Все о регистрах отопления: какие лучше, как рассчитать мощность по площади + сборка из трубы своими руками

Отопление дома в нашем климате необходимо. Обычно устанавливают готовые радиаторы. Но иногда возникает ситуация, когда необходимо отопить гараж, теплицу, мастерскую. Стандартный радиатор очень быстро загрязнится, к тому же из-за сложности конструкции его сложно очистить от пыли. Иногда просто хочется сэкономить и изготовить нагревательный прибор из подручных материалов.

Мы приветствуем нашего уважаемого постоянного читателя и предлагаем ему статью о том, какие бывают регистры отопления и как можно изготовить их своими руками.

Что это такое и для чего они нужны

В традиционном понимании регистр отопления — отопительный прибор из нескольких соединенных труб или одной изогнутой круглой трубы. В квартирах чаще встречаются змейки из дюймовой трубы с насаженными изогнутыми пластинами из стального листа. На производствах и в некоторых общественных помещениях — регистры из гладких труб диаметром от 60 мм.

Эстетические свойства у батарей раньше отсутствовали начисто.

Использовались такие отопительные приборы по трем причинам:

• Стоимость труб меньше чугунных радиаторов.
• Гладкотрубные регистры можно изготовить из труб любого диаметра своими силами и разместить в удобном месте. Практически каждая организация, начиная с ЖЭКа, имела сварочный аппарат и сварщика, проблема отопления мастерских, гаражей, подсобок решалась быстро.
• Регистры часто применялись в цехах из-за запыленности и несколько большей прочности стали по сравнению с чугуном (точнее, из-за большей пластичности и меньшей хрупкости). В запыленном производстве очистка радиаторов вызывает затруднения — а гладкие трубы моются без проблем. Сталь предпочтительнее и при опасности повреждения отопительных приборов грузами или транспортом. Кроме этого, при замерзании чугун лопается, стальные трубы лопаются не всегда, трещины легко заварить, нередко замерзшие стальные регистры отогревают даже открытым огнем.

Современные регистры отопления в жилье применяют чаще всего как украшение интерьера — современные готовые покупные или эксклюзивные дизайнерские приборы очень декоративны.

Особо стоит отметить полотенцесушители — это неотъемлемый атрибут обогрева и комфорта в ванных комнатах.

Разновидности и технические характеристики

Современных разновидностей регистров много: от традиционных утилитарных конструкций для отопления из стальных труб д 108 мм до эксклюзивных дизайнерских разработок.

По техническим характеристикам трубчатые батареи уступают радиаторным моделям:

• Для системы с трубчатыми нагревательными приборами необходимо большее количество теплоносителей, большая мощность котла и насоса.
• У них больше инерционность — система прогревается гораздо медленнее (но и остывает тоже медленнее). Это качество иногда выручает при подключении к системам централизованного отопления, но в частном доме длительный разогрев системы не слишком удобен.
• Теплопередача при помощи конвекции у труб меньше, чем у радиаторов, большая часть теплопередачи идет с помощью излучения.
• Традиционные регистры из крупных труб громоздки.
• Трубчатые батареи имеют немалый вес и требуют надежных креплений.

По форме исполнения

По форме регистры бывают змеевиковые (S-образные) и секционные (колончатые):

• Змеевик — изогнутая конструкция, изготавливается из труб небольших диаметров. Горизонтальные трубы соединяются дугообразными перемычками из труб того же диаметра. Пластичные контуры из меди и нержавейки просто гнут.

• Секционные изготавливают из отдельных горизонтальных труб, заваренных с торцов и соединенных между собой перемычками-трубками. По способу расположения перемычек выделяют две конструктивных разновидности: нитка и колонка.

Можно выделить сложные комбинированные конструкции отопления — обычно это готовые покупные регистры из нержавейки, латуни и меди. Одна труба, протянутая через помещение, также является регистром.

Встречаются дизайнерские декоративные конструкции с вертикальным расположением труб. Иногда применяют готовые оребренные трубы (из одного металла и биметаллические).

По способу монтажа

Регистры бывают стационарные и передвижные:

1. Стационарные отопительные приборы монтируются на стены, могут устанавливаться на опорах отдельно от строительных конструкций.
2. Изредка встречается разновидность передвижных регистров, нагреваемых электрическими ТЭНами и заполненных маслом или антифризом (такие конструкции часто используют в гаражах, птичниках, в дачных домиках, в конструкции обязательно должен иметься расширительный бачок).

