Схема соединения самодельных регистров из гладких труб. Разновидности и свойства регистров отопления. Калькулятор расчета необходимой тепловой мощности для конкретного помещения.

Одобрено проверено экспертом

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.

Отопительные регистры представляют собой группу трубопроводов, расположенных параллельно друг другу и сообщающихся между собой. Они могут отличаться по материалу, по форме и конструктивному исполнению.

Материалы для изготовления

Чаще всего регистры отопления изготавливаются из гладких стальных труб по ГОСТ 3262-75 или ГОСТ 10704-91. Применение электросварных труб предпочтительнее из-за способности выдерживать более высокое давление. Тем не менее, на практике довольно распространены также водогазопроводные трубы, которые эксплуатируются не менее успешно. Такие отопительные приборы спокойно выдерживают всевозможные механические повреждения и нагрузки, а также работу с любым теплоносителем.

Существуют еще модели из нержавеющей стали. Их устанавливают в помещениях с повышенными требованиями к эстетичности и долговечности. В связи с повышенной стоимостью применение регистров из нержавеющей стали наиболее оправдано в ванных комнатах. Высокая стойкость к коррозии и разнообразие конфигураций полотенцесушителей из нержавеющей стали позволяют применять их даже в самых современных интерьерах санузлов.

Более эффективными с точки зрения теплоотдачи являются алюминиевые и биметаллические регистры. Они отличаются легкостью и эстетичностью, прекрасно работают в системах индивидуального отопления с хорошо организованной водоподготовкой. В остальных случаях низкое качество теплоносителя приводит к быстрому выходу приборов из строя.

Иногда можно встретить регистры из меди. Обычно их применяют в системах, где основная разводка медная. С ними удобно работать, они весьма симпатичны и долговечны. Кроме того, теплопроводность меди примерно в 8 раз выше, чем стали, что позволяет значительно уменьшить размер нагревательной поверхности. Общий недостаток всех приборов из цветных металлов – чувствительность к условиям эксплуатации – ограничивает сферу применения медных регистров.

Конструктивное исполнение

Наиболее характерные конструкции традиционных стальных регистров можно разделить на 2 типа:

• Секционные;
• Змеевиковые.

Для первого свойственно горизонтальное расположение трубопроводов и применение вертикальных узких перемычек между ними. Второй предусматривает использование прямых и дугообразных элементов одного диаметра, которые соединяются змейкой с помощью сварки. При использовании нержавейки или цветных металлов трубы просто изгибаются для придания требуемой конфигурации.

Существует три варианта исполнения присоединительных патрубков:

• Резьбовой;
• Фланцевый;
• Под сварку.

Они могут располагаться как с одной стороны прибора, так и с разных. Выход теплоносителя предусматривается под подачей или по диагонали от нее. Иногда встречается нижнее подключение магистралей, но в этом случае существенно снижается теплоотдача.

В секционных регистрах выделяют 2 вида соединений в зависимости от способа расстановки перемычек:

• «Нитка»;
• «Колонка».

Регистры из гладких труб могут использоваться как регистры основной системы отопления или как отдельные обогреватели. Для автономной работы внутрь прибора устанавливается ТЭН необходимой мощности и выполняется подключение к сети. В качестве теплоносителя для переносных электрических регистров из стали часто используют антифриз или масло, т.к. оно не замерзает при хранении либо аварийном отключении электроэнергии.

При использовании отдельно от общей системы отопления обязательно дополнительное размещение расширительного бачка в верхней части прибора. Это позволяет избежать повышения давления вследствие увеличения объема при нагреве. Размер емкости подбирается, исходя из возможности вместить около 10 % общего количества жидкости в нагревателе.

Для автономного использования регистра из стальных труб к нему привариваются ножки высотой 200 – 250 мм. Если же прибор является частью контура отопления, его перемещение не планируется и стены достаточно крепкие, то используется стационарное крепление с помощью кронштейнов. Иногда для очень массивных регистров применяют комбинированный вариант установки, т.е. прибор ставится на стойки и дополнительно фиксируется на стене.

Технические характеристики

Технические требования к отопительным приборам, в том числе и к трубчатым радиаторам нормируются ГОСТ 31311-2005. Согласно этому стандарту для их изготовления должны применяться трубы по ГОСТ 3262, ГОСТ 8734, ГОСТ 10705, ГОСТ 10706 с толщиной стенки не меньше 1,25 мм. При этом полотенцесушители разрешается производить из углеродистой стали со стенкой не меньше 3 мм, нержавеющей стали, а также латуни (медно-цинковых сплавов) по ГОСТ 15527.

