Topné registry: typy konstrukcí, výpočet parametrů, vlastnosti instalace

Existuje obrovské množství baterií různých provedení a materiálů pro topné systémy pro bytové i nebytové prostory.Topné registry však mezi nimi vynikají vysokou účinností přenosu tepla a snadnou montáží.

Externě a konstrukčně se tato zařízení pro výměnu tepla podobají běžným vyhřívaným spirálám na ručníky, ale velikostí jsou mnohem větší než jejich analogy pro koupelny.

V článku, který jsme představili, podrobně zkoumáme typy topných registrů a také analyzujeme vlastnosti instalace takového zařízení.

Typy topných registrů z trubek

Topný registr je klasický výměník voda-vzduch. Ve většině případů je vyrobena z hladké kovové trubky. Ten může být jednoduchý nebo ve formě řady několika úseků potrubí umístěných vodorovně nad sebou. V tomto případě existují jednotlivé struktury s ploutvemi.

Topné zařízení vyrobené pouze z hladké trubky se při běžném čištění snadněji čistí. Nejsou zde žádná žebra ve tvaru talíře nebo těsná místa, která se obtížně otírají hadrem. V důsledku toho se na takovém registru netvoří „kolonie“ prachu a nečistot. V tomto ohledu velmi předčí v současnosti rozšířené panelové článkové radiátory.

Topné registry jsou obvykle instalovány v garážích, skladech, dílnách, nemocnicích a školách - tedy v prostorách, kde jsou zvýšené požadavky na požární a hygienickou bezpečnost.

Z hlediska účinnosti přenosu tepelné energie a nákladů na vytápění není potrubní registr horší běžné bateriea často je předčí. Celková teplosměnná plocha je v obou případech přibližně stejná, pouze v uvažovaném zařízení proudí chladivo širokým kanálem.

Hydraulický odpor je v této situaci mnohem nižší než u standardního radiátoru složeného z několika panelových sekcí. A to přímo ovlivňuje energetické náklady na čerpání vody takovým topným okruhem.

Typy podle tvaru provedení

Navenek nevypadá topný registr příliš elegantně. Ale je levný a snadno se vyrábí. A pokud vynaložíte trochu úsilí, pak se takový výměník tepla a topení snadno vejde do interiéru dokonce i obývacího pokoje.

V domácích vesnických domech se až donedávna používala podobná verze topného systému téměř všude. V sovětských dobách nebyly panelové sekční radiátory k dispozici na prodej, ale široké potrubí nebylo tak obtížné získat.

A pak už bylo potřeba jen svařovací stroj. Výsledný trubkový ohřívač se jednoduše a rychle připojí k vodnímu výměníku tepla uvnitř kamen na dřevo. Přečtěte si více o technologii výměny baterií metodou svařování plynem. Dále.

Čím blíže k okraji jsou vertikální potrubí v sekčním registru, tím vyšší je přenos tepla zařízení - voda na koncích horizontálních potrubí se obnovuje pomaleji než v oblastech s přímým proudem chladiva

Všechny typy topných registrů jsou rozděleny do dvou skupin:

1. Sekční.
2. Cívky (ve tvaru S).

V prvním případě jsou vodorovné trubky navzájem spojeny příčnými trubkami menšího průřezu a ve druhém - oblouky stejného průměru.

Obě možnosti vyžadují velké množství svařovacích prací. Cívkové zařízení lze vyrobit také ohnutím jedné trubky.Ne každý ocelový trubkový výrobek velkého průměru však lze tímto způsobem ohnout. Je mnohem jednodušší vzít hotové oblouky a přivařit je k vodorovným segmentům registru.

U zařízení se „závitovým“ připojením (trubky jsou umístěny střídavě vpravo/vlevo) nejsou žádné zóny se studenou chladicí kapalinou, voda zde postupně prochází všemi potrubími

Při spojování vodorovných úseků sekčního registru se „sloupovým“ spojem jsou na obou koncích svařeny příčné trubky. Cirkulace chladicí kapaliny v takovém topném zařízení probíhá v paralelním okruhu. V důsledku toho některé zóny v něm nemusí přijímat dostatek tepla. Horká voda jednoduše proudí do spodního segmentu, než dosáhne vzdáleného konce.

V „závitu“, kde chladicí kapalina prochází všemi sekcemi registru, takové problémy nevznikají. V tomto ohledu je tento registr podobný hadovi. Pouze voda v něm se pohybuje od vstupu k výstupu baterie potrubím různých sekcí.

Cívky mohou mít několik ohybů; v tomto případě pro zpevnění konstrukce na mnoha místech jsou příčné vložky často vyrobeny z rohu nebo silné tyče

Pokud nejsou k dispozici žádné hotové oblouky pro registr ve tvaru S, je lepší vyrobit sekční zařízení sami. Bez speciálního vybavení je extrémně obtížné rovnoměrně ohýbat trubku velkého průřezu. Téměř jedinou možností je zahřát kov svařováním plynem a opatrně jej ohýbat. Existuje ale riziko ztráty pevnosti stěn potrubí.