По способу подключения

По способу подключения отопительные трубчатые приборы бывают:с боковым верхним и нижним подключением. Неэффективный способ с точки зрения нагрева помещения,

• С нижним подключением. Не самый эффективный способ по теплоотдаче, но ради красоты его иногда применяют (замаскировать трубу на уровне пола легче, чем на высоте).
• С диагональным подключением (сверху ввод, снизу вывод теплоносителя). Оптимальный способ подключения — теплоотдача при нем максимальна, используется весь объем нагревательного прибора.
• С верхним подключением. Этот способ наименее эффективен с точки зрения теплоотдачи. Применяют очень-очень редко — только если по производственной необходимости прокладка труб на уровне пола невозможна. В частных домах применять не следует, даже если придется размещать регистр в другом месте.

Подсоединяют регистры к системе при помощи резьбовых соединений, фланцев и при помощи сварки. Фланцы и сварка — это для производства, а для систем отопления в частном доме актуальна возможность сборки-разборки системы для ремонта, чистки и модернизации, поэтому монтаж производят при помощи резьбовых соединений.

По материалу

Традиционные регистры изготавливаются из черной (углеродистой стали). Иногда используют литые оребренные трубы из чугуна или самодельные переделки из б/у чугунных труб.

Современный ассортимент материалов для регистров намного шире:

• Сталь. Чаще используют обычные электросварные трубы. Наряду с круглыми — профильные прямоугольные или квадратные трубы: их декоративность выше, излучающая тепло площадь поверхности больше. Готовые стальные конструкции покрывают никелем или устойчивыми к температуре и износу красками.

• Нержавеющая сталь. Популярный, практичный и недорогой материал для отопления и полотенцесушителей в ванных и санузлах. Пластичный, долговечный, нержавеющий, но достаточно дорогой. В жилых помещениях нержавейку применяют в том случае, если вся система выполняется из нее. Очень часто нержавеющую сталь (особенно полированную) применяют для оригинальных дизайнерских отопительных приборов. К сожалению, стоимость таких изделий заоблачная.

• Чугун. Долговечный, надежный, но грубоватый и тяжелый материал. Чугунные регистры все еще выпускают, несмотря на большой вес и инерционность теплопередачи. В основном применяются в декоративных целях. Старые трубы используют редко из-за сложности их монтажа (к чугуну не приваришь патрубок с резьбой, сложно нарезать резьбу — чугун хрупкий), необходимости внутренней очистки от солей и ила. Иногда применяют чугунные оребренные трубы.

• Медь. Применяют готовые изделия сложной формы в медных системах отопления. Покрытая лаком медь служит украшением интерьера. Медь не подвержена коррозии, прочна, долговечна — потенциальный срок службы достигает 100 лет, относительно просто монтируется. Но медная система отопления — удовольствие не из дешевых.

• Латунь. Достаточно редкий материал для регистров, но иногда используют для декоративных дизайнерских изделий для украшения интерьера.

• Алюминий. Нагревательные приборы изготавливают путем прессования, поэтому они не очень дешевы, но и не так дороги, как медь и нержавеющая сталь. Иногда используют оребренные алюминиевые трубы. Алюминий хорошо проводит тепло, не подвержен коррозии, достаточно долговечен — можно рассчитывать лет на 30 службы.

Стоит отметить регистры с напрессованными пластинами для увеличения теплоотдачи. Промышленность выпускает готовые стальные крашеные системы или изделия из стальной сердцевины и напрессованных алюминиевых пластин, встречаются варианты из меди.

Достоинства и недостатки

Преимущества регистров из гладких труб:

• Простая конструкция позволяет изготовить нагревательные приборы самостоятельно из доступных материалов (из круглых или профильных труб) и сэкономить немалую сумму семейного бюджета.
• Простая форма стальных изделий способствует меньшему отложению солей на стенках и меньшему заиливанию по сравнению с радиаторами, это урежает частоту промывки нагревательного прибора.
• Большое сечение и простая форма обеспечивают небольшое гидравлическое сопротивление и возможность снижения рабочего давления в системе (а также возможность использования в открытой системе отопления с естественной циркуляцией, в том числе и с угольными котлами).
• Трубчатые нагревательные приборы имеют большую протяженность, большая часть тепла передается в помещение излучением — это создает комфортную тепловую зону с равномерным нагревом внизу по всей площади помещения. У радиаторов и конвекторов большая часть тепла передается путем конвекции и поднимается к потолку — а люди находятся в нижней части помещения.
• Большой срок службы: стальные конструкции — не менее 25 лет, чугун и алюминий — лет сорок, медь потенциально может прослужить до 100 лет.
• Гладкая поверхность легко моется и окрашивается — это облегчает эксплуатацию приборов. Гладкая, доступная для мойки поверхность приборов позволяет использовать их в помещениях с особыми санитарными требованиями или в запыленных производственных цехах.

