Registres de calefacció: tipus d'estructures, càlcul de paràmetres, característiques d'instal·lació

Hi ha un gran nombre de bateries de diferents dissenys i materials per a sistemes de calefacció per a locals residencials i no residencials.Però els registres de calefacció destaquen entre ells per la seva alta eficiència de transferència de calor i la seva facilitat d'automuntatge.

A l'exterior i a l'estructura, aquests dispositius d'intercanvi de calor s'assemblen a les bobines de tovallola calefactores normals, però en mida són molt més grans que els seus anàlegs per als banys.

En l'article que vam presentar, examinem detalladament els tipus de registres de calefacció i també analitzarem les característiques d'instal·lació d'aquests equips.

Tipus de registres de calefacció fets a partir de canonades

El registre de calefacció és un intercanviador de calor aigua-aire clàssic. En la majoria dels casos, està fet d'un tub metàl·lic de paret llisa. Aquests últims poden ser individuals o en forma d'una sèrie de diverses seccions de canonades situades horitzontalment una sobre l'altra. En aquest cas, hi ha estructures individuals amb aletes.

Un dispositiu de calefacció fet només d'un tub de paret llisa és més fàcil de netejar durant la neteja regular. No hi ha costelles en forma de placa ni punts estrets que siguin difícils de netejar amb un drap. Com a resultat, en aquest registre no es formen "colonies" de pols i brutícia. En aquest sentit, supera enormement els radiadors de panells de secció actualment generalitzats.

Normalment, els registres de calefacció s'instal·len en garatges, magatzems, tallers, hospitals i escoles, és a dir, en locals on hi ha més requisits de seguretat sanitària i contra incendis.

Pel que fa a l'eficiència de la transferència d'energia tèrmica i els costos de calefacció, el registre de canonades no és inferior bateries normals, i sovint els supera. La superfície total de transferència de calor en ambdós casos és aproximadament la mateixa, només que en el dispositiu considerat, el refrigerant flueix a través d'un canal ampli.

La resistència hidràulica en aquesta situació és molt inferior a la d'un radiador estàndard fet de diverses seccions de panell. I això afecta directament els costos energètics per bombejar aigua a través d'aquest circuit de calefacció.

Tipus per forma de disseny

Exteriorment, el registre de calefacció no sembla gaire elegant. Però és barat i fàcil de fabricar. I si feu una mica d'esforç, un intercanviador de calor d'aquest tipus pot cabre fàcilment a l'interior fins i tot d'una sala d'estar.

A les cases domèstiques del poble, fins fa poc, s'utilitzava una versió similar del sistema de calefacció gairebé a tot arreu. A l'època soviètica, els radiadors de seccions de panells no estaven disponibles per a la venda, però una canonada ampla no era tan difícil d'aconseguir.

I després només calia una màquina de soldar. L'escalfador de canonades resultant es connecta a l'intercanviador de calor d'aigua dins de l'estufa de llenya mitjançant la soldadura senzilla i ràpida. Obteniu més informació sobre la tecnologia de substitució de bateries mitjançant el mètode de soldadura per gas. Més lluny.

Com més a prop de la vora es trobin les canonades verticals al registre de la secció, més gran serà la transferència de calor del dispositiu: l'aigua als extrems de les canonades horitzontals es renova més lentament que a les zones amb flux de refrigerant directe.

Tots els tipus de registres de calefacció es divideixen en dos grups:

1. Seccional.
2. Bobines (en forma de S).

En el primer cas, les canonades horitzontals estan connectades entre si per tubs transversals de secció transversal més petita i, en el segon, per arcs del mateix diàmetre.

Ambdues opcions impliquen grans quantitats de treball de soldadura. També es pot fer un dispositiu de bobina doblegant una canonada.Tanmateix, no tots els productes tubulars d'acer de gran diàmetre es poden doblegar d'aquesta manera. És molt més fàcil agafar arcs ja fets i soldar-los als segments horitzontals del registre.

