Отопительные регистры виды, расчет и изготовление своими руками

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%).

Расчет теплоотдачи регистра отопления

Регистр отопления из четырех гладких труб и схема движения теплоносителя показаны на рисунке.

На схеме четко показано каким образом перемещается теплоноситель внутри отопительного регистра. В целях поддержания в помещениях определенных температурных условий и соблюдения СнИПов требуется производить расчет теплоотдачи регистра отопления. Для осуществления расчетов теплоотдачи Вам потребуется скачать файл Excel на компьютер.

Более подробно рассмотрим как воспользоваться указанным файлом для получения результатов о теплоотдачи отопительных регистров.

Исходные данные, которые могу потребоваться для расчета:

Исходных данных не много, они понятны и просты.

  1. Диаметр труб Dв мм заносим

в ячейку D3: 108,0

  1. Длину регистра (одной трубы) Lв м записываем

в ячейку D4: 1,250

  1. Количество труб в регистре Nв штуках пишем

в ячейку D5: 4

  1. Температуру воды на «подаче» tпв °C заносим

в ячейку D6: 85

  1. Температуру воды на «обратке» tов °C пишем

в ячейку D7: 60

  1. Температуру воздуха в помещении tвв °C вводим

в ячейку D8: 18

  1. Вид наружной поверхности труб выбираем из выпадающего списка

в объединенных ячейках C9D9E9: «При теоретическом расчете»

  1. Постоянную Стефана-Больцмана C в Вт/(м2*К4) заносим

в ячейку D10: 0,00000005669

  1. Значение ускорения свободного падения g в м/с2 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 полученные при расчете теплоотдачи и их интерпретация

  1. Степень черноты излучающих поверхностей труб εавтоматически 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.)

  1. Среднюю температуру стенок труб tст в °C вычисляем

в ячейке D14: =(D6+D7)/2 =72,5

tст=(tп+tо)/2

  1. Температурный напор dt в °C рассчитываем

в ячейке D15: =D14-D8 =54,5

dt=tст— tв

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

в ячейке D16: =1/(D8+273) =0,003436

β=1/(tв+273)

  1. Кинематическую вязкость воздуха ν в м2/с вычисляем

в ячейке D17: =0,0000000001192*D8^2+0,000000086895*D8+0,000013306 =0,00001491

ν=0,0000000001192*tв2+0,000000086895*tв+0,000013306

  1. Критерий Прандтля Pr определяем

в ячейке D18: =0,00000073*D8^2-0,00028085*D8+0,70934 =0,7045

Pr=0,00000073*tв2-0,00028085*tв +0,70934

  1. 16. Коэффициент теплопроводности воздуха λ рассчитываем

в ячейке D19: =-0,000000022042*D8^2+0,0000793717*D8+0,0243834 =0,02580

λ=-0,000000022042*tв2+0,0000793717*tв+0,0243834

  1. Площадь теплоотдающих поверхностей труб регистра A в м2 определяем

в ячейке D20: =ПИ()*D3/1000*D4*D5 =1,6965

A=π*(D/1000)*L*N

  1. Тепловой поток излучения с поверхностей труб регистра отопления Qи в Вт вычисляем

в ячейке D21: =D10*D13*D20*((D14+273)^4- (D8+273)^4)*0,93^(D5-1) =444

Qи=C*ε*A*((tст+273)4— (tв+273)4)*0,93(N-1)

  1. Коэффициент теплоотдачи при излучении αи в Вт/(м2*К) рассчитываем

в ячейке D22: =D21/(D15*D20) =4,8

αи=Qи/(dt*A)

  1. Критерий Грасгофа Gr вычисляем

в ячейке D23: =D11*D16*(D3/1000)^3*D15/D17^2 =10410000

Gr=g*β*(D/1000)3*dt/ν2

  1. Критерий Нуссельта Nu находим

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

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

  1. Конвективную составляющую теплового потока Qк в Вт вычисляем

в ячейке D25: =D26*D20*D15 =462

Qкк*A*dt

  1. А коэффициент теплоотдачи при конвекции αк в Вт/(м2*К) определяем соответственно

в ячейке D26: =D24*D19/(D3/1000)*0,93^(D5-1) =5,0

αк=Nu*λ/(D/1000)*0,93(N-1)

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

в ячейке D27: =(D21+D25)/1000 =0,906

Q=(Qи+Qк)/1000

и в ячейке D28: =D27*0,85985 =0,779

Q’=Q*0,85985

  1. 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=αик

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!