Недостатки регистров из гладких труб:

• Большое количество воды делает систему инерционной, усложняет регуляцию температуры, требует использования мощных насосов.
• Небольшая теплоотдающая поверхность на единицу длины прибора требует применения приборов больших габаритов — это приводит к увеличению количества металла и воды в системе, увеличению веса конструкций и инерционности системы.
• Традиционные бюджетные модели некрасивы, необходимы декоративные экраны, а они заметно снижают КПД всей системы.
• Эксклюзивные красивые дизайнерские модели регистров имеют высокие цены, найти фирму, которая их изготовит, также непросто.

Стоимость

Стоимость регистров зависит от материала изготовления и от того, покупаете вы готовое изделие или делаете сами конструкцию из того, что есть под рукой.

Самые простые самодельные регистры из гладких труб ценятся как раз из-за небольшой цены. Покупные простые конструкции из нержавейки для ванной также вполне доступны. Конструкции из меди очень дороги, но если устанавливается отопительная система из меди, то их использование оправдано. Самые дорогие — эксклюзивные дизайнерские разработки. Изготовление таких изделий влетит в копеечку, но результат того стоит — оригинальные регистры служат изюминкой интерьера.

Расчет регистров отопления

Чтобы в доме не было холодно и отопление равномерно прогревало все помещения, важно рассчитать количество регистров для каждого помещения. Для покупных приборов их мощность смотрят в паспорте и рассчитывают количество приборов, для самодельных трубчатых нагревателей длину труб придется определить самому.

Вычисление необходимой тепловой мощности для обогрева помещения

Если ваш дом построен по проекту, то данные о необходимой мощности отопительных приборов имеются в документах — надо их найти и использовать.

Если проекта инженерных систем нет, то пользуются традиционными приближенными данными по потерям тепла:

• 100 Вт на 1 м² площади помещения с одной наружной стеной и одним окном.
• 120 Вт на 1 м² площади помещения с двумя наружными стенами и одним окном.
• 130 Вт на 1 м² площади помещения с двумя наружными стенами и двумя окнами.

Считают суммарные потери тепла, полученную мощность увеличивают на 20% (умножают на 1,2) и получают общую мощность всех отопительных приборов. В северных районах России желательно увеличить получившуюся мощность еще процентов на 20.

Мощность приборов в каждой комнате считают, исходя из вышеприведенных данных (теплопотери комнаты умножить на 1,2).

Точный способ расчета тепловых потерь дома очень сложен и применяется проектными организациями.

Вычисление тепловой мощности регистра

Количество тепла (Вт), поступающее от трубы в комнату, определяется по формуле:

Q=K ·F · ∆t·0,9,

где:

• K — коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 · 0С), принимается в зависимости от материала трубы и параметров теплоносителя.
• F — площадь поверхности, м2, рассчитываемая как произведение π·d·l.
• где π = 3,14, а d и l — диаметр и длина трубы соответственно, м.

∆t — разница температур, 0С, определяемая 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.
• 0,9 — понижающий коэффициент для многорядного прибора.

Для стальной конструкции коэффициент теплопередачи к воздуху равен 11,3 Вт/(м2 · 0С). Для многорядного регистра принимается понижающий коэффициент 0,9 на каждый ряд.

Для расчетов можно использовать калькулятор расчета — их много в интернете, но вручную надежнее.

Теплоотдача регистров из гладких труб. Таблица

Значения коэффициентов теплопередачи для стальных гладкотрубных регистров приведены в таблице.

В частных домах разницу температур обычно 60-70 °С.

Как рассчитать нужное количество секций регистра

Количество покупных регистров определяют, поделив необходимую мощность на паспортную мощность прибора.

Для самодельных регистров делят необходимую мощность в каждом помещении на теплоотдачу одного погонного метра используемых труб. Получается необходимая суммарная длина труб. Затем эту длину распределяют между приборами, поделив на число труб — получают их длину. Тут возможны варианты — может быть несколько коротких приборов или один длинный.

Какие еще параметры следует учесть

Если возникает необходимость увеличения мощности прибора, то надо увеличивать длину труб, а не их диаметр. Эффективность системы с увеличением диаметра труб падает.

Если в системе применяется масло или антифриз, следует учесть, что они имеют меньшую теплоемкость, чем вода. При их применении отопительные приборы должны иметь большую площадь, чем приборы в водяной системе.

Если используются ребристые конструкции, то их теплоотдачу необходимо посмотреть в паспорте и учесть в расчетах.

