Расчет мощности электрических тэн
Супер полотенцесушитель (тоже регистр)
Отдельно рассмотрим регистры со встроенными электрическими тэнами. Это может быть как дополнительным источником подогрева, так и основным. В последнем случае теплообменник работает, только если есть электроэнергия. Чтобы правильно определить параметры работы теплообменника, нужно помимо его тепловой мощности, рассчитать мощность нагревательного элемента
Ведь важно сколько киловатт в тэне или нет?
Такие электрические нагреватели вкручиваются в торце регистра. Их мощность может варьироваться от 0,8 до 2 кВт. Включение/выключение прибора контролируется термостатом, температура в теплообменнике регулируется вручную. Получается, что можно выставить 50 градусов, которые всегда будут поддерживаться тэном. Только менее мощный будет работать чаще. Естественно, чем больше нагреватель работает, тем больше сокращается его ресурс службы. Поэтому лучше, когда тэн работает не на пределе, а с небольшим запасом.
Наблюдения показали, что по итогу эксплуатации особой разницы в потреблении электроэнергии не наблюдается. Мощный тэн нагреет быстрее, потратив больше энергии, а менее мощный будет греть дольше, при этом потребление будет примерно таким же.
Автономность регистра от контура отопления требует внесения изменений в его контракцию:
- наличие расширительной емкости;
- соединительный патрубок сразу над тэном;
- соблюдение углов наклона.
Конструкция должна быть такой, чтобы вода в ней двигалась самотеком, и не образовывались воздушные карманы. Воздух должен беспрепятственно выходить через расширительный бачок (негерметичный), который находится в самой высокой точке. Чтобы теплая вода сразу поднималась вверх лучше над тэном врезать соединительный патрубок.
Особенности и характеристики
Регистры отличаются некоторыми уникальными свойствами:
- За счет интенсивного теплообмена с окружающей средой могут отапливать помещение значительного объема при достаточно скромных и компактных размерах самого прибора;
- Не требует высокотехнологичного производства, достаточно наличия электросварки и угловой шлифмашины с отрезным диском;
- Изготавливается из достаточно дешевого материала — стали, чугуна или нержавейки;
- Выдерживает значительное давление (10 кгс/м²) и способен работать не только на воде, масле и других жидкостях, но и на пару;
- Возможно изготовление по чертежам заказчика, самостоятельное изготовление и использование различных конфигураций, заглушек, материалов покрытия и фурнитуры;
- Цена прибора с учетом эффективной теплоотдачи значительно ниже, чем у других теплообменников.
Технические характеристики различных вариантов комплектации приборов можно найти в многочисленных таблицах, приведенных на нашем сайте.
Очевидно, что эффективность теплообмена будет зависеть от площади поверхности нагрева. Площадь, в свою очередь, прямо пропорциональна диаметру трубы и длине секции.
Внимание! Определяющее значение имеет количество рядов и расстояние между ними, секционная или S -образная конфигурация прибора, материал, наличие или отсутствие изоляции и характеристики теплоносителя. Чаще всего используют приборы с такими характеристиками:
Чаще всего используют приборы с такими характеристиками:
- 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.
Переносные регистры
Схемы трубчатых радиаторов.
Для отопления не очень больших помещений иногда используют регистры, называемые в народе самоварами. Работают они автономно за счет установленных в них ТЭНов. Предназначены такие регистры для временного нагрева и поддержания температуры в помещении гаража, предбанника, другой хозяйственной постройки. Заполняются они трансформаторным маслом, ТОСОЛом и другими незамерзающими жидкостями . Такая система может быть стационарной и переносной.
Отопительный регистр мобильного типа — это стальная конструкция из гладкостенной трубы. Диаметр трубы обычно составляет 80-120 мм. Количество секций — 2-5. Конструкция включает в себя встроенный ТЭН мощностью 1,2-3 кВт. С лучшей стороны зарекомендовали себя нагревательные элементы производства Италии, Польши, Германии и Австрии.
Регистры серии РО — автономные отопительные приборы. Они заполняются водой или антифризом. ТЭН, оснащенный терморегулятором и термостатом, нагревает жидкость до температуры около 80°С. Такой нагревательный прибор легко переносится на другое место и автоматически поддерживает заданную температуру. Он пожаробезопасен. На трубах разрешается сушить одежду, различные материалы. Отлично работает в складах, офисах, ангарах, гаражах и так далее.