Устройство отопительных регистров

Невзирая на то, что подобные обогреватели считаются устаревшими и отличаются не слишком привлекательным внешним видом, они продолжают широко использоваться в самых разных сферах, например:

  • для обогрева производственных помещений промышленных предприятий;
  • в качестве автономного нагревателя в гаражах;
  • как элемент подогрева воды, встраиваемый внутрь кирпичной печи.

По конструкции отопительные приборы различают 2 типов: секционные и в виде змеевика. В первом случае роль 1 секции играет каждая горизонтальная труба, проток теплоносителя по ним обеспечивается за счет вертикальных перемычек. Они сделаны из труб меньшего диаметра с целью создания искусственного сопротивления потоку и повышения теплоотдачи каждой секцией. Трубы, из которых сделан секционный регистр отопления, с торцов заглушены, а теплоноситель подводится по схеме «сверху вниз».

Конструкция обогревателя в виде змеевика понятна по его названию. Здесь диаметры не сужаются, вода беспрепятственно протекает через весь прибор, несколько раз меняя направление. Теплоотдача этого регистра ниже, чем секционного, зато гидравлическое сопротивление – меньше и в изготовлении он несколько проще.

Свариваются регистры для отопления из гладких труб круглого и прямоугольного сечения. Однако, общепринятая конструкция – обычные круглые трубы из низкоуглеродистой стали типа Ст3, Ст10 и даже Ст0. Если же батарея предназначена для работы с паровой системой, то берут сталь Ст20. Секции прямоугольного сечения делать не рекомендуется, они хуже омываются конвективным потоком воздуха, а значит, тепла отдадут меньше. Для гаражного отопления изготавливают автономные регистры, наполняемые антифризом или трансформаторным маслом, а в нижнюю секцию с торца встраивают электрический ТЭН.

Как установить регистр отопления


Установить регистр отопления может каждый хозяин без привлечения к работам мастера. Чтобы упростить сборочные операции, предварительно необходимо подготовить каждый из элементов отопительной системы согласно проекту.

Одно из главных предъявляемых требований – качественное соединение регистра с трубопроводами. Оно должно выдерживать максимально допустимую нагрузку – 10 МПа. Если стыковка производится посредством сварки, нужно следить за качеством швов.

Регистры рекомендуется размещать вдоль одной стены. При этом необходим минимальный уклон по направлению движения теплоносителя – до 0.05% от длины прибора.

Располагать регистры отопления необходимо поближе к половой поверхности. Чем больше диаметр основной трубы, тем меньше будет сопротивление для циркулирующего теплоносителя.

Эффективность прибора зависит от большого числа факторов, среди которых площадь нагрева, прямо пропорциональная длине и диаметру труб. Наибольшее распространение в быту получили модели со следующими характеристиками:

  • Рекомендуемый диаметр труб – от 25 до 160 мм
  • Соединительные перемычки у секционных моделей – от 30 мм
  • Расстояние между основными трубами – от 50 мм
  • Максимальное давление – 10 МПа
  • Материал – высокоуглеродистая сталь

Изготавливаем регистр своими руками

Каждый, кто умеет работать со сварочным аппаратом, способен изготовить регистр отопления самостоятельно. Несложную конструкцию можно будет наполнить антифризом или маслом.

Вводное видео по изготовлению

Чтобы сделать отопительный прибор своими руками, рекомендуется следовать инструкции:

  1. Нужно подготовить трубы подходящих диаметров и нарезать заготовки
  2. Внутренняя часть трубы проверяется и при необходимости зачищается, чтоб снизить и без того высокое сопротивление для циркулирующего теплоносителя
  3. С торцов привариваются заглушки, в некоторых из них высверливаются отверстия

Трубками меньшего диаметра (вертикальные) соединяются более толстые (горизонтальные) Необходимо смонтировать краны для удаления воздуха, который будет скапливаться с краев Все швы аккуратно и качественно зачищаются, поверхность окрашивают масляными красками

В переносных конструкциях необходимо установить нагревательный тэн мощностью от 1.5 до 6 Вт, который будет работать от обычной розетки. Если система работает от отопительного котла, эффективность регистров можно увеличить за счет установки мощного циркуляционного насоса.