Допускается использовать и другие материалы, если отопительные приборы будут соответствовать всем положениям стандарта и иметь необходимые характеристики прочности. Конструкция приборов не нормируется и остается на усмотрение производителя при соблюдении основных требований. Это дает полную свободу для творчества и позволяет создавать уникальные дизайнерские конфигурации трубчатых радиаторов, что значительно расширяет сферу их применения.

Характеристики регистров отопления из гладких труб зависят от выбранного материала, размера и конфигурации. Они определяются по специальным формулам, таблицам или материалам производителя.

Рассмотрим основные параметры обычных стальных регистров. Для них характерно применение труб большого диаметра, преимущественно в диапазоне 32 – 219 мм. Они выдерживают рабочее давление до 100 Па (10 кгс/м²). Теплоносителем могут быть как разнообразные жидкости – вода, антифриз, масло – так и пар высокой температуры.

Имея подробный чертеж, регистр из гладких стальных труб может изготовить своими руками любой мастер с навыками выполнения сварочных работ. Для этого достаточно найти исходный материал, сварочный аппарат и угловую шлифмашинку. Можно также заказать регистр на заводе по индивидуальным чертежам.

Важно! Необходимо выдерживать не только длину, диаметр и количество труб, но и расстояние между ними. Слишком близкое расположение существенно снижает теплоотдачу прибора из-за взаимного влияния элементов. Если же расстояние сделать слишком большим, то высота прибора может выйти огромной и не удобной в установке и использовании. Оптимальным шагом расположения рядов отопительного регистра считается 1,5 радиуса, но не менее 50 мм.

Для получения наилучших результатов все параметры необходимо определять на основании теплотехнических расчетов, исходя из требуемой теплоотдачи и особенностей помещения. Без грамотного расчета даже хорошо сделанный регистр может не справиться с обогревом имеющейся площади.

Расчет регистров отопления из гладких труб

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

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

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

Q=K ·F · ∆t ,

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

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

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

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

∆t= 0,5·(t 1 + t 2) – t к ,

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

t к – температура в отапливаемой комнате.

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

Значения коэффициентов теплопередачи для стальных гладкотрубных регистров приведены в таблице.

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

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

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

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

Преимущества и недостатки

Регистры отопления из гладких труб имеют массу преимуществ:

• Для помещений большой площади являются одним из лучших вариантов отопительных приборов. За счет значительной протяженности они обеспечивают равномерный прогрев и создают комфортные условия. Обогрев получается не локальным, а обширным.
• Гидравлическое сопротивление очень маленькое по сравнению с чугунными или стальными радиаторами. Это позволяет заметно уменьшить потери давления в системе, а соответственно и затраты на перекачку теплоносителя. Эта же особенность дает возможность применять для больших помещений открытую систему отопления с естественной циркуляцией.
• Прямые участки труб больших диаметров менее подвержены заиливанию и зарастанию в отличие от радиаторов сложной формы. Поэтому регистры отопления практически не нуждаются в промывке.
• Простая конструкция может быть изготовлена своими руками из доступных материалов с получением существенной экономии.
• Срок службы достаточно большой, минимум 25 лет. Степень надежности зависит в основном от качества сварных швов.
• Гладкая поверхность обеспечивает удобство очистки. Эта особенность позволяет использовать регистры в помещениях с повышенными санитарными нормами.
• Удобны для сушки полотенца, белья и одежды.

К недостаткам регистров из гладких труб можно отнести:

• Малая поверхность нагрева на единицу длины, что заставляет применять приборы больших габаритов;
• Большая металлоемкость;
• Большие диаметры заставляют использовать большой объем теплоносителя, что делает систему очень инерционной и трудно регулируемой;
• Непривлекательный внешний вид бюджетных моделей и огромная цена нестандартных дизайнерских конфигураций.

Заключение

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

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

В качестве отопительных приборов могут использоваться не только радиаторы, но и регистры отопления заводского и самостоятельного изготовления. Ранее такие приборы обогрева устанавливались чаще всего в гаражах, складских помещениях, промышленных цехах и других объектах коммерческого назначения. С целью удешевления монтажа автономных систем отопления подобные изделия стали использовать и в жилых малоэтажных домах. Сразу же стоит заметить, что обогрев помещений с помощью регистров отопления менее эффективен в сравнении с батареями. Последние выигрывают за счет большей площади теплоотдачи, образуемой дополнительными пластинами, отсутствующими в регистрах базовой конструкции. При желании владелец объекта может устранить данный недостаток, приварив к круглым трубам вертикально ориентированные металлические пластины. Иначе эту проблему еще решают путем увеличения количества свариваемых труб меньшего диаметра. К такому видоизменению конструкции регистров отопления прибегают не только с целью увеличения теплоотдачи прибора, но и для воплощения дизайнерских идей.

