Трубные радиаторы отопления: виды и характеристики, расчет самодельных приборов

Ассортимент различных приборов для обогрева помещений на современном рынке поражает своим разнообразием, сейчас можно легко найти изделия практически на любой вкус и кошелек. Тем не менее, радиаторы отопления своими руками из трубы делаются, по сей день. Эти конструкции могут быть сварными или сборными, для такого производства используются разные металлы, что же касается форм, то здесь все зависит от воображения мастера. Обо всех этих тонкостях мы и побеседуем далее.

Изготовление трубчатых радиаторов своими руками.

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.

Виды и характеристики трубчатых радиаторов

Из всего выше сказанного становится понятным, что альтернативы стальным трубам, в данном случае практически нет. Хотя внешний вид у конструкций, сваренных своими руками весьма посредственный, но для гаража, теплицы или дачи они вполне подойдут, плюс инструкция по самостоятельной сборке здесь не отличается сложностью.

Схема батареи с электрическим тэном.

Виды самодельных трубчатых радиаторов

Самодельные конструкции такого рода зачастую делаются змеевидными или регистровыми. Конфигурация первых заложена в названии. Металлическая труба выгибается в виде змейки, после чего к ней привариваются стыковочные патрубки и в некоторых случаях, крепежные планки.

Нормативы на изготовление регистров.

Цельно-согнутый радиатор естественно имеет значительные преимущества перед сварными конструкциями. Но чтобы согнуть стальную трубу, нужен специальный трубогиб или как минимум газовая горелка. Плюс диаметр трубы, как правило, не превышает 50 мм. Поэтому для более мощных систем принято использовать регистровые конструкции.

Ограничений на диаметр тубы для радиатора в регистровой системе не существует. Чаще всего здесь используются гладкие круглые трубы от 32 до 150 мм в диаметре.

Секции могут соединяться двумя способами – в нитку или в виде колонки. Соединение ниткой, по сути, отличается от змеевика только наличием соединительных патрубков. В остальном, это все та же последовательная змейка.

Трубы в колонке соединяются параллельно. То есть, горизонтально смонтированные секции большего диаметра, соединяются между собой вертикальными парубками с обеих сторон. Это отчасти напоминает стандартный заводской радиатор, только перевернутый набок.

Такие самодельные регистры можно подключать как к однотрубной, так и к двухтрубной системе. На технических характеристиках вид системы не отражается. Такие регистры, за счет большого диаметра и минимального гидравлического сопротивления лучше всего работают в отопительных системах с естественным током теплоносителя.

Но не стоит забывать, что естественные системы монтируются с уклоном в строну тока воды, порядка 5 мм на 1м погонный.

Изделия из профильной трубы.

Важно: при наличии сварочного аппарата, болгарки и прочего вспомогательного инструмента, радиаторы отопления из профильной трубы своими руками собрать также просто, как и из круглой.
Безусловно, гидравлическое сопротивление здесь будет несколько выше, но для труб сечением более 50 мм эта погрешность не существенна.

Как в самодельных, так и в заводских конструкциях широко используются изделия с оребрением или «оперением». В данном случае речь идет о том, что на гладкую трубу наварены металлические полоски или пластинки. За счет увеличения площади металла, значительно возрастает теплоотдача. В частности труба радиатор для каминов, показанная на фото, работает именно по такому принципу.

Оребрение для дымоходной трубы.

Расчет самодельного трубчатого радиатора

По сравнению с внутренним объемом теплоносителя площадь соприкосновения радиатора с воздухом небольшая, поэтому высокой эффективности от таких конструкций ждать не стоит.

Проблему можно частично решить за счет врезки в систему циркуляционного насоса. Но здесь следует быть осторожными, увеличение мощности насоса неизбежно повлечет за собой появление посторонних шумов.

Характеристики разных видов стальных труб.

Как уже упоминалось, диаметры труб находятся в диапазоне 32 – 150 мм, это обуславливает большой объем теплоносителя. С одной стороны котел будет работать в более мягком, щадящем режиме. Но вместе с тем, энергии на разгон потребуется в разы больше и регулировка температуры при большом объеме весьма затруднительна.

