Verwarmingsregisters: soorten constructies, berekening van parameters, installatiekenmerken

Er is een groot aantal batterijen met verschillende ontwerpen en materialen voor verwarmingssystemen voor residentiële en niet-residentiële gebouwen.Maar verwarmingsregisters vallen op door hun hoge warmteoverdrachtsefficiëntie en het gemak van zelfmontage.

Extern en structureel lijken deze warmtewisselaars op gewone verwarmde handdoekradiatorspoelen, maar qua formaat zijn ze veel groter dan hun analogen voor badkamers.

In het artikel dat we presenteerden, onderzoeken we in detail de soorten verwarmingsregisters, en we zullen ook de kenmerken van het installeren van dergelijke apparatuur analyseren.

Soorten verwarmingsregisters gemaakt van buizen

Het verwarmingsregister is een klassieke water-lucht-warmtewisselaar. In de meeste gevallen is het gemaakt van een gladwandige metalen buis. Deze laatste kunnen enkelvoudig zijn of de vorm hebben van een reeks van meerdere pijpleidingsecties die horizontaal boven elkaar zijn gelegen. In dit geval zijn er individuele structuren met vinnen.

Een verwarmingsapparaat dat alleen uit een buis met gladde wanden is gemaakt, is tijdens reguliere reiniging gemakkelijker schoon te maken. Er zijn geen plaatvormige ribben of krappe plekken die moeilijk af te vegen zijn met een doek. Als gevolg hiervan vormen zich op een dergelijk register geen ‘kolonies’ van stof en vuil. In dit opzicht presteert het aanzienlijk beter dan de momenteel wijdverspreide paneelradiatoren.

Meestal worden verwarmingsregisters geïnstalleerd in garages, magazijnen, werkplaatsen, ziekenhuizen en scholen - dat wil zeggen in gebouwen waar hogere eisen worden gesteld aan brand- en sanitaire veiligheid

In termen van efficiëntie van thermische energieoverdracht en verwarmingskosten doet het leidingregister niet onder gewone batterijen, en overtreft ze vaak. Het totale warmteoverdrachtsoppervlak is in beide gevallen ongeveer hetzelfde, alleen stroomt bij het beschouwde apparaat het koelmiddel door een breed kanaal.

De hydraulische weerstand is in deze situatie veel lager dan bij een standaardradiator opgebouwd uit meerdere paneeldelen. En dit heeft rechtstreeks invloed op de energiekosten voor het pompen van water door een dergelijk verwarmingscircuit.

Typen op ontwerpvorm

Uiterlijk ziet het verwarmingsregister er niet erg elegant uit. Maar het is goedkoop en gemakkelijk te maken. En als u een beetje moeite doet, past zo'n verwarmingswarmtewisselaar gemakkelijk in het interieur van zelfs een woonkamer.

In binnenlandse dorpshuizen werd tot voor kort bijna overal een vergelijkbare versie van het verwarmingssysteem gebruikt. In de Sovjettijd waren paneelradiatoren niet te koop, maar een brede pijp was niet zo moeilijk te verkrijgen.

En dan was er alleen nog een lasapparaat nodig. De resulterende pijpverwarmer wordt door eenvoudig en snel lassen verbonden met de waterwarmtewisselaar in de houtkachel. Lees meer over de technologie van het vervangen van batterijen met behulp van de gaslasmethode. Verder.

Hoe dichter bij de rand de verticale pijpen in het sectieregister zich bevinden, hoe hoger de warmteoverdracht van het apparaat - water aan de uiteinden van horizontale pijpen wordt langzamer vernieuwd dan in gebieden met directe koelmiddelstroom

Alle soorten verwarmingsregisters zijn verdeeld in twee groepen:

1. Sectioneel.
2. Spoelen (S-vormig).

In het eerste geval zijn horizontale buizen met elkaar verbonden door dwarsbuizen met een kleinere doorsnede, en in het tweede geval door bogen met dezelfde diameter.

Beide opties brengen grote hoeveelheden laswerk met zich mee. Een spoelapparaat kan ook worden gemaakt door één buis te buigen.Niet elk stalen buisproduct met een grote diameter kan echter op deze manier worden gebogen. Het is veel gemakkelijker om kant-en-klare bogen te nemen en deze aan de horizontale segmenten van het register te lassen.

In een apparaat met een “schroefdraad”-aansluiting (de leidingen bevinden zich afwisselend rechts/links) zijn er geen zones met koud koelmiddel; water stroomt hier geleidelijk door alle leidingen

Bij het verbinden van horizontale secties van een sectieregister met een "kolom" -verbinding, worden aan beide uiteinden dwarsbalkbuizen gelast. De circulatie van het koelmiddel in een dergelijk verwarmingsapparaat vindt plaats in een parallel circuit. Als gevolg hiervan ontvangen bepaalde zones daarin mogelijk niet voldoende warmte. Heet water stroomt eenvoudigweg in het lagere segment voordat het het uiteinde bereikt.

In de "draad", waar het koelmiddel door alle secties van het register stroomt, doen dergelijke problemen zich niet voor. In dit opzicht lijkt dit register veel op een slang. Alleen het water erin beweegt van de inlaat naar de uitlaat van de batterij via leidingen met verschillende secties.

Spoelen kunnen meerdere bochten hebben; in dit geval worden, om de constructie op een aantal plaatsen te versterken, vaak dwarse inzetstukken gemaakt vanuit een hoek of een dikke staaf

Als er geen kant-en-klare bogen voor het S-vormige register bij de hand zijn, is het beter om zelf een sectie-apparaat te maken. Het is buitengewoon moeilijk om een ​​pijp met een grote doorsnede gelijkmatig te buigen zonder speciale apparatuur. Bijna de enige optie is om het metaal te verwarmen met gaslassen en het voorzichtig te buigen. Maar het risico bestaat dat de buiswanden aan kracht verliezen.

Het sectionele type bevat ook een register met een paar zijcollectoren. Ze zijn gemaakt van een buis met dezelfde diameter als de hoofdsecties en fungeren als dwarsbuizen. In dit geval beweegt het water niet van boven naar beneden, maar van links naar rechts (of omgekeerd).

Materiaal opties

Meestal maken thuisvakmensen verwarmingsregisters met hun eigen handen stalen buizen. De belangrijkste voordelen van deze optie zijn de lage kosten, de beschikbaarheid van materiaal en het relatieve lasgemak.

Naast een ronde buis kan het verwarmingsregister ook worden gemaakt van zijn geprofileerde analoog - de hydraulische weerstand zal iets anders zijn, maar niets meer

In fabrieksomstandigheden worden registers geproduceerd van:

• worden;
• aluminium;
• koper;
• gietijzer

Toonaangevend in warmteoverdracht en duurzaamheid koperen optie. Maar bij grote maten kost zo'n verwarming een aardige cent. Een aluminium apparaat is inferieur qua thermische geleidbaarheid, maar kost ook veel minder.

Het meest populaire en goedkope type verwarmingsregisters is staal. Dit is echter ook de meest inefficiënte optie voor het overbrengen van warmte van water naar lucht van alle producten die in winkels voor verwarmingsapparatuur worden verkocht.

De thermische geleidbaarheidscoëfficiënt van verschillende staalsoorten varieert van 45–48 W/(m*K). Voor gietijzer ligt deze rond de 60, voor aluminium ligt deze tussen de 200 en 240 en voor koper ligt deze rond de 400 W/(m*K). Staal is in deze technische parameter inferieur aan allemaal.

Bij het kiezen van stalen buizen moet de voorkeur worden gegeven aan producten gemaakt van koolstofstaal, deze zijn het meest duurzaam en bestand tegen hoge temperaturen.

Gietijzer en aluminium worden doorgaans alleen gebruikt bij de fabrieksproductie van registers. Het is te moeilijk om deze metalen zelfstandig onder ambachtelijke omstandigheden te lassen. Hetzelfde geldt voor roestvrij of gegalvaniseerd staal, dus het is beter om geen buizen van deze materialen te gebruiken. Ze zijn moeilijker te koken en hun warmteoverdracht is lager dan die van hun gewone zwarte tegenhanger.

Als je ervaring hebt met het lassen van koperen oppervlakken, is het maken van een register van dergelijke buizen niet al te problematisch.Vanwege de hoge warmteoverdrachtssnelheden kunnen ze met een kleinere diameter worden genomen dan bij het kiezen van een stalen optie. Het verwarmingsapparaat kost dus minder.

Koper heeft hier echter een ernstig nadeel: de behoefte aan een neutraal en schoon koelmiddel. Als er “vies” water met onzuiverheden in het verwarmingssysteem circuleert, kun je de lange levensduur van zo’n batterij vergeten.