Наиболее распространенные модели переносных регистров выполнены из трех секций труб диаметром 108 мм. Некоторые их характеристики:
- Модель РО 2000/2. Объем 50 л. Площадь отопления 50-60 м². Мощность ТЭНа 2 кВт.
- Модель РО 1500/1,5. Объем 40 л. Площадь отопления 40 м². Мощность ТЭНа 1,5 кВт.
- Модель РО 1000/1.2. Объем 30 л. Площадь отопления 25-30 м². Мощность ТЭНа 1,2 кВт.
В области создания систем отопления и регистров для них продолжаются разработки новых моделей. Какие из них выбрать для своей квартиры, дома или офиса — решать владельцам помещения.
В крупных помещениях, где радиатор не может справиться с обогревом большого объема помещения, используют отопительные регистры – системы параллельных труб большого сечения. Такие теплообменники получили широкое применение в промышленных и коммерческих зданиях благодаря эффективности, относительной простоте монтажа и ухода. Изготовить регистр отопления своими руками возможно, однако для этого требуется провести точные расчеты и иметь навыки работы с трубогибом и сварочным аппаратом.
Комфортный климат в строениях различного назначения создают отопительные системы, состоящие из теплогенерирующего агрегата, трубопровода, транспортирующего энергоноситель, и обогревательных приборов. Последние имеют большую площадь теплоотдачи, что позволяет им быстро нагревать воздух.
В квартирах, частных домах и небольших нежилых помещениях в качестве таких элементов традиционно используются радиаторы, имеющие небольшие размеры. Но в промышленных, общественных и коммерческих зданиях, где нужно поддерживать комфортную температуру в помещениях большого размера, вместо радиаторов, которые не справляются со столь масштабной задачей, используют регистры отопления – систему гладкостенных труб, соединенных друг с другом. Сечение труб регистра больше, чем у трубопровода, следовательно, больше площадь поверхности и выше теплоотдача. В отличие от радиаторов, регистры легче монтируются, проще очищаются от внешних загрязнений.
Пошаговая инструкция по установке чугунных батарей в квартире
Монтаж чугунных радиаторов имеет ряд отличительных особенностей. В первую очередь, это связано с тяжелым весом изделий, которые невозможно устанавливать в одиночку.
Также будет отличаться и метод соединения батареи с трубой. Если стальные и алюминиевые трубы мы соединяем с помощью резьбы, то здесь будет использоваться газовая сварка. Прежде чем приступить к монтажным работам, необходимо запастись необходимым набором инструментов и материалов.
Газосварка Уровень | Набор ключей Рулетка и карандаш |
Перфоратор |
Материалы:
- комплект батарей нужного размера;
- уплотнитель (лен или лента ФУМ);
- фурнитура (заглушки, тройники);
- кран Маевского;
- терморегулятор;
- крепежные элементы (кронштейны).
| Проводим демонтаж старой батареи. С помощью болгарки аккуратно отсоединяем чугунную конструкцию, убедившись перед этим, что вся система отключена, и остатки воды из труб слиты. | |
Перед началом монтажа необходимо выполнить разметку под крепления для батареи Общая схема разметки под кронштейны для радиатора | Определяем на стене место размещения батареи в комнате. Установив радиатор четко по центру окна, мы добьемся нормальной и естественной циркуляции воздуха в помещении.
|
Монтируем кронштейны и устанавливаем на них батарею | Устанавливаем кронштейны в стену.
|
Подключение батареи Байпасс | Начинаем подключение радиатора к системе отопления.
Примечание. Если вы хотите установить кран, перемыкающий подачу воды, то следует выполнить перемычку (байпас). В противном случае, вы перекроете подачу тепла своим соседям! |
Финальная проверка | Проводим тестирование монтажа. Постепенно откручиваем кран и запускаем воду. Делать это необходимо медленно, не давая мощному потоку воды сразу заполнить радиатор, во избежание гидроудара. |
В заключение, мы хотим вам предложить подробно ознакомиться с видео инструкцией по монтажу радиаторов своими руками, чтобы вы наглядно увидели некоторые особенности установки.
Правильная установка радиатора в квартире – это залог эффективной работы отопительной системы и комфорта в доме. Поэтому строго следуйте всем правилам этой инструкции и у вас все обязательно получится.