Несмотря на простоту сборки самодельных трубчатых радиаторов, здесь все же есть свои ограничения. В частности, для эффективной работы системы нельзя слишком близко располагать трубы. По правилам, расстояние между секциями не должно быть менее полутора радиусов основной трубы.

По сути такие конструкции представляют собой очень длинную трубу, согнутую определенным образом для того чтобы сделать систему более компактной. Для расчета количества самодельных стальных радиаторов используются те же параметры, что и для обычной стальной трубы. В таблице приведены усредненные данные, ориентированные на среднюю полосу нашей родины.

Но если нужных таблиц под рукой не оказалось можно пойти другим путем. Для приблизительных расчетов специалисты, как правило, используют не сложную формулу. Единственное, что вам необходимо будет взять из таблиц, это коэффициент теплоотдачи материала. Все остальные данные можно получить на месте.

Расчет количества тепла.

Плюсы и минусы стальных самодельных конструкций

• Едва ли не самым главным плюсом считается низкая себестоимость такой батареи. Но это соответствует истине, только если для вас сварка не проблема и все действительно будет делаться самостоятельно. Если оплачивать работу сварщика, то цена такого радиатора может равняться стоимости недорогого алюминиевого изделия из Китая.
• Такие батареи, по большей части выделяют лучистую тепловую энергию, благодаря чему не выжигается кислород.

• Ухаживать за объемными гладкими поверхностями намного легче, чем за современными рифлеными батареями.
• Сталь легко выдерживает любое рабочее давление и не боится гидроударов.
• Стальные самодельные батареи одинаково хорошо работают как в системе с принудительной, так и с естественной циркуляцией теплоносителя.

Минусы таких конструкций мы отчасти изложили выше. В частности сталь подвержена коррозии, такие батареи нужно красить термостойкими красками, дизайн весьма посредственный и, наконец, теплоотдача оставляет желать лучшего.

Оригинальный змеевик из металлической гофры.

На видео в этой статье даны материалы по этой теме.

Вывод

Решать что лучше для отопления трубы или радиаторы, следует в зависимости от конкретных условий и вида помещения. Ведь дорогое чугунное литье будет также нелепо выглядеть в дачной теплице, как стальной самодельный змеевик в роскошной ванной.

Изготовление трубчатого стального радиатора отопления своими руками

Система отопления строений включает основные и дополнительные приборы. К основным относятся радиаторы, по которым циркулирует теплоноситель. Задача агрегатов – накопление и передача тепловой энергии в помещение. Устройства различаются по форме, типу, материалам изготовления и принципам работы. Некоторые виды батарей мастер может сделать своими руками. Например, трубчатые радиаторы отопления – простая конструкция с широкой областью применения. Рассмотрим особенности системы и возможности ее формирования без помощи специалистов.

Что представляют собой регистры отопления и их виды

Приборы теплообмена, состоящие из трубы с гладкими стенками, – называются регистры отопления. Устройства представляют собой комплекс трубопроводов, объединенных параллельно с вертикальным или горизонтальным расположением, – тут все зависит от предпочтений хозяина и удобства монтажа.

Циркуляция теплоносителя поочередная, вода проходит по трубам, направление транспортировки задается подключением подающей и обратной магистрали. При формировании сети с параллельным течением воды коллекторы ввариваются в сеть с двух сторон, в этом случае теплоноситель движется в каждую трубу по отдельности.

Фабричные или самодельные регистры отопления из стальных труб считаются мощными агрегатами, применяются для систем в промышленных, производственных помещениях, однако компактные устройства вполне пригодны для использования в условиях частного дома или квартиры.

Совет! Самостоятельное изготовление регистров отопления требует тщательного просчета тепловой мощности устройств и подбора материалов с учетом их технических и эксплуатационных характеристик.