Een soortgelijk probleem wordt ook vaak waargenomen vanwege de aanwezigheid in het systeem van elementen gemaakt van metalen die niet compatibel zijn met koper. Als een aantal preventieve maatregelen niet worden genomen, zal een dergelijk register vanwege elektrochemische corrosie geen lang leven beschoren zijn.

Apparaten met ingebouwd verwarmingselement

De standaardversie van het register houdt in dat het wordt aangesloten op de verwarmingsleidingen van een gecentraliseerd systeem of op een waterverwarmingsketel. Maar er zijn apparaten die volledig autonoom zijn. In een van de onderste buizen is een verwarmingselement ingebouwd, gevoed vanuit een 220 V elektrisch netwerk.

Volgens het ontwerp en het werkingsprincipe is het verwarmingselement in het register een conventionele elektrische boiler, die werkt vanuit een standaard eenfasig stopcontact

Het vermogen van het waterverwarmingselement kan variëren tussen 1 en 6 kW, afhankelijk van het interne volume van de warmtewisselaar. Een dergelijk verwarmingsapparaat is vaak uitgerust met een circulatiepomp, zodat het koelmiddel alle gebieden bereikt.

Een dergelijk autonoom register wordt vaak gebruikt als extra warmtebron, die alleen bij strenge vorst wordt ingeschakeld. Wanneer de buitentemperaturen niet te laag zijn, wordt de ruimte verwarmd door het algemene verwarmingssysteem. Naast water kan antivries aan het elektrische register worden toegevoegd.

Er staat een artikel op onze website waarin we in detail de kenmerken van de keuze en subtiliteiten van het aansluiten van verwarmingselementen voor verwarmingsradiatoren beschrijven. Meer details - ga naar koppeling.

Berekening van het verwarmingsontwerp

Eerst moet u het vereiste verwarmingsvermogen voor een specifieke kamer berekenen.

Volgens de regels moet een dergelijke thermische berekening worden uitgevoerd, rekening houdend met:

• oppervlakte en oriëntatie van buitenmuren (al dan niet in de zuidelijke zonnige richting);
• kubieke capaciteit van de verwarmde kamer;
• het niveau van de maximaal mogelijke negatieve temperaturen in de regio;
• mate van thermische isolatie van muren aan de straatzijde;
• de aanwezigheid van een andere verwarmde ruimte beneden en/of boven;
• hoeveelheden, maten en soorten geïnstalleerde ramen;
• aanwezigheid/afwezigheid van deuren die rechtstreeks naar de straat openen.

Bouwvoorschriften raden zelfs aan om rekening te houden met de heersende windroos in de winter. Aan de loefzijde nabij de muur zal het warmteverlies tijdens de winterperiode uiteraard groter zijn.

Vereenvoudigd: voor een kamer met een plafondhoogte van ongeveer 2,7 meter wordt het vereiste thermische vermogen berekend door de oppervlakte van de kamer met 100 W te vermenigvuldigen

Als de plafonds in de kamer zich op een niveau van 3 meter of hoger bevinden, moet voor een vereenvoudigde berekening de kubieke capaciteit van de verwarmde ruimte worden vermenigvuldigd met 34 of 41 W. De eerste coëfficiënt wordt gebruikt voor bakstenen gebouwen en de tweede voor gebouwen van gewapend beton.

Een paar getallen vermenigvuldigen is niet moeilijk. Maar we moeten ons er duidelijk van bewust zijn dat dergelijke voorwaardelijke berekeningen ver verwijderd kunnen zijn van echte cijfers, aangezien er hier veel nuances zijn.

De beste uitweg is om de vereiste berekening te bestellen bij een specialist die rekening houdt met alle parameters van de kamer. Warmteverlies treedt op via muren, ramen, vloeren, plafonds en zelfs ventilatie.Om nauwkeurige cijfers te verkrijgen, moet alles zonder uitzondering in aanmerking worden genomen.

Vervolgens moet u de afmetingen van de leidingen voor het verwarmingsregister berekenen. Gebruik hiervoor de formule:

Q= K* St*dt

letteraanduidingen:

• Q – thermisch vermogen van het register;
• K – warmteoverdrachtscoëfficiënt, afhankelijk van het buismateriaal;
• St – warmteoverdrachtsgebied (gelijk aan het getal PI vermenigvuldigd met de diameter en lengte van de buis);
• dt – thermische druk.