En un dispositiu amb una connexió de "fil" (les canonades es troben alternativament a la dreta/esquerra) no hi ha zones amb refrigerant fred; aquí l'aigua passa gradualment per totes les canonades.

Quan es connecten seccions horitzontals d'un registre seccional amb una connexió de "columna", les canonades transversals es solden als dos extrems. La circulació del refrigerant en aquest dispositiu de calefacció es produeix en un circuit paral·lel. Com a resultat, és possible que algunes zones no rebin prou calor. L'aigua calenta simplement flueix al segment inferior abans d'arribar a l'extrem més llunyà.

Al "fil", on el refrigerant passa per totes les seccions del registre, aquests problemes no sorgeixen. En aquest sentit, aquest registre s'assembla molt a una serpentina. Només l'aigua que hi ha es mou de l'entrada a la sortida de la bateria a través de canonades de diferents seccions.

Les bobines poden tenir diverses corbes; en aquest cas, per reforçar l'estructura en diversos llocs, sovint es fan insercions transversals a partir d'una cantonada o una vareta gruixuda.

Si no hi ha arcs preparats per al registre en forma de S a la mà, és millor que feu un dispositiu secció. És extremadament difícil doblegar uniformement una canonada de gran secció transversal sense equips especials. Gairebé l'única opció és escalfar el metall amb soldadura de gas i doblegar-lo amb cura. Però hi ha el risc que les parets de la canonada perdin força.

El tipus seccional també inclou un registre amb un parell de col·lectors laterals. Estan fets d'un tub del mateix diàmetre que els trams principals, actuant com a tubs transversals. En aquest cas, l'aigua no es mou de dalt a baix, sinó d'esquerra a dreta (o viceversa).

Opcions de material

Molt sovint, els artesans casolans fan registres de calefacció amb les seves pròpies mans canonades d'acer. Els principals avantatges d'aquesta opció són el baix cost, la disponibilitat de material i la relativa facilitat de soldadura.

A més d'una canonada rodona, el registre de calefacció també es pot fer a partir del seu analògic perfilat: la resistència hidràulica serà lleugerament diferent, però res més

En condicions de fàbrica, els registres es produeixen a partir de:

• convertir-se en;
• alumini;
• coure;
• ferro colat

Lidera en transferència de calor i durabilitat opció de coure. Però amb mides grans, aquest escalfador costarà un bon cèntim. Un dispositiu d'alumini és inferior a ell en termes de conductivitat tèrmica, però també costa molt menys.

El tipus de registre de calefacció més popular i econòmic és l'acer. Tanmateix, aquesta també és l'opció més ineficient per transferir calor de l'aigua a l'aire de totes les que es venen a les botigues d'equips de calefacció.

El coeficient de conductivitat tèrmica de diferents acers oscil·la entre 45 i 48 W/(m*K). Per al ferro colat és d'uns 60, per a l'alumini és de 200–240, i per al coure és d'uns 400 W/(m*K). L'acer és inferior a tots ells en aquest paràmetre tècnic.

A l'hora d'escollir tubs d'acer, s'ha de donar preferència als productes fets d'acer al carboni; són els més duradors i resistents a les altes temperatures.

El ferro colat i l'alumini s'utilitzen normalment només en la producció de fàbrica de registres. És massa difícil soldar aquests metalls de manera independent en condicions artesanals. El mateix s'aplica a l'acer inoxidable o galvanitzat, per la qual cosa és millor no utilitzar canonades fetes d'aquests materials. Són més difícils de cuinar i la seva transferència de calor és inferior a la del seu homòleg negre habitual.

Si teniu experiència en la soldadura de superfícies de coure, fer un registre amb aquestes canonades no és massa problemàtic.A causa de les altes velocitats de transferència de calor, es poden prendre amb un diàmetre més petit que quan es tria una opció d'acer. Així, el dispositiu de calefacció costarà menys.

