Šildymo registrai: konstrukcijų tipai, parametrų skaičiavimas, montavimo ypatumai

Egzistuoja didžiulis kiekis skirtingų konstrukcijos ir gamybos medžiagos baterijų, skirtų gyvenamųjų ir negyvenamųjų patalpų šildymo sistemoms. Tačiau šildymo registrai tarp jų išsiskiria savo aukštu šilumos perdavimo efektyvumu ir savarankiško surinkimo paprastumu.

Išoriškai ir konstrukciškai šie šilumokaičiai primena įprastus rankšluosčių džiovintuvų spiralinius vamzdžius, tačiau savo dydžiu jie gerokai pranoksta analogus, skirtus vonios kambariams.

Mūsų pateiktame straipsnyje išsamiai aptariami šildymo registrų tipai, taip pat apžvelgsime tokios įrangos montavimo ypatumus.

Šildymo registrų iš vamzdžių įvairovė

Šildymo registras – tai klasikinis vandens-oro šilumokaitis. