Делаем регистры отопления своими руками из гладких и профильных труб

Нагревательные приборы являются обязательным элементом любой системы водяного отопления. Обычно они оказываются самой затратной частью. Хорошей возможностью для экономии может быть применение самодельных радиаторов. Их изготавливают из гладких стальных труб круглого сечения либо из профильных труб. Последний вариант несколько дороже, но позволяет уменьшить глубину прибора и получить более эстетичный внешний вид.

Использование профильной трубы для изготовления отопительных регистров имеет ряд особенностей. Приступая к работе своими руками или принимая решение о покупке «самоделки», необходимо тщательно взвесить все за и против. Изучение основных правил, по которым изготавливаются регистры отопления из профильной трубы, поможет избежать ошибок при самостоятельной работе и даст возможность сделать грамотный выбор необходимых параметров.

Змеевиковые регистры (S-образные)

Такие регистры приобрели довольно большую популярность. Конструкция этих устройств довольно проста: есть несколько секций, которые соединены дугами, диаметр которых приближен к секционным. За счет этого существенно снижается гидравлическое давление внутри устройства. В итоге регистр становится единым агрегатом, у которого вся поверхность является рабочей, что значительно повышает эффективность таких устройств.

Такие регистры отопления из гладких труб обычно содержат в себе большое количество углерода. Кроме того, на рынке можно найти регистры из других материалов: чугуна, легированной или нержавеющей стали.

Секционные регистры из гладких труб

Секционные регистры пользуются очень хорошим спросом среди владельцев частных домов. Такие устройства состоят из труб, которые соединены между собой и закрыты заглушками. Энергоноситель проходит по верхней трубе, попадает в следующую, и в итоге попадает в отводящую магистраль. Для увеличения теплоотдачи переходы между секциями стараются делать как можно ближе к краю. Межтрубные заглушки могут быть эллиптическими или плоскими. Входной патрубок может изготавливаться под фланец, резьбу или сварку. В конструкцию секционные регистров входит резьбовой штуцер, к которому присоединяется специальный отводчик для удаления воздуха из системы. Трубы для секций могут иметь разный диаметр (от 25 мм до 40 см), поэтому выбрать подходящий вариант не составит труда. Переходные патрубки обычно имеют меньший диаметр. Кроме того, одним из важнейших условий эксплуатации таких установок является давление в системе, не превышающее 1 МПа.

Варианты расположения

Отопительные регистры в зависимости от вариантов размещения можно разделить на две группы: переносные и стационарные. Переносные системы довольно мобильны, и их можно перемещать абсолютно свободно – было бы питание. А питание таких систем обычно обеспечивается электричеством. Внутри переносных регистров обычно расположены ТЭНы разной мощности, которые и обеспечивают нагрев энергоносителя. Использовать такие агрегаты можно как в доме, так и в гараже, на даче, на строительной площадке и пр. Стационарные регистры требовательны к своему местоположению. Во-первых, они требуют стационарного крепления, а во-вторых, им необходимо подключаться к котлу, который будет обеспечивать нагрев теплоносителя и его циркуляцию по системе.

Какой металл лучше

Для начала отметим, что конструкции подобного рода могут предназначаться как для теплоотдачи, выполняя функцию радиаторов, так и для забора тепла, когда трубчатый регистр монтируется непосредственно в топочной камере котла или печи.

Плюс в некоторых моделях вместо жидкостного теплоносителя используется разогретый газ, к примеру, радиаторная дымоходная труба.

• Стальные трубы для радиаторов отопления заслужено считаются лидерами данного сектора рынка. Конечно, теплоотдача стали не так высока, как у алюминия или меди, она подвержена коррозии и требует регулярного ухода. Но эти недочеты с лихвой компенсирует доступная цена, а также широкий диапазон типов и размеров. Кроме того варить обычный черный металл гораздо проще нежели цветной.
• Нержавеющая сталь для таких конструкций используется крайне редко. Не считая того, что ее стоимость, мягко говоря, далека от бюджетной, для пайки нержавейки применяется аргонная сварка, а работать с ней может далеко не каждый профессиональный сварщик.

Важно: оцинкованное железо в данном случае использовать просто нет смысла. Тонкое цинковое напыление в процессе сварки попросту сгорает

В результате и без того слабый сварной шов, дополнительно поражается коррозией.

Использование медных трубчатых регистров оправдано только в случае медной разводки по дому. Теплоотдача меди в четыре раза выше, нежели у черных металлов, поэтому здесь можно говорить про отопление трубами без радиаторов, точнее с минимальным количеством радиаторов. Но, во-первых, цена на медь баснословно высока, а во-вторых, этот металл очень требователен к условиям эксплуатации.

Медная разводка отопления.

1. Медные системы требуют тонко очищенного теплоносителя, не имеющего твердых абразивных вкраплений.
2. В таких системах фурнитура должна быть медной или из совместимых металлов, таких как бронза, никель, хром или латунь. Причем алюминий с медью категорически запрещено совмещать.
3. Медные трубопроводы в обязательном порядке требуют качественного заземления, так как существует опасность электрохимической коррозии.
4. Медь материал мягкий, поэтому система нуждается в дополнительной защите, естественно кожухи и щиты также стоят денег.

Чугунные радиаторные трубы отопления, показанные на фото, в промышленных зданиях и технических помещениях используются до сих пор. Но вес такой конструкции гораздо выше, нежели у бытовой чугунной батареи. Учитывая не эстетичный вид и довольно низкое КПД, популярностью они не пользуются.

Трубчатые чугунные батареи.

Совет: чугунные трубчатые регистры как нельзя лучше подходят для установки в топочную камеру. Оптимальная теплоемкость, низкая цена и неприхотливость в отношении теплоносителя делают их лидерами данного направления.

Материал изготовления

Если делать выборку в зависимости от материала изготовления, то регистры можно классифицировать на следующие категории:

1. Стальные;
2. Алюминиевые;
3. Чугунные.

Какие регистры отопления лучше выбрать? Самыми распространенными стали стальные регистры. Их подключение к системе отопления осуществляется посредством резьбы или сварки. Такие устройства имеют хорошую теплоотдачу и приемлемую стоимость. Алюминиевые регистры имеют гораздо меньший вес, чем стальные. К тому же, они устойчивы к коррозийному влиянию, изготавливаются без соединительных швов и обладают хорошей теплоотдачей. Основной недостаток таких устройств – очень высокая цена. Читайте также: «Какие бывают регистры отопления – выбор, расчет, характеристики». Регистры, изготовленные из чугуна, подключаются к отопительной системе при помощи фланцевого соединения. Они довольно просты в установке и дешево стоят. К минусам чугунных изделий можно отнести малую инертность, которая существенно снижает время прогрева регистров.

Уменьшение теплоотдачи.

В целях энергосбережения, становиться актуальным уменьшение теплоотдачи труб на тех участках коммуникаций, которые не используются по назначению, например при переходе из одного здания в другое или в неотапливаемом помещении.

Для этого есть множество вариантов использования теплоизоляционных материалов. Производители представляют на выбор достаточно широкий ассортимент, начиная от дешевых стекловолоконных и заканчивая более дорогими типа пенополистирола. Можно приобрести трубы с уже встроенными в нее утеплительными элементами.

Подведя итог, делаем выводы, что использование подобных расчетов помогает существенно сэкономить и избежать многих технических препятствий при проектировании систем водо- и теплообеспечения.

Вообще-то вы отчаянный человек, если решились на такое мероприятие. Теплоотдача трубы, конечно же, поддается расчетам и существует великое множество работ по теоретическому расчету теплоотдачи различных труб.

Начнем с того, что если вы затеяли проводить в доме отопление своими руками, то вы человек упорный и целеустремленный. Соответственно, уже составлен проект отопления, выбраны трубы: либо это металлопластиковые трубы отопления либо стальные трубы отопления. Радиаторы отопления тоже уже присмотрены в магазине.

Но, прежде чем всё это приобретать, то есть на проектном этапе, необходимо произвести условно-относительный расчет. Ведь теплоотдача труб отопления, просчитанная в проекте – это залог теплых зим для вашей семьи. Здесь ошибаться нельзя.

Методы расчета теплоотдачи труб отопления

Почему делается обычно упор на расчет теплоотдачи именно труб отопления. Дело в том, что для радиаторов отопления производственного изготовления все эти расчеты сделаны, и приводятся в инструкциях по применению изделий. Исходя из них, вы спокойно можете рассчитать необходимое количество радиаторов в зависимости от параметров вашего дома: объем, температура теплоносителя и т.д.

Таблицы.

Это квинтэссенция всех необходимых параметров, собранных в одном месте. В Сети сегодня размещено великое множество таблиц и справочников для онлайн расчета теплоотдачи труб. В них вы узнаете, какова теплоотдача стальной трубы или чугунной трубы, теплоотдача полимерной трубы или медной.

Все, что необходимо при пользовании этими таблицами – знать начальные параметры вашей трубы: материал, толщина стенок, внутренний диаметр и т.д. И, соответственно, внести в поиск запрос «Таблица коэффициентов теплообмена труб».

В этот же раздел по определению теплоотдачи труб, можно отнести и использование мануальных Справочников по теплообмену материалов. Хотя, их все труднее и труднее находить, вся информация перекочевала в Интернет.

Формулы.

Теплоотдача стальной трубы считается по формуле

Qтр=1.163*Sтр*k*(Tводы – Твоздуха)*(1-кпд изоляции трубы),Вт где Sтр – площадь поверхности трубы, а к – коэффициент теплопередачи от воды к воздуху.

Теплоотдача металлопластиковой трубы рассчитывается по другой формуле.

Где — температура на внутренней поверхности трубопровода, °С; t

c -температура на наружной поверхности трубопровода, °С;
Q —
тепловой поток, Вт;
l
— длина трубы, м;
t
— температура теплоносителя, °С;
t
вз — температура воздушной среды, °С; a н — коэффициент наружной теплоотдачи, Вт/м 2 · К;
d
н — наружный диаметр трубы, мм; l — коэффициент теплопроводности, Вт/м К;
d
в
—
внутренний диаметр трубы, мм; a вн — коэффициент внутренней теплоотдачи, Вт/м 2 · К;

Вы прекрасно понимаете, что расчет теплопроводности труб отопления – величина условно-относительная. В формулы вносятся усредненные параметры определенных показателей, которые могут, и отличаются от реально существующих.

Например, в результате проводимых экспериментов выяснено, что теплоотдача полипропиленовой трубы, расположенной горизонтально, чуть ниже, чем у стальных труб того же внутреннего диаметра, на 7-8%. Именно внутреннего, так как у полимерных труб толщина стенки немного больше.

Многие факторы влияют на итоговые цифры, полученные в таблицах и формулах, именно поэтому всегда делается сноска «примерная теплоотдача». Ведь в формулах не учитываются, например, теплопотери через ограждающие конструкции здания, выполненные из разных материалов. Для этого существуют соответствующие Таблицы поправок.

Тем не менее, воспользовавшись одним из методов определения теплоотдачи труб отопления, вы будете иметь общее представление о том, какие трубы и радиаторы отопления вам нужны для дома.

Удачи вам, строители своего теплого настоящего и будущего.

Расчет количества ребер

Расчет регистров отопления необходимо осуществлять еще до их приобретения. Очень важен диаметр труб: специалисты считают, что для частного дома подойдут трубы с диаметром сечения в диапазоне от 3 см до 8 см. Такое решение обуславливается тем, что обычный отопительный котел не способен выдать большее количество тепла, поэтому слишком большие поверхности не будут прогреваться полностью. При расчетах нужно обращать внимание на длину одного ребра регистра и теплоотдачу на метр этой длины. Например, метровая труба с 6-сантиметровым сечением может обогреть один квадратный метр площади. При подсчете необходимого количества ребер округлять полученный результат нужно в большую сторону. Расчет количества регистров отопления должен также учитывать особенности здания. Например, если в здании установлено большое количество окон и дверей, или если стены тонкие и плохо утеплены, то количество регистров можно увеличить на 20-50%.