No obstant això, el coure té un greu inconvenient aquí: la necessitat d'un refrigerant neutre i net. Si circula aigua "bruta" amb impureses al sistema de calefacció, podeu oblidar-vos de la llarga vida útil d'aquesta bateria.

Un problema similar també s'observa sovint a causa de la presència en el sistema d'elements fets de metalls incompatibles amb el coure. Si no es prenen diverses mesures preventives, aquest registre no durarà gaire a causa de la corrosió electroquímica.

Dispositius amb element de calefacció incorporat

La versió estàndard del registre consisteix a connectar-lo a les canonades de calefacció d'un sistema centralitzat o a una caldera de calefacció d'aigua. Però hi ha dispositius que són completament autònoms. En una de les canonades inferiors, hi ha incorporat un element de calefacció alimentat per una xarxa elèctrica de 220 V.

Segons el disseny i el principi de funcionament, l'element de calefacció del registre és una caldera elèctrica convencional, que funciona des d'una presa de corrent monofàsica estàndard.

La potència de l'element d'escalfament d'aigua pot variar entre 1 i 6 kW depenent del volum intern de l'intercanviador de calor. Aquest dispositiu de calefacció sovint està equipat amb una bomba de circulació perquè el refrigerant arribi a totes les seves zones.

Aquest registre autònom s'utilitza sovint com a font de calor addicional, que només s'activa en cas de gelades severes. Quan les temperatures exteriors no són massa baixes, l'habitació s'escalfa amb el sistema de calefacció general. A més de l'aigua, es pot afegir anticongelant al registre elèctric.

Hi ha un article al nostre lloc web on vam descriure amb detall les característiques de l'elecció i les subtileses de la connexió dels elements de calefacció per a radiadors de calefacció. Més detalls: aneu a enllaç.

Càlcul del disseny de l'escalfador

Primer cal calcular la potència de calefacció necessària per a una habitació específica.

Segons les regles, aquest càlcul tèrmic s'ha de fer tenint en compte:

• àrea i orientació dels murs exteriors (en direcció assolellada sud o no);
• capacitat cúbica de l'habitació climatitzada;
• el nivell de temperatures negatives màximes possibles a la regió;
• grau d'aïllament tèrmic de les parets que donen al carrer;
• la presència d'una altra habitació climatitzada per sota i/o per sobre;
• quantitats, mides i tipus de finestres instal·lades;
• presència/absència de portes obertes directament al carrer.

Els codis de construcció fins i tot recomanen tenir en compte la rosa dels vents que predomina a l'hivern. Al costat del vent, prop de la paret, la pèrdua de calor durant el període hivernal serà evidentment més gran.

Simplificat, per a una habitació amb una alçada de sostre d'uns 2,7 metres, la potència tèrmica requerida es calcula multiplicant l'àrea de l'habitació per 100 W.

Si els sostres de l'habitació es troben a un nivell de 3 metres o més, per a un càlcul simplificat, la capacitat cúbica de l'espai escalfat s'ha de multiplicar per 34 o 41 W. El primer coeficient es pren per a edificis de maó i el segon per a edificis de formigó armat.

Multiplicar un parell de números no és difícil. Però hem de ser clarament conscients que aquests càlculs condicionals poden estar molt lluny de les xifres reals, ja que aquí hi ha molts matisos.

La millor solució és demanar el càlcul requerit a un especialista que tingui en compte tots els paràmetres de l'habitació. La pèrdua de calor es produeix a través de parets, finestres, terres, sostres i fins i tot ventilació.Per obtenir números exactes, s'ha de tenir en compte tot sense excepció.

A continuació, cal calcular les dimensions de les canonades per al registre de calefacció. Per fer-ho, utilitzeu la fórmula:

Q= K* St*dt

designacions de lletres:

• Q - potència tèrmica del registre;
• K - coeficient de transferència de calor, depèn del material de la canonada;
• St - àrea de transferència de calor (igual al nombre PI multiplicat pel diàmetre i la longitud de la canonada);
• dt: pressió tèrmica.