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.

Правила установки регистров отопления своими руками

Регистры, как и большинство других отопительных приборов, устанавливаются возле наружных стен и под окнами. Под окнами обычно помещается конструкция из 4 труб. Часто вдоль глухой наружной стены пропускают один металлический трубопровод вблизи пола.

Приборы имеют немаленький вес и должны быть надежно закреплены на кронштейнах и опорах. Приваривать ножки к регистру нежелательно.

Расстояние между трубами должно быть равно одному диаметру плюс 50 мм (размеру профильной трубы плюс 50 мм). При близком размещении труб в регистре эффективность отдачи тепла снижается.

Самостоятельное изготовление регистров отопления

Самостоятельно изготовить прибор отопления не очень сложно, нужны лишь небольшие навыки сварщика и сварочный аппарат.

Проще изготовить секционный прибор — для змеевика придется гнуть трубы достаточно большого диаметра, а аккуратно выполнить гибку в домашних условиях сложно.

До начала работ необходимо подготовить инструменты и материалы:

• Сварочный аппарат.
• Дрель.
• Болгарку.
• Молоток.
• Рулетку.
• Маркер.
• Струбцины.

Размечаются и нарезаются болгаркой заготовки из труб, труб-перемычек меньшего сечения (с внутренним сечением 20-25 мм), прутки такой же длины — для вваривания между трубами для жесткости конструкции. Заглушки вырезаются на 3-5 мм меньше внутреннего диаметра трубы — это позволит аккуратно «утопить» их в торце трубы. Толщина заглушек — 3-3,5 мм.

Размечаются отверстия для труб-перемычек, патрубков для подсоединения регистра к системам и кранам Маевского. Отверстия высверливают дрелью.

Перед тем как сварить регистр, необходимо разместить все заготовки на строго горизонтальной поверхности — металлическом верстаке или площадке во дворе.

Последовательность сборочных работ

Работы по сборке регистра выполняются в следующем порядке:

• При горизонтальном размещении заготовок фиксируют перемычки и прутки (при необходимости), прихватывают в нескольких местах сваркой. С одной стороны прибора между трубами вваривается трубка-перемычка, с другой — пруток, соединяющий две нитки.
• Затем устанавливают конструкцию вертикально, приваривают перемычки и прутки.
• Сначала проваривают тонким швом, далее проверяют все углы и размеры, проваривают толстым рабочим швом.
• Внутреннюю полость труб очищают от пыли и шлака, попавших в процессе сварки.
• Прихватывают пластинки-заглушки к торцам труб.
• Приваривают заглушки — так же двумя швами, как и перемычки.
• Сварочные швы зачищают болгаркой.
• К боковым отверстиям приваривают патрубки с резьбой.
• Устанавливают кран Маевского.
• Перед тем как подключить, прибор необходимо испытать. Для системы в многоэтажном доме он должен выдерживать 1,6 МПа или 16 атмосфер, для частного дома достаточно и 5 атмосфер — в небольших системах высокого давления не бывает.

Монтаж регистра в систему отопления

Монтаж регистра принципиально не отличается от монтажа радиатора — на входе-выходе устанавливаются краны с накидными гайками, на патрубке вверху — кран Маевского.

В системе с регистрами температура теплоносителя падает быстрее, поэтому применение однотрубной системы отопления нежелательно.

Видео процесса

Процесс изготовления регистра в деталях можно увидеть на видео:

Как улучшить эффективность регистров

Слой краски должен быть минимален — это уменьшает теплоотдачу. Необходимо регулярно мыть и очищать от пыли приборы — это также увеличивает теплоотдачу.

Нельзя заставлять отопительные системы мебелью, закрывать неметаллическими экранами (из дерева, гипсокартона, бамбука, пластмассы), плотными шторами. Металлическими экранами тоже нежелательно, но красота требует жертв.

Самые эффективные материалы с точки зрения теплопередачи — медь, алюминий и оребренные трубы, особенно биметаллические — нержавейка с алюминием.

Проложенный за отопительный прибор пятимиллиметровый слой пенофола (фольгированного вспененного полиэтилена) повышает температуру в помещении на один градус Цельсия.

Заключение

Мы надеемся, что наша статья помогла вам разобраться в разновидностях современных трубчатых батарей и возможности изготовления регистра своими руками. Желаем удачи в вопросе устройства инженерных систем в вашем доме! Подписывайтесь на нашу рассылку — и вы всегда будете в курсе всех новшеств в вопросах строительства и ремонта. Приглашайте к нам на сайт друзей, делитесь полезностями в социальных сетях.