Достоинства и недостатки

Мастера выделяют ряд основных преимуществ изделий:

1. Надежность. Показатель зависит от материалов изготовления и соблюдения технологии сборки, режима эксплуатации.
2. Срок службы приборов от 50 лет.
3. Повышенная теплоотдача. Параметр превышает некоторые модели секционных батарей, поскольку внутри труб с расчетным сечением циркулирует больший объем теплоносителя.
4. Отсутствие большого количества стыков, соединений гарантирует простоту эксплуатации приборов, низкую вероятность протечки.
5. Сборка контуров не доставляет сложности, как и интеграция регистров в имеющуюся магистраль.
6. Область применения устройств не ограничена, их используют в промышленных, производственных цехах, помещениях бытового, общественного, социального назначения. Также регистры показаны для установки в домах с автономной инженерной сетью.
7. Гладкие внутренние туннели обладают малым гидравлическим сопротивлением, потому не заиливаются, не накапливают мусор.
8. Для мастера не составит труда собрать радиатор отопления своими руками, заказ изделия по собственным размерам также не будет стоить дорого.

Важно! Трубчатые системы доступны для применения в магистралях с водяным, паровым теплоносителем.

Невысокая стоимость, удобство монтажа, простота эксплуатации и надежность – дополнительные плюсы устройств.

Что касается минусов, то их совсем немного:

• при первом запуске магистрали теплоноситель будет прогреваться довольно долго, а это повышает расход энергии;
• внушительная масса конструкции с водой требует прочного крепления, поэтому регистры положено фиксировать не только к стене, но и на надежные опоры.

Не стоит забывать о регулярном уходе за батареями, стальные трубчатые радиаторы можно мыть, покрывать составами против ржавления и красить – так устройства дольше сохранят свою эстетическую привлекательность.

Расчет параметров мощности

Для проведения расчетов пригодится показатель температуры прогрева теплоносителя. Определяется он по площади помещения, режиму обогрева комнат.

Для простоты применяется формула Q = St x K x t, где:

• Q – это расчетная мощность тепловой трубы;
• St (м2) – площадь теплообмена;
• K – коэффициент теплоотдачи стальной трубы, по умолчанию применяется показатель 11,63 Вт/м2 х С;
• t – тепловой напор.

А теперь сами расчеты – сначала определить по внешнему краю длину трубы, умножить показатель на протяженность участка, затем найти половину суммы температур в подающем и отводящем трубопроводах – это параметр теплового напора. От итогового результата отнять температуру прогрева помещения.

Важно! Учитывая, что соединение труб параллельное, вода транспортируется последовательно по всем регистрам, теплоотдача в каждой последующей секции трубопровода снизится на 10%, потому придется вносить корректировки и снижать мощность каждой следующей секции на 10%.

Технология самостоятельного изготовления трубчатого радиатора

Мастеру пригодится некоторое количество материала:

• стальная труба сечением 108 мм в количестве 4 отрезков по 1 метру длины;
• непроходные перемычки сечением 48х3,5 мм – 3 шт.;
• проходные перемычки сечением 48х3,5 мм – 3 шт.;
• торцевые эллиптические заглушки сечением 108 мм – 3 шт.;
• штуцеры с внешней резьбовой нарезкой в полтора дюйма – 2 шт.;
• шаровые краны с диаметром штуцеров – 2 шт.;
• кран Маевского – 1 шт.;
• фиксаторы на стену, подпорки на пол.

Количество фиксаторов и подпорок определяется индивидуально, с учетом общей массы трубы с теплоносителем и характеристики стеновых панелей.

