Регистр отопления из стальных труб для дома и квартиры

Регистры отопления из стальных труб – являются распространенным видом отопительных приборов. Они представляют собою сварную или сборную конструкцию из труб, располагаемых горизонтально. Их соединяют перемычками для прохождения носителя тепла.

Количество используемых радиаторов очень большое, но регистры до этого времени не потеряли своей актуальности. Изготавливают эти приборы, применяя разные материалы, и каждый из них имеет свои минусы и достоинства.

Виды

Регистр отопления из труб может изготавливаться из следующих металлов:

• алюминий;
• чугун;
• сталь.

Алюминиевый регистр отопления наиболее популярен в основном из-за своего малого веса, хорошей тепловой отдачи, отличной устойчивости к процессам коррозии, долгому эксплуатационному периоду и отсутствию соединений и швов сварки.

Трубы из алюминия изготавливают путём монолитного литья. Применяют в помещениях жилого и административного типа. Главный минус данных приборов в немалой стоимости.

Регистр отопления из чугуна легко устанавливается, так как в них есть фланцевое монолитное соединение. В момент монтажа к трубопроводу отопления с помощью сварки прикрепляют второй фланец. Потом при помощи болтов делают крепкое соединение.

Регистры отопления из стальных труб монтируют в отопительную систему методом сварки. Хорошо проведённые сварочные работы являются гарантией долгой службы всей системы отопления.

Можно выделить и следующие виды регистров:

• стационарные;
• передвижные.

Стационарные регистры подразумевают нагрев теплоносителя с помощью котлов отопления. Передвижные устройства используют же электрический трубчатый электронагреватель, который функционирует от сети электропитания 220 В. Применяются данные регистры в рабочих строительных домиках, участках, где проводятся работы по отделке.

Вот несколько преимуществ монтажа регистров в системе отопления батарей:

1. Долгий эксплуатационный период: стальные трубы не требуют ремонта в течении минимум 25 лет.
2. Высокая степень надёжности и безопасности. Главное условие такой надёжности – прочная сварка швов.
3. Отопительную систему открытого типа можно монтировать в больших по площади помещениях. Слабое сопротивление циркуляции теплоносителя даёт возможность использования больших по диаметру труб для регистра.

Теперь в помещениях регистры отопления монтируют не так часто, так как на рынке обогревательного оборудования появляются устройства современного типа, которые представляют альтернативу.

К минусам регистров можно отнести следующие пункты:

1. Они не отличаются привлекательностью. Располагаются регистры вдоль стены по всему помещению, это толстая труба из стали.
2. Малая площадь контакта с воздухом в комнате приводит к пониженному показателю тепловой отдачи, нулевое применение конвекции.
3. Немалая цена за снабжение системы обогрева регистрами и сложность установки. Регистры из стальных труб большого диаметра на рынке стройматериалов стоят немало, а при работах по монтажу нужно применять сварку.

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.

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.

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,

где:

K – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 · 0С), 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, 0С, определяемый в свою очередь по формуле:.

∆t= 0,5·(t1 + t2) – tк,

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

tк – температура в отапливаемой комнате.

На заметку: Для одиночной стальной трубы, наполненной водой, коэффициент теплопередачи к воздуху в общем случае равен 11,3 Вт/(м2 · 0С). 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.

Как рассчитать теплоотдачу?

Требуемое количество материала можно рассчитать, исходя из температурных параметров, которые требуется получить в помещении. На бытовом уровне этот шаг обычно пропускают – делают регистры отопления своими руками «на глазок» по принципу «чем больше, тем лучше».

Но лучше произвести простые расчёты теплоотдачи, для чего не нужно быть математиком.

Потребуется лишь:

1. Вычислить площадь помещения.
2. Узнать о свойствах теплопередачи стали.
3. Подобрать оптимальный диаметр трубы.

Площадь помещения рассчитывают умножением размера его длины на размер ширины (S = L*W). Однако для более точных расчётов рекомендуется вычислить объёмный параметр, добавив к вычислениям значение высоты (H).

Так, окончательная расчётная формула приобретает вид:

V = L*W*H

К примеру, требуется вычислить V помещения, где длина 5 м, ширина 3 м, высота 2.15 м. Получают объём помещения: V = 5*3*2.15 = 30.25 м3. Опираясь на это базовое значение, следует вести дальнейшие расчёты, определяющие количество тепла, размеры и число регистров отопления для изготовления своими руками.
Сваренные своими руками регистры отопления – блоки, состоящие из шести стальных труб диаметром свыше 100 мм. Такие батареи, сделанные без надлежащего расчёта, способны перегреть обслуживаемое помещение

Прежде всего, рассчитывается требуемое количество тепла на вычисленный объём помещения для достижения необходимой внутренней температуры (Вт):

Qп.т = V * k (Tвн – Tнар),

где V объём помещения; k – коэффициент теплопередачи стен здания; Tвн – температура внутри; Tнар – температура снаружи.