Основные преимущества

Среди многочисленных преимуществ регистров отопления следует отметить:

  1. Имеется возможность заказать изготовление отопительных приборов по индивидуальному чертежу заказчика
  2. Внутри них роль теплоносителя может выполнять не только жидкость, но и горячий пар

Установка не требует специального оборудования Могут устанавливаться в помещениях с большой площадью, так как характеризуются эффективным теплообменом несмотря на компактные и скромные размеры Приемлемая стоимость

В заключении

Безусловно, регистры отопления приходят на смену классическим радиаторам отопления. В частных домах их можно встретить в помещениях с более агрессивными условиями (туалет, ванная, периодически неотапливаемые помещения и т. д.). Для хорошего мастера не составит труда изготовить подобный прибор самостоятельно.

Виды регистров

Самый распространенный вид — регистры из гладких труб, и чаще всего — стальных электросварных. Диаметры — от 32 мм до 100 мм, иногда до 150 мм. Их делают двух типов — змеевидные и регистровые. Причем регистровые могут иметь два типа соединения: нитка и колонка. Нитка — это когда перемычки, по которым из одной трубы в другую перетекает теплоноситель, установлены то справа, то слева. Получается, что теплоноситель последовательно оббегает все трубы, то есть соединение последовательное. При соединении типа «колонка» все горизонтальные участки соединены между собой с обоих концов. В этом случае движение теплоносителя параллельное.

Типы регистров из гладких труб

В случае использования в системах с естественной циркуляцией требуется соблюдать небольшой уклон в сторону движения теплоносителя порядка 0,5 см на один метр трубы. Такой маленький уклон объясняется большим диаметром (малым гидравлическим сопротивлением).

Это змеевидный регистр отопления

Делают эти изделия не только их круглых, но и из квадратных труб. Они практически ничем не отличаются, только работать с ними сложнее, да гидравлическое сопротивление чуть больше. Но к плюсам такого исполнения можно отнести более компактные размеры при том же объеме теплоносителя.

Регистры из квадратных труб

Есть еще регистры из труб с оребрением. В таком случае увеличивается площадь соприкосновения металла с воздухом, и теплоотдача повышается. Собственно, до сих пор в некоторых бюджетных новостройках строители ставят именно такие отопительные приборы: всем известная «труба с оребрением». При не самом лучшем внешнем виде они неплохо греют помещения.

Регистр с пластинами будет иметь теплоотдачу намного выше

Если любой регситр вставить ТЭН, можно получить комбинированный отопительный прибор. Он может быть отдельным, не связанным с системой, или использоваться как дополнительный источник тепла. Если радиатор будет изолированным с нагревом только от ТЭНа, необходимо в верхней точке поставить расширительный бачек (10% от общего объема теплоносителя). При нагреве от бытового котла расширительный бачок, как правило, встроен в конструкцию. Если его нет (часто бывает в твердотопливных котлах), то и в этом случае необходима установка расширительного бачка. Если материал для регистров сталь, то бачок нужен закртыого типа.

Электроподогрев может пригодиться в самые сильные холода, когда мощности котла не хватает. Также такой вариант может выручить в межсезонье, когда загружать твердотопливный котел длительного горения и разгонять систему «на полную» нет смысла. Нужно лишь немного прогреть помещение. С котлами на твердом топливе такое невозможно. А такой вот запасной вариант поможет обогреться в межсезонье.

Добавив в регистр ТЭН и поставив расширительный бачек, получаем комбинированную систему отопления

Что подразумевает регистр отопления


Столь замысловатый прибор лежит в основе современных радиаторов. Под данным термином понимается совокупность труб, соединенных между собой определенным образом и способствующих подаче тепла в помещение.

В настоящее время, широко распространены горизонтальные регистры, которые представляют собой параллельно расположенные гладкостенные трубы с вертикальными перемычками. Такое приспособление отличается от современных радиаторов большим объемом теплоносителя, следовательно, выделяет больше тепла и процесс остывания значительно снижен, что позволяет поддерживать нужный уровень температуры в любом помещении.