Строение регистра
Для изготовления отопительных регистров применяются гладкие трубы из углеродистой стали с круглым сечением, а также квадратные и прямоугольные. Возможно их комбинированное использование. Хорошими материалами для регистров могут быть также нержавеющая и оцинкованная сталь, алюминий, медь, латунь, но они гораздо дороже и более сложны в обработке своими руками.
Наиболее простыми в исполнении считаются регистры отопления из стальной профильной трубы. Они могут выполняться в двух основных конфигурациях: секционного типа и змеевикового (S-образного).
В регистре секционного типа несколько отрезков профильного металлопроката с заглушенными торцами располагаются параллельно и соединяются между собой круглыми трубками меньшего сечения. Перемычки обеспечивают заполнение рядов прибора теплоностителем с двух сторон одновременно. При этом чем ближе к краю устанавливаются переходные патрубки, тем выше теплоотдача прибора.
В змеевиковом регистре жидкость проходит S-образно через ряды профильных труб, постепенно остывая. Для придания конструкции жесткости используются дополнительные глухие перемычки. Горизонтальные ряды соединяются попарно змейкой с помощью трубок меньшего сечения, как у секционных моделей, либо отрезков основного профиля. Последний вариант предпочтительнее из-за меньшего гидравлического сопротивления и большей теплоотдачи.
Присоединительные патрубки делают с резьбой или под сварку.Наиболее эффективным вариантом подключения отопительного прибора является схема сверху вниз. Для невысоких моделей и в случае принудительной циркуляции теплоносителя может быть оправдано осуществление входа и выхода снизу.
В конструкции регистра обязательно предусматривается кран Маевского или автоматический воздухоотводчик. Его располагают в конце верхнего ряда на резьбовом штуцере для обеспечения возможности замены. Обязательным условием при установке является соблюдение уклона 0,05% в сторону движения теплоносителя.
Регистры бывают как стационарными, так и переносными. Первые работают как элементы общей системы отопления, вторые выполняют задачу локального обогрева. Источником тепла для отдельного мобильного регистра служит ТЭН мощностью 1,5-6 Вт, вмонтированный в корпус.
Кроме больших горизонтальных регистров бывают востребованы также маленькие вертикальные модели. При аккуратном выполнении работ можно получить самодельные дешевые батареи отопления из профильных труб, почти не уступающие современным секционным радиаторам по эстетичности.
В некоторых случаях стальные регистры могут оказаться хорошим дополнением к уже установленным в комнате отопительным приборам. Не смотря на более низкую теплоотдачу, чем у радиаторов аналогичного размера, их применение может быть целесообразнее из-за меньшей стоимости.
Высокие вертикальные регистры очень удобны для высоких помещений или вблизи высоких оконных проемов. Они могут удачно вписываться в интерьеры комнат с необычными дизайнерскими решениями. Немного поэкспериментировав с цветом и формой можно получить креативное украшение из простых отопительных приборов.
Из каких материалов делают регистры?
В зависимости от того, из какого материала изготовлен регистр, будет зависеть эффективность его теплоотдачи, внешний вид, размеры, вес и стоимость. Каждый материал имеет свои плюсы и минусы, которые нужно учитывать при выборе:
- стальные регистры. Можно выбирать приборы из углеродистой, оцинкованной или нержавеющей стали. У первой большие показатели устойчивости к высоким температурам и выносливости. Углеродистый материал подвержен коррозии, поэтому его нужно либо окрашивать, либо покрывать специальными средствами. Присоединяются стальные трубы путем сварки. Регистры отопления из такихтруб, изготовленные самостоятельно, будут недорогими и качественными, а монтаж не вызовет трудностей. Оцинкованная сталь защищена от коррозии, стоит дешево, но имеет непривлекательный внешний вид и требует использование электросварки. Нержавейку можно не окрашивать, она не ржавеет, простая в монтаже, но стоит дороже. Минусы любого вида стали в том, что у нее низкая теплоотдача (45,4 Вт/м
х0
С);
- алюминиевые регистры. По сравнению со сталью имеют больший показатель теплоотдачи (209,3 Вт/м
х0
С). Кроме этого материал легкий, что облегчает его монтаж. Недостаток алюминия в высокой стоимости. Такие регистры невозможно изготовить в домашних условиях, т.к. для этого требуется специальное оборудование;
-
- медные регистры. Показатель теплоотдачи меди равен 389,6 Вт/м
х0
С. Это самый большой уровень теплопроводности по сравнению со всеми материалами. К плюсам меди относится ее небольшой вес, пластичность, позволяющая изготавливать приборы разных форм, устойчивость к коррозии и красивый внешний вид. Минусы материала в высокой цене, невозможности использовать с несовместимыми с медью сплавами, неустойчивости к механическим повреждениям. По медным регистрам может протекать только чистый теплоноситель с химически нейтральной средой;
- чугунные регистры. Теплопроводность чугуна равна 62,8 Вт/м
х0
С. Приобретаются только в готовом виде. Из-за большого веса и размеров чугунные приборы сложно устанавливать самостоятельно, но возможно. Материал долго нагревается и также долго остывает. Однако недостатки компенсируются низкой стоимостью, устойчивостью к повреждениям и долговечностью.
Регистры отопления стальные
Кроме монометаллических существуют и биметаллические регистры. Они изготавливаемые только на заводах. Состоят из нержавеющего сердечника и медного или алюминиевого кожуха с оребрением. Внутренняя поверхность труб из биметалла защищена от коррозии, а внешняя поверхность с пластинами служит для повышения теплоотдачи. Такие приборы дорогие, но эффективны и прослужат долго.
Это интересно: Оборудование для производства резиновой плитки своими руками
Выбираем материал изготовления для регистров
Стальные регистры отопления
Следующим параметром, который обязательно учитывается при выборе регистра является материал его изготовления.
Можно редко встретить регистры отопления из профильной трубы – чаще всего для этого применяются стальные изделия круглого сечения.
В настоящее время для производства регистров используют несколько материалов – металл, алюминий или биметаллические трубы.
Разница между ним заключается в расчетной теплоотдаче и сроке эксплуатации:
Стальные регистры отопления из профильной трубы или круглого сечения. Характеризуются простотой изготовления и небольшой стоимостью. Недостаток – ржавление поверхности
При выборе особое внимание нужно обратить на качество сварных швов;
Алюминиевые. Встречаются крайне редко, так как для сварки алюминиевых отопительных регистров необходимо специально оборудование
Но зато они обладают лучшими показателями теплопроводности. Фактически отсутствуют потери тепла;
Биметаллические. Они делаются из специального типа отопительных труб. У них есть сердечник, изготовленный из стали. Для увеличения площади обогрева конструкция имеет медные или алюминиевые пластинчатые теплообменники. Для всех биметаллических регистров отопления свойственен небольшой диаметр труб – до 50 мм. Поэтому их чаще используют для организации теплоснабжения в жилых домах и небольших производственных и торговых помещениях.
Материал изготовления напрямую влияет на расчет регистра отопления. Главным показателем при этом является коэффициент теплопроводности. Несмотря на то что алюминиевые модели обладают оптимальным значением — их высокая стоимость и трудоемкость изготовления не позволяют использовать регистры этого типа в отопительных системах повсеместно.
Какие бывают регистры отопления?
Стандартное исполнение регистров отопления — из гладкихтруб диаметром 25-200 мм. Выделяют три вида теплоотдающих приборов, различных по конструктивным особенностям, форме труб и материалу изготовления.
- Секционные регистры. Представляют собой несколько одинаковых отрезков трубы, соединенных по краям патрубками. Тип соединения бывает последовательный или параллельный. В первом случае соединения устанавливают то с левого, то с правого края секций. С противоположного края вместо патрубков устанавливается подпорка, удерживающая трубы в нужном положении. В параллельном соединении секции подсоединяются друг к другу с помощью патрубков или коллекторов. Плюс секционных регистров в том, что их можно подключать по своему усмотрению, в зависимости от количества и расположения перемычек: односторонне, двухсторонне, попеременно, последовательно.
- Змеевиковые регистры. Изготавливаются из одной трубы, согнутой в виде буквы S или буквы П. Возможен вариант соединения дугообразными патрубками. Количество изгибов подбирается исходя из размера помещения и необходимой температуры обогрева.В отличие от секционных приборов, имеют только последовательную подачу теплоносителя. Змеевик обычно имеет не менее двух труб, соединенных с одной стороны перемычкой.
- Регистр с оребрением. Прибор выглядит не очень привлекательно, но с отоплением справляется лучше двух предыдущих видов и занимает меньше места. Так как сварить подобныерегистры отопления своими руками проблематично, лучше приобрести уже готовое изделие.
- Вертикальный регистр. Такие приборы смотрятся более привлекательно и компактно, при этом принцип циркуляции теплоносителя сохраняется. Их также можно делать из труб круглого, квадратного и прямоугольно сечения. В основном вертикальные регистры из прямоугольных труб используются в небольших по площади помещениях, т.к. сохраняют полезное пространство лучше, нежели круглые.
Независимо от варианта исполнения регистра торцы труб закрываются заглушками. Они бывают плоскими, выпуклыми и эллиптическими. Последние рекомендовано использовать в системах с повышенным давлением теплоносителя, а также для придания красивого вида конструкции.
Как вертикальный, так и горизонтальный регистр отопления из труб сделать своими рукамиможно, хотя и придется приложить усилия. Выбор подходящей модели зависит от отапливаемой площади, качества теплоизоляции здания, наличия дополнительных источников тепла.
Как изготовить самодельный теплообменник
Регистр из нескольких труб
Форма теплообменника для отопления, сделанного своими руками, может быть разной. Наиболее распространенный вариант — регистр из нескольких стальных или медных труб, но также используются и образцы пластинчатого типа.
Температура в зоне горения очень высока, особенно, когда горит уголь. Поэтому повышенные требования предъявляются к металлу, из которого будут изготовлены элементы теплообменника, рациональности его конструкции и качеству сварных швов.
Материалы для изготовления
Пример использования чугунных радиаторов в качестве теплообменника в кирпичной печи
Задача водяных теплообменников для отопления — обеспечивать оптимальную передачу тепла, и в этом процессе важна степень теплопроводности металла. Например, стальная труба проводит тепло в 7 раз слабее, чем медная. Поэтому при одинаковом диаметре трубы для передачи одного и того же количества тепла понадобится 25 метров стальной трубы взамен 3,5 метров медной.
Медные теплообменники самые экономичные в работе, но и дорогие. Более доступными для самостоятельного изготовления считаются теплообменники из стальной трубы диаметром не менее 32 мм.
Если предполагается топить печь углём, лучше установить теплообменник из чугуна. Этот металл более крепкий, и стенки устройства долго не будут прогорать.
Расчет мощности теплообменника
Вычислить заранее мощность теплообменника для системы отопления довольно трудно. Для этого нужно учитывать слишком много факторов: диаметр труб, длину змеевика, теплопроводность металла, температуру сгорания топлива, скорость циркуляции теплоносителя и др. Реальная способность теплообменника справляться со своими функциями выяснится только после начала эксплуатации отопительной системы.
При расчетах можно ориентироваться, что 1 метр трубы диаметром 50мм, служащей теплообменником, даст 1 кВт тепловой мощности.
Можно взять для примера какую-либо известную модель котла и в соответствии с его параметрами изготовить свой самодельный теплообменник.
Особенности конструкции
Теплообменник для водяного отопления дома, сваренный из гладкостенных труб, называют регистром. Он выглядит как своеобразная «решетка», и это наиболее популярная форма самодельного теплообменника. Кроме такой конструкции, делают и более простые устройства в виде прямоугольного или цилиндрического бака. Главное, чтобы площадь поверхности для теплового обмена была максимально большой.
При изготовлении теплообменника своими руками нужно соблюдать несколько условий:
- ширина внутренних пустот в теплообменнике должна быть не меньше 5 мм, иначе вода в нем может закипеть;
- толщина стенок труб должна быть не меньше 3 мм, чтобы металл не прогорал;
- зазор величиной 10–15 мм между теплообменником и стенками топки должен компенсировать расширение металла при нагреве.
Особенности монтажа
Теплообменник устанавливают внутрь печи в процессе ее кладки
Проще всего монтировать теплообменник одновременно с сооружением печи. Если устанавливать его в старую печь, придется разобрать часть ее кирпичной кладки.
- На подготовленный фундамент печи прямо в полость топки устанавливают трубчатый теплообменник.
- При дальнейшем укладывании рядов кирпичей оставляют места для входной и выходной труб устройства.
- После завершения кладки печи подключают теплообменник к системе отопления, заполняют систему водой и производят пробную топку печи.
Видео материал предлагает ознакомиться с полезными советами по самостоятельному изготовлению теплообменника:
До сих пор мы говорили только о теплообменниках в системе водяного отопления
Обратим внимание и на другие сферы их применения