Количество тепла выделяемого одним регистром можно рассчитать по формуле:

Qр = q * L * (1-n),

где: q – тепловой поток от каждой горизонтальной и вертикальной трубы регистра (примерно 20-30 Вт/м); L – длина вертикальных и горизонтальных труб регистра (м); n – коэффициент неучтённых тепловых потоков (для металлических труб – 0,1).

К категории неучтенных потерь тепла также относится вытяжка в гараже. Если установлен механический тип, коэффициент n требуется увеличить, как минимум до 0,2.

Число регистров, соответственно, определяется формулой:

Nр = Qп.т. / Qр

Подобная методика расчётов специалистами-проектировщиками, скорее всего, будет оцениваться как упрощённая и грубая форма. Однако такой подход всё-таки видится более рациональным действием, чем расчет и изготовление регистров своими руками на глазок, без каких-либо расчётов.

Выбор конфигурации отопительного прибора

Самодельные конструкции радиаторов в основном делаются на основе металлических труб диаметром 80 – 150 мм.

Конструктивные особенности ограничиваются двумя вариантами исполнения:

1. Решётка.
2. Змейка.

Решётчатое исполнение батареи отопления отличается от «змейки» несколько иным построением контура, причём, в зависимости от вариаций в таких батареях, распределение теплоносителя может быть разным.

Варианты схемного построения регистров отопления для их производства своими руками: 1 – одна перемычка и одностороннее питание; 2 – две перемычки и одностороннее питание; 3 – двухстороннее питание и 2 перемычки; 4 – двухстороннее питание и 4 перемычки; 5, 6 — многотрубные

Змеевиковые конструкции фактически имеют однообразное исполнение, предполагающее строго последовательное движение теплоносителя.

Решётчатые регистры строятся по разной схематике:

• с одной или двумя перемычками и односторонним питанием;
• с одной или двумя перемычками и разносторонним питанием;
• параллельным включением труб;
• последовательным включением труб.

Число труб одной сборки может составлять от двух до четырёх и более. Редко, но встречается также практика изготовления однотрубных регистров.

Змеевиковая сборка обычно содержит не менее двух труб, соединённых с одной стороны глухой перемычкой, с другой – проходной перемычкой, которые изготовлены из двух трубных отводов (2х45º). Следует отметить, что исполнение регистров отопления формой змеевика используется значительно реже, чем конструкции «решётки».
Варианты возможного изготовления регистров вида «змейка». Для змеевиковых конструкций регистровых батарей выбор вариантов изготовления ограничен по сравнению с конструкциями решётчатого типа

Оба варианта изготовления – решётчатый и змеевиковый – можно сделать не только на основе классических круглых, но также на основе профильных труб.

Профильные трубы видятся несколько специфичным материалом, так как требуют несколько иного подхода при сборке радиаторов отопления. Однако регистры из профильной трубы получаются более компактными и занимают меньше полезного пространства, а этот фактор тоже немаловажен.

Алгоритм, который используют при создании

1. Сначала подготавливают трубы нужного объема и режут их на заготовки необходимой длины.
2. После выполняется внутренняя зачистка трубопрокатных изделий. Это позволяет снизить сопротивление передвижению носителя тепла.
3. На торцевых частях наваривают заглушки. Некоторые из них оснащают отверстиями.
4. После этого трубы, которые будут располагаться горизонтально, скрепляют с вертикальными трубами, которые имеют меньший диаметр.
5. Теперь приходит черед устанавливать краны. Они будут нужны для того, чтобы выпускать скопившийся в трубопроводе воздух.
6. На финальном этапе зачищают все швы и красят поверхности краской.

Советы

Перед тем, как приступить к изготовлению регистров, стоит озаботиться приобретением соответствующих материалов. Вам понадобятся трубы того или иного диаметра и какой-то длины. Здесь не приводятся точные цифры, так как прибор рассматриваемого вида можно собрать из любых труб без акцентирования внимания на их диаметре и толщине. Более важно – обеспечить оптимальный теплообмен, что подразумевает проведение вычислений относительно требуемой площади поверхности регистра.