Sekční typ obsahuje také registr s dvojicí bočních sběračů. Jsou vyrobeny z trubky stejného průměru jako hlavní sekce, fungující jako příčné trubky. Voda se v tomto případě nepohybuje shora dolů, ale zleva doprava (nebo naopak).

Materiálové možnosti

Nejčastěji domácí řemeslníci vyrábějí topné registry vlastníma rukama ocelové trubky. Hlavními výhodami této možnosti jsou nízké náklady, dostupnost materiálu a relativní snadnost svařování.

Kromě kulaté trubky může být topný registr vyroben také z jeho profilovaného analogu - hydraulický odpor se bude mírně lišit, ale nic víc

V továrních podmínkách jsou registry vyráběny z:

• stát se;
• hliník;
• měď;
• litina

Vede v přenosu tepla a odolnosti měděná varianta. Ale s velkými rozměry bude takový ohřívač stát pěkný cent. Hliníkové zařízení je z hlediska tepelné vodivosti horší, ale také stojí mnohem méně.

Nejoblíbenějším a nejlevnějším typem topných registrů je ocel. Je to však také nejneefektivnější varianta přenosu tepla z vody do vzduchu ze všech prodávaných v obchodech s topnou technikou.

Součinitel tepelné vodivosti různých ocelí se pohybuje v rozmezí 45–48 W/(m*K). U litiny je to kolem 60, u hliníku 200–240 a u mědi asi 400 W/(m*K). Ocel je v tomto technickém parametru horší než všechny.

Při výběru ocelových trubek je třeba upřednostňovat výrobky vyrobené z uhlíkové oceli, jsou nejtrvanlivější a odolné vůči vysokým teplotám.

Litina a hliník se obvykle používají pouze v tovární výrobě registrů. Je příliš obtížné svařovat tyto kovy samostatně v řemeslných podmínkách. Totéž platí pro nerezovou nebo pozinkovanou ocel, proto je lepší nepoužívat trubky z těchto materiálů. Jsou náročnější na vaření a jejich přenos tepla je nižší než u jejich běžného černého protějšku.

Pokud máte zkušenosti se svařováním měděných povrchů, není výroba registru z takových trubek příliš problematická.Vzhledem k vysokým rychlostem přenosu tepla je lze vzít s menším průměrem než při výběru oceli. Takže topné zařízení bude stát méně.

Měď zde však má vážnou nevýhodu - potřebu neutrální a čisté chladicí kapaliny. Pokud v topném systému cirkuluje „špinavá“ voda s nečistotami, můžete na dlouhou životnost takové baterie zapomenout.

Podobný problém je také často pozorován kvůli přítomnosti prvků vyrobených z kovů nekompatibilních s mědí v systému. Pokud se neučiní řada preventivních opatření, takový registr kvůli elektrochemické korozi dlouho nevydrží.

Zařízení s vestavěným topným tělesem

Standardní verze registru zahrnuje připojení k topným potrubím centralizovaného systému nebo k bojleru na ohřev vody. Existují ale zařízení, která jsou zcela autonomní. V jednom ze spodních potrubí je v nich zabudováno topné těleso napájené z elektrické sítě 220 V.

Topným tělesem v registru je podle konstrukce a principu činnosti běžný elektrokotel, pracující z běžné jednofázové zásuvky

Výkon vodního topného tělesa se může pohybovat mezi 1–6 kW v závislosti na vnitřním objemu výměníku tepla. Takové topné zařízení je často vybaveno oběhovým čerpadlem, takže chladicí kapalina dosáhne všech jeho oblastí.

Takový autonomní registr se často používá jako doplňkový zdroj tepla, který se zapíná pouze při silných mrazech. Když venkovní teploty nejsou příliš nízké, místnost je vytápěna z obecného topného systému. Kromě vody lze do elektrického registru přidat nemrznoucí kapalinu.

Na našem webu je článek, kde jsme podrobně popsali vlastnosti výběru a jemnosti připojení topných těles pro topná tělesa. Další podrobnosti - přejděte na odkaz.

Výpočet návrhu ohřívače

Nejprve je potřeba vypočítat potřebný topný výkon pro konkrétní místnost.

Podle pravidel by takový tepelný výpočet měl být proveden s ohledem na:

• plocha a orientace vnějších stěn (v jižním slunném směru nebo ne);
• kubatura vytápěné místnosti;
• úroveň maximálních možných záporných teplot v regionu;
• stupeň tepelné izolace stěn směřujících do ulice;
• přítomnost další vytápěné místnosti pod a/nebo nad;
• množství, velikosti a typy nainstalovaných oken;
• přítomnost/nepřítomnost dveří otevíraných přímo do ulice.

Stavební zákony dokonce doporučují brát v úvahu převládající větrnou růžici v zimě. Na návětrné straně u stěny budou tepelné ztráty v zimním období samozřejmě vyšší.