На рынках представлено множество разновидностей рассматриваемых приборов. В зависимости от материала, применяемого при производстве основных составляющих, регистры отопления бывают:

  •  алюминиевые;
  •  чугунные;
  •  стальные.

Первый вариант часто можно заметить невооруженным глазом в жилых помещениях. В основном он характеризуется высокой устойчивостью к коррозии, хорошей теплоотдачей. Следовательно, благодаря материалу, из которого изготавливают трубы, такие регистры славятся длительным сроком эксплуатации. Одним из основных недостатков можно считать высокую стоимость прибора, которая основывается на способе изготовления конструкции.

Второй вид регистров характеризуется высокой прочностью, следовательно, долговечностью и легкостью установки.

Последняя разновидность регистров отопления считается таковой не из-за своих характеристик. Наоборот, стальные конструкции славятся долговечностью, ведь срок их эксплуатации достигает в среднем четверть века. Монтаж такой конструкции не составляет особого труда. Для его проведения необходимо наличие сварочного аппарата и возможности проведения таких работ. Сварка отдельных деталей позволяет прибору выдерживать высокое давление. Но такие регистры имеют свои минусы, а именно:

• коррозия материала;

• способность аккумулировать известь.

Учитывая, что вода, проходящая по трубам, имеет в своем составе различные примеси, можно смело сделать заключение, что внутренняя поверхность тонких составляющих прибора способна накапливать на своих стенках известковые отложения. В результате чего происходит снижение проходимости определенных участков прибора, следовательно, снижается эффективность теплообмена.

Отличительные показатели регистров отопления

Изучив разновидности регистров отопления из гладких труб, необходимо сделать заключение о том, что основным плюсом их использования является эффективность подачи тепла, несмотря на небольшие размеры прибора. Благодаря такому качеству, данную отопительную конструкцию стали широко применять не только в жилых помещениях, но и в промышленных.

Также при выборе прибора стоит обращать внимание на ценовой ряд. Ведь, основным материалом для производства считается сталь или чугун, а при установке не требуется наличие высокотехнологичного производства

Для монтажа регистров достаточно сварки.

Небольшие размеры готовой конструкции никак не влияют на качество работы прибора. Наоборот, такой показатель удивляет. Ведь, ни для кого не секрет, что показатель теплообмена напрямую зависит от площади рабочей поверхности, следовательно, от длины и диаметра основных комплектующих.

Однако, учитывая большое количество положительных качеств регистров, процесс их установки в помещении имеет несколько недостатков, а именно:

• специфический внешний вид прибора, который в дальнейшем необходимо закрывать или дизайнерски обыгрывать, ведь труба, тянущаяся по периметру помещения, притягивает взгляд.

• определенные неудобства при монтаже конструкции. Как было сказано ранее, при установке необходимо проведение сварочных работ, что не всегда возможно в помещениях определенного типа.

Учитывая специфику работы регистров отопления, современные инженеры разработали несколько вариантов конструкторского решения. В настоящее время доступно два вида приборов:

• секционные;

• S-образные или змеевиковые.

Самостоятельная установка

Два способа монтажа:

  •  разъемное болтовое соединение;
  •  не разъемное сварочное соединение.

Выбирать следует из расчета веса и размера устройства, а также учесть характеристики системы теплоснабжения.

Показатель уклона – важно учесть, при присоединении к гравитационной системе, наклон по ходу теплоносителя. В системах, где не используется насосное оборудование и где движущей силой является разница его парциального давления таких проблем нет

В системах, где не используется насосное оборудование и где движущей силой является разница его парциального давления таких проблем нет.

Правила монтажа:

  • Рекомендуемое расстояние, в соответствии с технологическим процессом, от стены и окон не меньше 20см.
  • Разъемный монтаж требует использования только паранитовых подкладок или льна применяемого в сантехнических работах;
  • Все стальные регистры отопления непременно красятся, во избежание ржавления.
  • Монтаж лучше не проводить в сезон отопления.

Сравнительный анализ расчетной и мощности по факту регистра возможно произвести по окончанию испытательного пуска системы, и при необходимости внести конструктивные изменения.

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.

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%.


С этим читают