Для изготовления регистров отопления подготавливают гладкостенные трубы одного диаметра и одинаковой длины. Величина диаметра может составлять от 32 до 80 мм. Более широкие трубные изделия использовать не стоит, потому что бытовые котлы не смогут обеспечить отопительный прибор теплоносителем в достаточном количестве. Регистры не смогут хорошо прогреться, а значит, не обеспечат теплом помещение, в котором они установлены.

С помощью газовой сварки или электросварки данные заготовки, расположенные параллельно друг другу, сваривают между собой патрубками меньшего диаметра. По данным поперечным трубкам (патрубкам) протекает теплоноситель, циркулирующий в системе отопления дома.

Классические конструкции регистров отопления

Вариант #1 - горизонтальный регистр

Чаще всего при изготовлении регистра отопления соединяют две-три параллельные трубы, уложенные в горизонтальном направлении. Расстояние между соседними секциями в регистре должно обязательно быть больше диаметра на 50 мм. Пользуются популярностью и змеевиковые конструкции регистров, подразделяющиеся на несколько видов в зависимости от способа подключения приборов к системе отопления.

Регистры отопления змеевикового типа: L - длина отопительного прибора, D - диаметр трубы, h - расстояние между трубами (больше диаметра на 50 мм)

Длина отопительных приборов выбирается в соответствии габаритам комнаты или помещения, в котором планируется производить монтаж системы отопления. Помимо перечисленных видов конструкций регистров отопления еще бывают:

• однотрубные изделия;
• четырехтрубные приборы;
• пятитрубные модели и т.д.

Количество труб, используемых в одном регистре отопления, зависит от площади обогреваемого помещения, качества теплоизоляции объекта, наличия иных источников тепла в помещении и др. Перебирая возможные диаметры труб, высчитывают оптимальные размеры изделий, при которых в отапливаемом помещении будет поддерживаться оптимальный температурный режим.

Горизонтальные регистры отопления из гладких труб используют при нижней разводке трубопровода. При этом изделия аккуратно располагают по периметру помещения ближе к поверхности пола. В жилом доме трубы идут под окнами. В производственных помещениях расположение отопительных приборов зависит от высоты потолков, особенностей планировки объекта и размещения промышленного оборудования.

Регистры отопления успешно обогревают социальные объекты. Уход за такими отопительными приборами намного проще, чем за чугунными батареями

Вариант #2 - вертикальные регистры

При проведении перепланировки квартир и расширении их жилой площади за счет балконов и лоджий приходится демонтировать батареи, установленные застройщиком при сдаче объекта. При этом демонтированные радиаторы заменяются вертикальными регистрами отопления, сваренными из большого количества круглых труб небольшого диаметра. Данные отопительные приборы размещают в простенке, расположенном рядом с оконным проемом.

При необходимости вертикальные регистры отопления закрывают декоративными решетками, которые превращают обязательный элемент системы отопления в предмет декора интерьера. Замаскировать место нахождения «связки» параллельных труб можно с помощью зеркал, цветного стекла, мозаики, кованой решетки, а также путем размещения полок, вешалок, шкафчиков и других полезных предметов не громоздкой мебели.

Обеспечить движение теплоносителя в вертикальном регистре, установленном в автономной системе отопления частного дома, можно с помощью циркуляционного насоса. Горизонтальные регистры используются и при естественной циркуляции теплоносителя, если их монтаж ведется с небольшим уклоном (достаточно 0,05%).

Сколько регистров потребуется для обогрева дома?

Трубы, подводящие теплоноситель к отопительным приборам, в какой-то степени также можно считать регистрами. Да и полотенцесушитель, устанавливаемый в каждой ванной комнате, тоже своего рода регистр отопления. При расчете точного количества регистров отопления, необходимых для комфортного обогрева помещения, учитывается ряд факторов, влияющих на объем теплопотерь:

• толщина несущих стен и материал их изготовления;
• площадь остекления;
• количество дверей;
• теплоизоляция пола и потолка;
• ориентация дома по сторонам света и др.

