соединение посредством сварки или при помощи резьбы.

Разновидности регистров отопления

Существует 3 вида рассматриваемых регистров:

Секционные в виде буквы «П».
Змеевиковые, форма которых S-образная.
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.

Как рассчитать нужное количество секций регистра

Поперечное сечение труб регистра – это параметр, влияющий на эффективность обогрева того или иного помещения. Чем больше, тем выше результат обогрева. Преимущественно применяют змеевиковые и секционные регистры, состоящие из 2–4 секций. Это оптимальный размер, а само изделие имеет небольшой вес, что важно в плане монтажа.

Секции должны отстоять друг от друга на расстоянии 50 мм плюс диаметр трубы. Соблюдение такого правила исключает факт взаимного нагрева секций, увеличивая тем самым теплоотдачу.

Для расчета необходимого количества секций регистров достаточно обратиться к СНиП, где описаны соответствия 1 метра трубы того или иного диаметра обогреву конкретной площади:

25 мм – 0,15 м 2 ;
75 мм – 0,37 м 2 ;
160 мм – 0,77 м 2 .

Приведенные соотношения верны лишь для секции на входе в регистр. В связи с остыванием теплоносителя по мере продвижения по прибору расчет последующих секций предполагает увеличение значения площади на 0,9.

Для облегчения понимания необходимого количества секций можно воспользоваться онлайн-калькуляторами, которых в интернете много. Но следует иметь в виду, что не все отличаются корректностью работы, поэтому сначала необходимо их протестировать по формуле, приведенной выше.

Для более точного расчета рекомендуется использовать формулу:

Q=P*D*L*K*Δt, где

Q – удельная тепловая мощность, Вт,
P – число π = 3,14,
D – диаметр трубы, м,
L – длина одной секции, м,
К – коэффициент теплопроводности металла 11,63 Вт/м²*С,
Δt – разница температур между теплоносителем и воздухом в помещении.

Это выражение в приведенном виде также верно только для первой секции регистра или первого витка змеевика. Для последующих участков его надо умножать на коэффициент 0,9.

Советы

Перед тем, как приступить к изготовлению регистров, стоит озаботиться приобретением соответствующих материалов. Вам понадобятся трубы того или иного диаметра и какой-то длины. Здесь не приводятся точные цифры, так как прибор рассматриваемого вида можно собрать из любых труб без акцентирования внимания на их диаметре и толщине. Более важно – обеспечить оптимальный теплообмен, что подразумевает проведение вычислений относительно требуемой площади поверхности регистра.

Для этого потребуется определить наружную площадь всей системы. Затем полученное значение умножается на 330 Вт. Использование этого метода основано на утверждении, что 1 м 2 отдает 330 Вт теплоты, если температура носителя составляет 60 °C, а воздуха внутри обогреваемого помещения – 18 °C.

Для людей, владеющих сварочным делом, собрать конструкцию не составит труда. Надо будет заготовить трубы и нарезать их на секции, а также позаботиться о заглушках, для изготовления которых потребуется стальной лист. Сборка регистра не предполагает наличие жестко заданного порядка действий. По окончании сварочных работ необходимо убедиться в герметичности созданной конструкции. В остальном можно дать следующие советы:

следует подбирать трубы с оптимальной толщиной стенки, так как слишком тонкие достаточно быстро остывают, а толстые – долго прогреваются;
верхнюю секцию надо дополнять краном Маевского, с помощью которого обеспечивается спуск воздуха;
сборка регистра в виде змеевика предполагает использование трубогиба, если такой возможности нет, поворотные участки могут собираться из готовых колен;
вход теплоносителя необходимо оснащать краном, а выход – вентилем;
монтаж регистра должен производиться с небольшим уклоном в ту сторону, где находится подающий патрубок, что обеспечивает занимание краном Маевского наиболее высокой позиции.

Как улучшить теплоотдачу регистров

Эффективность регистров зависит от площади теплоотдающей поверхности, которая относительно мала у этих приборов. В связи с чем для улучшения теплоотдачи желательно увеличить упомянутую площадь, что можно достичь за счет приваривания металлических пластин. Такие элементы устанавливают вертикально, обеспечивая своеобразную ребристость труб.

Также доступно создание чего-то подобного конвекторному отоплению. Такое возможно, если наварить не металлические пластины, а профильные трубы, которые монтируются на переднюю часть прибора в вертикальном положении. В результате холодный воздух будет заходить снизу в эти трубы, нагреваться и выходить через их верхнюю часть.

Стоимость регистров из труб

Указать точную цену регистров из гладких труб практически невозможно, так как на ее формирование влияет много факторов. Например, здесь надо упомянуть индивидуальность исполнения, требуемые габариты, условия поставки и т. д.

Вывод

Гладкотрубные регистры до сих пор находят свое применение, которое в большей мере оправданно в условиях производства. Что касается частных домов, то не стоит использовать для их обогрева системы, собранные с помощью регистров данного вида. Это приведет к значительному росту объема нагреваемой воды, что увеличит расход энергоносителей, а это не выгодно.