Dienovereenkomstig, als u Q en dt kent, hoeft u alleen nog maar de diameter van de buis en de totale lengte ervan te selecteren. Vervolgens kan deze pijpleiding, afhankelijk van het ontwerp van het register, in verschillende secties worden verdeeld, die vervolgens door dwarsbalken met elkaar worden verbonden. Om de berekeningen niet ingewikkeld te maken, is het beter om geen rekening te houden met de warmteoverdracht van laatstgenoemde.

Het dt-cijfer wordt op zijn beurt berekend op basis van de vereiste kamertemperatuur (Tv) en de indicatoren ervan in de aanvoer (Tp) en retour (To) - totaal dt = (Tp+To)/2-Tv

Bij het verbinden van buizen met een slang ontvangt elk volgend horizontaal segment ongeveer 10% minder thermische energie dan het segment erboven. Elk dergelijk deel van de registerpijplijn moet als een afzonderlijke batterij worden beschouwd. En terwijl het koelmiddel erdoorheen beweegt, koelt het geleidelijk en onvermijdelijk af en gaat de warmte de kamer in.

Een andere parameter is de afstand tussen de horizontale secties (hoofdleidingen), die de hoogte van de individuele buis weerspiegelt. Als deze opening te klein wordt gemaakt, zullen de warmtestromen van boven en onder elkaar gaan overlappen, waardoor ze elkaar negatief beïnvloeden.

Dit cijfer moet zo worden gekozen dat het iets groter is dan de diameter van de buis. Dan is de efficiëntie van het register maximaal mogelijk.

Voor meer gedetailleerde berekeningen van de kracht van verwarmingsbatterijen en hun hoeveelheid kunt u lezen Hier.

Kenmerken van installatie

Er is niets bijzonders aan het installeren van een verwarmingsregister. Moeilijkheden zijn alleen mogelijk bij het lassen van afzonderlijke buizen. Als je nog niet veel ervaring hebt met laswerkzaamheden, kun je beter eerst oefenen. Bij de aanschaf van een kant-en-klaar, in de fabriek gemaakt apparaat mogen er helemaal geen installatieproblemen optreden.

Het pijpregister wordt met krachtige beugels (haken) aan de muur gehangen. Als het op de grond wordt geplaatst, zijn ijzeren poten voldoende. Het is belangrijk om te onthouden dat de betreffende stalen kachel behoorlijk veel weegt. Bovendien wordt het gewicht van het water binnenin toegevoegd, dus de steunen en standaards moeten uiterst betrouwbaar zijn.

De uiteinden van het buisgedeelte worden afgesloten met speciale bolvormige pluggen of gelast met kleine stalen rondjes gesneden uit plaatstaal. Fittingen met buitenschroefdraad voor het installeren van een ontluchter en aansluiting op het verwarmingssysteem worden rechtstreeks in de buiswanden of in de eindplaat gesneden.

Het oppervlak van een batterij van staal moet worden bedekt met hittebestendige verf. Dankzij dit zal het apparaat er niet alleen esthetisch aantrekkelijker uitzien, maar ook extra bescherming tegen corrosie krijgen.

Gedetailleerde instructies voor het maken van verwarmingsregisters met uw eigen handen zijn te vinden in dit materiaal.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Het onderstaande videomateriaal helpt u alle nuances te begrijpen van het berekenen van het verwarmingsregister en de installatie ervan in de kamer.

Technologie voor het vervaardigen van een register uit een rechthoekige profielbuis:

Voordelen en berekening van het verwarmingsregistervermogen:

Moet je een grote ruimte verwarmen, dan is een register van gladwandige stalen buizen hiervoor ideaal.Als je de vaardigheid hebt om laswerkzaamheden uit te voeren, is het niet moeilijk om zo'n zelfgemaakte batterij met je eigen handen in elkaar te zetten. U hoeft alleen maar de parameters van dit apparaat nauwkeurig te berekenen en de juiste buisproducten ervoor te selecteren.

Heeft u vragen, heeft u tekortkomingen geconstateerd of beschikt u over waardevolle informatie die u kunt delen met bezoekers van onze site? Laat uw opmerkingen achter en stel vragen in het feedbackformulier onder het artikel.