Отопительные регистры из гладких труб

Наиболее популярным вариантом отопительного прибора в жилищах являются разнообразные радиаторы. И как правило, они прекрасно справляются со своими обязанностями, равномерно прогревая жилые помещения. Однако в комнатах специального назначения – ванная, складское помещение, стандартного вида батареи не является оптимальным решением.

Выбираем регистр для отопления

Регистры из гладких труб: характеристики

Обогревательный прибор представляет собой несколько стальных труб, соединенных между собой перемычками и размещающийся вдоль стены. Нагретый теплоноситель – вода, антифриз, поступает в трубу с одной стороны, а выводится с другой. Между элементами, согласно ГОСТ, должно соблюдаться расстояние равное сумме диаметра плюс 50 мм: таким образом исключается взаимное облучение и увеличивается теплоотдача в комнату.

• Диаметр колеблется от 25 до 400 мм, но последний используется редко, так как требует большого расхода теплоносителя.
• Максимальное давление, допустимое в регистрах – 1 МПа.

• Материалом изготовления чаще всего выступает электросварная гладкая труба из углеродистой стали (ГОСТ 10704-91), а также из нержавеющей и низколегированной. Встречаются – обычно это продукт самостоятельного изготовления, и регистры из чугунных элементов. Изделия из алюминия обеспечивают более эффективную передачу тепла, но не отличаются долговечностью: качество теплоносителя существенно влияет на срок эксплуатации.
• Патрубки выполняются в трех вариантах: резьбовый, фланцевый и на приварку.

Самое широкое распространение отопители нашли при обогреве помещений большой площади – промышленных цехов, складских помещений, общественных учреждений, ангаров. Связано это с высокой эффективностью прибора, и большой его протяженностью. Последнее обеспечивает формирование не локального источника тепла, а объемного.

В жилищах регистры традиционно применяются в ванных и туалетных комнатах, где установка радиаторов с их сложной поверхностью невыгодна.

Классификация регистров из гладких труб

Прибор выпускается в нескольких конфигурациях, удовлетворяющих различные нужды.

• Секционный – состоит из нескольких элементов, закрытых заглушками – плоскими или эллиптическими. Вода или масло подается через патрубок на один конец трубы, а выводится из другого, обеспечивая таким образом максимально полную передачу тепла. Прибор оборудуется штуцером, посредством которого присоединяется воздухоотводчик.
• S-образный (змеевидный) – элементы соединены друг с другом посредством дуг, с диаметром, равным секционному. Такая форма сообщает большую эффективность отопителю, так как увеличивает площадь теплообмена. При этом змеевидная конфигурация не содержит участков с меньшим диаметром – сужений, а, значит, не способствует увеличению гидравлического давления.

Оба типа приборов не обладают столь развитой поверхностью как батареи, а потому в меньшей степени накапливают пыль и конденсат.

Помимо количества обогревающих элементов в регистре, значение имеет его конструкция. Различают пять основных видов, представленных на чертеже:

• П-образный, двухрядный;
• S-образный, трехрядный;
• секционный с перемычками из 2 и более рядов;
• П-образный, двухрядный с перемычкой;
• секционный, двухрядный, с перемычкой.

Встречаются и более оригинальные решения, но последние являются дизайнерскими проектами. На фото приведен пример такого отопителя.

• Несколько реже, и обычно в жилых помещениях, устанавливается регистр из гладких труб с нагревательным ТЭНом. Мощность его невелика, поэтому используется такой вариант при небольших площадях помещений.

Преимущества и недостатки

Регистры из гладких труб являются весьма эффективными обогревательными приборами благодаря ряду полезных качеств.

• Высокая теплоотдача – позволяет эффективно отапливать обширные площади при небольших размерах самого прибора.
• Монтаж – производится в соответствии с требованиями ГОСТ, и достаточно прост. Предварительный чертеж не требуется. Для самостоятельного изготовления регистра вполне достаточно сварочного аппарата и шлифмашины с отрезным диском.
• Прибор выдерживает большое давление – до 1 МПа, и малочувствителен к перепадам давления.

• В качестве теплоносителя можно использовать воду, антифриз и пар.
• Благодаря протяженности способствует равномерному обогреву помещения.
• Прост в уходе, так как не накапливает пыли и грязи.
• Характеризуется весьма доступной стоимостью и не требует при монтаже дополнительных соединительных элементов.

Недостатки отопителя связаны с его же достоинствами.

Выбираем регистры отопления из гладких труб

Отопление помещений для технических целей требует наличия недорогих, неприхотливых в эксплуатации отопительных приборов. Для таких помещений, как склады, мастерские, гаражи, производственные цеха, обогреватели из гладких труб просто незаменимы. Также они очень полезны в помещениях с высокими требованиями к чистоте, так как легко очищаются от пыли, всевозможных загрязнений.

Принимая решение об установке регистров отопления, необходимо внимательно изучить их технические характеристики и особенности применения. Самые простые конфигурации этих устройств можно изготовить самостоятельно, более сложные модели витиеватой формы требуют заводских условий изготовления. В любом случае для обеспечения оптимального температурного режима параметры регистра должны определяться на основе теплотехнических расчетов.

Разновидности отопительных регистров

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:

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:

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.

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.

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/(м² ·°С), принимается в зависимости от материала трубы и параметров теплоносителя;

F — площадь поверхности трубы, м², рассчитываемая как произведение π·d·l,

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

∆t — температурный перепад, °С, определяемый в свою очередь по формуле:.

где: t₁ и t₂ — температуры на входе в котел и выходе из него соответственно;

t_к — температура в отапливаемой комнате.

Для одиночной стальной трубы, наполненной водой, коэффициент теплопередачи к воздуху в общем случае равен 11,3 Вт/(м² · °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.

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.

Сергей Башук / Инженер теплотехник — автор сайта

Мои обязанности: проектирование наружных и внутренних санитарно-технических систем; сборка, монтаж, обслуживание тепловых машин и теплового оборудования; внедрение передовых технологических решений.