При упрощенном расчете учитывается теплоотдача одного метра трубы. Например, уже подсчитано, что одним погонным метром 60-миллиметровой в диаметре трубы обогревается один квадратный метр жилой площади помещения (при условии, что высота потолков составляет не более 3 м).

Если приобретать готовые регистры отопления вместо радиаторов, то добиться существенной экономии средств не удастся. Сократить финансовые затраты удается лишь в случае самостоятельного изготовления отопительных приборов регистрового типа из материалов, приобретенных оптом со скидками на рынке. Сварочные работы должны выполняться также своими руками. В противном случае стоимость услуг профессионального сварщика перекроет всю выгоду от оптовой покупки труб и соединительных элементов.

Способы монтажа: сварка или резьба?

Самой большой проблемой при проведении монтажных работ по сборке и установке регистров отопления являются сварочные работы. Отопительные приборы собирают из отдельных деталей вне помещения, а потом уже из подготовленных заготовок производят монтаж системы отопления с помощью газосварки. Сварные швы можно заменить резьбовыми соединениями, которые по прочности и долговечности уступают им, но при соблюдении технологии проведения работ и использовании современных материалов могут обеспечить продолжительную эксплуатацию отопительного оборудования.

Регистр отопления в гараже или на складе является самостоятельным прибором, позволяющим обогреть помещение технического назначения с помощью электричества

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

Самодельный регистр из профильной трубы

Для изготовления регистра отопления из профильной трубы своими руками выбирают изделие прямоугольного сечения (60 на 80 мм), толщина стенок у которого равна 3 мм. Самодельную батарею отопления (регистр) собирают в несколько этапов:

• сначала нарезают трубу на несколько частей определенной длины;
• затем на заготовках делают разметку под отверстия, в которые будут ввариваться перемычки;
• изготавливают четыре перемычки из дюймовой круглой трубы (25 мм);
• нарезают заглушки из 3-миллиметрового листа металла, размер которых определяется по прямоугольному сечению профиля;
• вырезают отверстия под перемычки в местах нанесенной разметки, при этом в верхней и нижней трубе регистра должно быть по два отверстия с одной стороны, а в средней трубе – четыре отверстия (по два с обеих сторон детали);
• на деревянных подставках (брусе) раскладывают три трубы, параллельно друг другу;
• в отверстия в трубах вставляют перемычки, выравнивают детали по уровню и прихватывают электросваркой в трех местах каждую трубу-перемычку;
• после изделие с горизонтального положения переворачивают в вертикальное положение;
• приступают к провариванию всех прихваченных перемычек в два шва, регулируя силу тока сварки, чтобы не допустить образования мест возможных протечек;
• после профильные трубы очищают от шлака и металлического мусора, попавшего внутрь полости изделия;
• к концам профильных труб прикладывают заготовленные ранее заглушки, прихватывают их по диагонали, а затем хорошенько проваривают по всему периметру прямоугольного сечения профиля;
• болгаркой слегка шлифуют варочные швы по всему регистру отопления;
• в верхней трубе самодельного регистра вырезается отверстие под кран Маевского;
• подключение регистра к системе отопления может быть выполнено снизу, сбоку, сверху или путем сочетания перечисленных вариантов (снизу и сверху, по диагонали и др.):
• выходящее отверстие закрывается заглушкой, регистр заполняется водой, после чего мастер просматривает все сварные стыки, исключая вероятность протечки сквозь микротрещины;
• приваривают напольные опоры из стальных уголков или кронштейны, которые позволяют закрепить прибор на стене.

Такой регистр обладает высокой теплоотдачей за счет большого количества теплоносителя, протекающего по профильным трубам. Перемычки следует располагать как можно ближе к торцевым краям горизонтальных деталей. Подача теплоносителя осуществляется через входящий патрубок, расположенный в верхней трубе. После прохождения всех элементов прибора теплоноситель вытекает через выходящий патрубок, расположенный на нижней трубе.

Регистр отопления из четырех параллельных труб, соединенных боковыми трубами-стояками, обогревают жилое помещение

Как видите, изготовить регистр отопления своими руками совсем несложно при наличии сварочного аппарата и опыта работы с ним. Самодельные отопительные приборы можно сварить в точном соответствии габаритам обогреваемого помещения. На покупку готового регистра отопления придется приготовить в три раза больше средств, чем на приобретение всех необходимых материалов для самостоятельной сварки изделия. Чтобы обеспечить длительную работу прибора, приобретают трубы из углеродистой стали, нержавеющей низколегированной стали или чугуна.