Zjednodušeně řečeno, pro místnost s výškou stropu kolem 2,7 metru se potřebný tepelný výkon vypočítá vynásobením plochy místnosti 100 W

Pokud jsou stropy v místnosti umístěny na úrovni 3 metrů nebo výše, pak pro zjednodušený výpočet je třeba kubaturu vytápěného prostoru vynásobit 34 nebo 41 W. První koeficient se bere pro zděné budovy a druhý pro železobetonové budovy.

Vynásobení několika čísel není obtížné. Musíme si však být jasně vědomi toho, že takové podmíněné výpočty mohou být velmi vzdálené od skutečných čísel, protože zde existuje mnoho nuancí.

Nejlepší cestou ven je objednat si požadovaný výpočet od specialisty, který zohlední všechny parametry místnosti. Ke ztrátám tepla dochází stěnami, okny, podlahami, stropy a dokonce i větráním.Pro získání přesných čísel je třeba vzít v úvahu vše bez výjimky.

Dále je třeba vypočítat rozměry potrubí pro topný registr. Chcete-li to provést, použijte vzorec:

Q= K* St*dt

označení písmen:

• Q – tepelný výkon registru;
• K – součinitel prostupu tepla, závisí na materiálu potrubí;
• St – teplosměnná plocha (rovná se číslu PI vynásobenému průměrem a délkou potrubí);
• dt – tepelný tlak.

Při znalosti Q a dt tedy zbývá pouze vybrat průměr trubky a její celkovou délku. Poté lze toto potrubí v závislosti na provedení registru rozdělit na několik úseků, které budou následně spojeny příčkami. Aby se výpočty nekomplikovaly, je lepší nezohledňovat přenos tepla z druhého.

Hodnota dt se zase vypočítá na základě požadované pokojové teploty (Tv) a jejích indikátorů na přívodu (Tp) a zpátečce (To) - celková dt = (Tp+To)/2-Tv

Při spojování trubek hadem dostává každý následující vodorovný segment přibližně o 10 % méně tepelné energie než výše umístěný. Každý takový úsek potrubí registru by měl být považován za samostatnou baterii. A jak se přes ně chladicí kapalina pohybuje, postupně a nevyhnutelně se ochlazuje a teplo jde do místnosti.

Dalším parametrem je vzdálenost mezi vodorovnými úseky (hlavní potrubí), která odráží výšku jednotlivého potrubí. Pokud je tato mezera příliš malá, tepelné toky shora a zdola se začnou překrývat a vzájemně se negativně ovlivňovat.

Tento údaj musí být zvolen tak, aby byl o něco větší než průměr trubky. Pak bude účinnost registru maximální možná.

Pro podrobnější výpočty výkonu topných baterií a jejich množství si můžete přečíst Tady.

Vlastnosti instalace

Na instalaci topného registru není nic zvlášť obtížného. Potíže jsou možné pouze při jeho svařování z jednotlivých trubek. Pokud nemáte mnoho zkušeností se svářečskými pracemi, je lepší si to nejprve procvičit. Při nákupu hotového, továrně vyrobeného zařízení by problémy s instalací neměly vůbec nastat.

Trubkový registr se zavěšuje na stěny pomocí výkonných konzol (háčků). Pokud je umístěn na podlaze, pak postačí železné nohy. Je důležité si uvědomit, že dotyčný ocelový ohřívač váží poměrně hodně. Navíc se přidává váha vody uvnitř, takže držáky a stojany musí být extrémně spolehlivé.

Konce trubkové části jsou uzavřeny speciálními kulovými zátkami nebo svařeny pomocí malých ocelových kruhů vyříznutých z plechu. Vnější závitové fitinky pro instalaci odvzdušňovacího ventilu a připojení k topnému systému se vyřezávají přímo do stěn potrubí nebo do koncové desky.

Povrch baterie vyrobené z oceli by měl být potažen žáruvzdornou barvou. Zařízení se díky němu stane nejen estetičtějším vzhledem, ale získá i další antikorozní ochranu.

Podrobné pokyny pro vytváření topných registrů vlastníma rukama naleznete v tento materiál.

Závěry a užitečné video k tématu

Video materiály shromážděné níže vám pomohou pochopit všechny nuance výpočtu topného registru a jeho instalace v místnosti.

Technologie výroby registru z profilové obdélníkové trubky:

Výhody a výpočet výkonu topného registru:

Pokud potřebujete vytopit velkou místnost, pak je k tomu ideální registr z hladkostěnných ocelových trubek.Pokud máte dovednosti provádět svářečské práce, není těžké sestavit takovou domácí baterii vlastníma rukama. Stačí přesně vypočítat parametry tohoto zařízení a vybrat pro něj správné potrubní produkty.

Máte nějaké dotazy, našli jste nějaké nedostatky nebo máte cenné informace, o které se můžete podělit s návštěvníky našich stránek? Zanechte prosím své komentáře a dotazy ve formuláři zpětné vazby umístěném pod článkem.