Правила выбора типа конструкции

Различается всего два вида систем – секционные и змеевиковые. Перед тем как выбрать тип системы, стоит разобраться в особенностях каждой из них:

1. Змеевиковые регистры представляют собой трубопровод, соединенный двумя отводами или дугами сечения, равного трубам. Получается гнутая конструкция со взаимно противоположным движением теплоносителя. В приборах тепло отдает вся рабочая поверхность, потому нагревается помещение достаточно быстро. Для изготовления пригодится трубогиб или гофрированная нержавеющая труба.
2. Секционные регистры выглядят как комплект профильных или круглых труб, заваренных по торцам заглушками. Расположение труб горизонтальное, соединяются патрубками того же диаметра, что и трубы, выглядит это как «лесенка» из труб с соединительными патрубками, размещенными максимально близко к краям. Патрубки могут быть парными (располагаемыми с двух сторон) или одиночными с попеременным креплением с одной и другой стороны. Парные обеспечивают параллельность циркуляции теплоносителя, но есть риск плохого прогрева участков магистрали, а вот одиночные гарантируют последовательное движение теплоносителя с плавным прогревом всех зон, но при этом температура воды в каждой следующей секции будет ниже.

На заметку! Для увеличения теплоотдачи секционных регистров рекомендуется устанавливать их в систему с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Материалы для изготовления регистров

Фабричные устройства выпускаются из стали, биметалла, алюминия. Реже встречаются медные и чугунные регистры отопления, они относятся к дорогим устройствам с высокой надежностью и длительным сроком службы, но предстают сложными в исполнении, потому практически исключены из производства.

Показатели теплоотдачи зависят от материала, медь и алюминий отличаются высоким уровнем, стальные и чугунные приборы обладают сниженным теплообменом. Для самостоятельного изготовления подходят трубы из углеродистой стали, с ними удобнее работать, чем с нержавейкой, и в отличие от оцинкованных труб, допустимо применять сварку.

Проблемы со сваркой будут и при использовании алюминиевых труб – в домашних условиях стыковку выполнить невозможно, необходимо профессиональное оборудование. Биметаллические регистры изготавливаются только на заводе, а медь стоит дорого, нуждается в заземлении и чистом теплоносителе. Что касается чугунных устройств, то они выпускаются также только в заводском исполнении, отличаются невысокой стоимостью, однако много весят, потому придется позаботиться о тщательном закреплении устройств.

Инструменты для работы

В обязательном порядке требуется сварочный аппарат дугового типа. Если опыта работы нет, то проще заказать регистры в мастерской – обойдется услуга недорого, зато изготовят радиаторы по индивидуальным размерам и с высоким качеством.

Кроме сварочного аппарата и электродов пригодятся:

• газовый ключ;
• молоток;
• шлифовальная машинка угловая;
• щетка металлическая на длинной ручке;
• металлический уголок;
• строительный уровень;
• карандаш и рулетка;
• струбцины;
• трубные тиски;
• электродрель со сверлами по металлу.

Мастеру понадобятся защитные очки, рукавицы.

Поэтапный порядок работ

Рассмотрим подробнее, как сварить регистры отопления своими руками:

1. Нарезать трубу на куски необходимого размера. Очистить изделия изнутри и снаружи от мусора, ржавчины, затем их продуть или промыть, просушить.
2. В заглушках высверлить отверстия под штуцеры, присоединить штуцеры и заварить стыки. Приварить заглушки к торцам кусков труб.
3. Отметить на регистрах точки приваривания перемычек. В зоне сварки высверлить отверстие под перемычки, приварить куски трубы, на участках без отверстий приварить непереходные перемычки.
4. Сварные швы зачистить.

Получается конструкция, в которой все секции соединены, по переходным перемычкам будет поступать вода, непереходные удержат магистраль в стабильной форме.

Перед тем как начать монтаж регистров отопления, проверить герметичность магистрали – открыть нижний штуцер, в верхний патрубок вставить шланг, пустить воду под высоким давлением. В процессе тестирования визуально определить наличие течи, слить воду и устранить дефект, затем снова выполнить проверку водой – если протечек нет, воду слить. Можно окрасить радиаторы краской для защиты металла от коррозии.

Осталось присоединить устройство к системе подачи теплоносителя. Если это прибор для автономной работы, в отверстие в заглушке вставить ТЭН, а на верхнем регистре установить расширительный бак и спускной канал для воздуха. В магистраль отопления регистры врезаются сваркой или стыкуются фитингом, шаровым краном, но только при наличии резьбы на штуцере, который врезан в заглушку.