Технология сварки

Чисто технологически соединение стальных элементов производится или электро-, или газовой сваркой, где технология практически одинаковая

При сварке регистров обратите внимание, что в змеевиковых конструкциях стыки — вертикальные швы, а в секционных и вертикальные, и горизонтальные. Проще варить последние, потому что они располагаются в плоскости стола

К технологии сварки горизонтальных швов (секция + перемычка) предъявляются следующие требования:

1. Прихватку можно проводить в одной или двух точках, выставляя перемычку по вертикали. Две точки располагаются симметрично относительно оси установки перемычки.
2. Стык, соединённый одной точкой прихватки, варится сразу же, но начинать процесс надо с противоположной стороны прихватки.
3. Стык, соединённый двумя точками прихватки, варится от первой точки.
4. Вертикальные швы в регистрах — соединение основных труб с заглушками и отводами 90°. К швам этого типа следующие требования:
5. Если толщина трубы до 3 мм, то стык обваривается одним проходом электродом 2,5 мм.
6. Если толщина превышает 4 мм, то сварка проводится в два прохода: коренным швом, а сверху облицовочным валиком.
7. При соединении труб диаметром более 60 мм сварка производится участками по всему периметру стыка.

Есть общие правила сварки, в которых обозначаются чисто технологические приёмы. К примеру, на начало шва обязательно наваривается его конец, образуя «замок». Если сварка производится двумя швами, то второй ведётся в противоположном направлении первого.

Есть несколько параметров сварки, на которые надо обратить внимание, проводя сварочные работы. Это диаметр электрода, который выбирается в зависимости от толщины свариваемых стальных заготовок, это сила тока, подаваемого на электрод от сварочного аппарата, полярность и напряжение сварочной дуги

Соотношение толщины металла к диаметру электрода

Сила тока выбирается в зависимости от диаметра выбранного электрода. Зависимость такая: I=Kd, где К — коэффициент соотношения с диаметром электрода.

Монтаж регистра отопления

Установка отопительных регистров обычно не требует помощи квалифицированного специалиста, но самостоятельное проведение операций требует тщательной подготовки. Самое главное – это обеспечить надежное соединение регистров с трубопроводом. Соединение должно быть способно выдерживать нагрузку в 10 МПа. При сварке очень важно выдерживать ее хорошее качество. Для наглядности можно взглянуть на фото, где изображена схема подключения регистров отопления.

Лучше всего размещать регистры вдоль стен. Обязательным условием при установке отопительных приборов является соблюдение постоянного уклона, который для регистров составляет 0,05% от его длины. К тому же, устанавливать регистры стоит ближе к поверхности пола.

КПД устройства будет зависеть от большого количества факторов. Например, уменьшенный диаметр главной трубы будет увеличивать сопротивление для энергоносителя, что скажется на производительности. Чаще всего используются системы со следующими параметрами:

• диаметр труб: 25-160 мм;
• секционные переходники: от 30 мм;
• дистанция между главными трубами: от 50 мм;
• максимальное давление: 10 МПа;
• материал: сталь.

Преимущества отопительных регистров

Отопительные регистры обладают рядом преимуществ:

• возможность использования индивидуального чертежа;
• теплоносителем может выступать не только вода, но и нагретый пар;
• подключение регистра отопления к системе отличается крайней простотой;
• отлично подходят для отопления больших зданий, поскольку обладают очень хорошей теплоотдачей;
• довольно дешево стоят.

Самодельный регистр отопления показан на видео:Заключение Регистры уже сейчас стали хорошими конкурентами привычным отопительным радиаторам. Изготовленные регистры отопления своими руками позволяют существенно сэкономить, а работать эти конструкции могут даже в помещениях с агрессивной средой.

Конструктивные характеристики

Чаще всего используют радиаторы из стальных гладких труб. Сварка гладких труб бывает регистровая и змеевидная. У регистровых может быть 2 вида соединения труб — это колонка и нитка. Колонка — соединение каждой трубы между собой по обеим сторонам с помощью перемычек. При соединении «нитка» перемычки устанавливаются попеременно, то с одной, то с другой стороны. Так обеспечивается последовательное соединение, а теплоноситель обтекает все трубы поочередно.

Радиатор отопителя может быть сварен не только из круглых, но и из квадратных труб. Они не многим отличаются, но с ними сложнее работать и выше гидравлическое сопротивление. Хотя такие радиаторы намного компактнее.

Площадь соприкосновения металла с воздухом в таком случае значительно больше, что повышает теплоотдачу. Такие регистры отопления выглядят не слишком презентабельно, но они хорошо обогревают помещение, несмотря на температуру за окном.