En conseqüència, coneixent Q i dt, només queda seleccionar el diàmetre de la canonada i la seva longitud total. Aleshores, segons el disseny del registre, aquesta canonada es pot dividir en diversos trams, que posteriorment es connectaran mitjançant barres transversals. Per no complicar els càlculs, és millor no tenir en compte la transferència de calor d'aquest últim.

La xifra dt, al seu torn, es calcula en funció de la temperatura ambient requerida (Tv) i els seus indicadors en el subministrament (Tp) i retorn (To) - total dt = (Tp+To)/2-Tv

En connectar canonades amb una serp, cada segment horitzontal posterior rep aproximadament un 10% menys d'energia tèrmica que el situat a dalt. Cada una d'aquestes seccions de la canonada de registre s'ha de considerar com una bateria independent. I a mesura que el refrigerant es mou a través d'ells, es refreda gradualment i inevitablement i la calor entra a l'habitació.

Un altre paràmetre és la distància entre les seccions horitzontals (tubes principals), que reflecteix l'alçada de la canonada individual. Si aquesta bretxa es fa massa petita, els fluxos de calor des de dalt i baix començaran a superposar-se, afectant-se negativament mútuament.

Aquesta xifra s'ha de seleccionar de manera que sigui lleugerament més gran que el diàmetre de la canonada. Aleshores l'eficiència del registre serà la màxima possible.

Per obtenir càlculs més detallats de la potència de les bateries de calefacció i la seva quantitat, podeu llegir Aquí.

Característiques de la instal·lació

No hi ha res especialment difícil d'instal·lar un registre de calefacció. Les dificultats només són possibles quan es solda des de tubs individuals. Si no tens molta experiència en treballs de soldadura, és millor practicar primer. En comprar un dispositiu fet de fàbrica, no haurien de sorgir problemes d'instal·lació.

El registre de canonades es penja a les parets mitjançant potents suports (ganxos). Si es col·loca a terra, n'hi haurà prou amb potes de ferro. És important recordar que l'escalfador d'acer en qüestió pesa bastant. A més, s'afegeix el pes de l'aigua a l'interior, de manera que els suports i suports han de ser extremadament fiables.

Els extrems de la secció de canonada es tanquen amb taps esfèrics especials o es solden amb petites rodones d'acer tallades en xapa de ferro. Els accessoris roscats mascle per instal·lar una vàlvula de ventilació d'aire i connectar-se al sistema de calefacció es tallen directament a les parets del tub o a la placa final.

La superfície d'una bateria feta d'acer ha d'estar recoberta amb pintura resistent a la calor. Gràcies a això, el dispositiu no només tindrà un aspecte estètic més agradable, sinó que també adquirirà una protecció anticorrosiva addicional.

Podeu trobar instruccions detallades per crear registres de calefacció amb les vostres pròpies mans aquest material.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Els materials de vídeo recollits a continuació us ajudaran a entendre tots els matisos del càlcul del registre de calefacció i la seva instal·lació a l'habitació.

Tecnologia per a la fabricació d'un registre a partir d'un tub rectangular de perfil:

Avantatges i càlcul de la potència del registre de calefacció:

Si necessiteu escalfar una habitació gran, un registre fet de tubs d'acer de paret llisa és ideal per a això.Si teniu l'habilitat per realitzar treballs de soldadura, no és difícil muntar una bateria casolana amb les vostres pròpies mans. Només cal calcular amb precisió els paràmetres d'aquest dispositiu i seleccionar els productes de canonada adequats.

Teniu alguna pregunta, heu trobat alguna mancança o teniu informació valuosa que podeu compartir amb els visitants del nostre lloc? Si us plau, deixeu els vostres comentaris i feu preguntes al formulari de comentaris situat a sota de l'article.