Для этого потребуется определить наружную площадь всей системы. Затем полученное значение умножается на 330 Вт. Использование этого метода основано на утверждении, что 1 м2 отдает 330 Вт теплоты, если температура носителя составляет 60 °C, а воздуха внутри обогреваемого помещения – 18 °C.

Совет! Можно не заниматься ручными вычислениями, а воспользоваться простой программой в EXCEL и потом правильно сварить регистр по точным параметрам.

Для людей, владеющих сварочным делом, собрать конструкцию не составит труда. Надо будет заготовить трубы и нарезать их на секции, а также позаботиться о заглушках, для изготовления которых потребуется стальной лист. Сборка регистра не предполагает наличие жестко заданного порядка действий. По окончании сварочных работ необходимо убедиться в герметичности созданной конструкции.

В остальном можно дать следующие советы:

• следует подбирать трубы с оптимальной толщиной стенки, так как слишком тонкие достаточно быстро остывают, а толстые – долго прогреваются;
• верхнюю секцию надо дополнять краном Маевского, с помощью которого обеспечивается спуск воздуха;
• сборка регистра в виде змеевика предполагает использование трубогиба, если такой возможности нет, поворотные участки могут собираться из готовых колен;
• вход теплоносителя необходимо оснащать краном, а выход – вентилем;
• монтаж регистра должен производиться с небольшим уклоном в ту сторону, где находится подающий патрубок, что обеспечивает занимание краном Маевского наиболее высокой позиции.

Как устанавливают

Вариантов установки два: навесить на стену или поставить на стойку. Выбор зависит от габаритов и массы полученной конструкции, а также от типа стен.

Достаточно часто делают комбинированную установку: варят стойки, которые затем крепят к стене. Таким способом можно установить даже очень массивные регистры. Также такой вариант установки обеспечивает высокий уровень безопасности.

Каждый такой отопительный прибор в верхней точке должен иметь воздухоотводчик. Он нужен для стравливания воздуха из системы.

Правила эксплуатации

Особых требований по эксплуатации регистров по сравнению с радиаторами нет:

Они должны быть надежно закреплены на ножках или прочных кронштейнах.

Любые отопительные приборы с водой не должны замораживаться.

При возникновении коррозии поврежденные места следует зачистить, покрыть антикоррозионной грунтовкой и закрасить в несколько слоев.

Регистры не должны служить подставкой для каких-либо грузов.

Необходимо следить, чтобы система отопления не завоздушивалась — это ухудшает ее работу.

Изготовление своими руками

Одним из преимуществ применения регистров в отопительных системах является возможность их самостоятельного изготовления. Для этого чаще всего применяют стальные трубы круглого сечения. Несмотря на то что показатель теплоотдачи регистра отопления в этом случае не будет идеальным – процесс изготовления не потребует особых навыков.

Для самостоятельного производства этого отопительного элемента потребуется труба диаметром от 40 до 70 мм. Большее значение сечения приведет к значительным потерям тепла при циркуляции теплоносителя. Сделать своими руками регистр отопления можно по следующей схеме проведения работ:

1. Расчет оптимальных параметров отопительного прибора – диаметра трубы, общей протяженности секции.
2. Составление чертежа для вычисления оптимального количества материала.
3. Выполнение работ по изготовлению отопительного регистра своими руками.
4. Проверка конструкции на герметичность.

Для выполнения поставленной задачи потребуется стальная труба, предназначенная для формирования основных регистров и магистраль меньшего диаметра. С ее помощью регистры будут соединены друг с другом и системой отопления. Также понадобятся специальные торцевые заглушки на трубы.

На первом этапе необходимо с помощью болгарки обрезать трубы до нужной длины. Использовать сварочный аппарат для этого не рекомендуется, так как на торцах отопительного регистра из круглой трубы сформируется наплав. Затем изготавливаются отверстия для подключения патрубков. Сварочным аппаратом привариваются патрубки и монтируются торцевые заглушки. Для обеспечения безопасности работы самодельного регистра отопления необходимо установить воздухоотводчик и спускной клапан. Они монтируются в верхней части конструкции, но на противоположной стороне относительно точки подключения к отоплению.

В некоторых случаях выполняется модернизация традиционной схемы стального или биметаллического отопительного регистра. Она заключается в установке электрического нагревательного ТЭНа.

Так можно сделать автономный источник тепла, который не будет зависеть от работы водяного отопления. В случае аварии или проведения технических работ самодельный отопительный регистр будет генерировать тепло с помощью ТЭНа. Но для этого следует при монтаже установить запорную арматуру, чтобы теплоноситель циркулировал только внутри отопительного прибора.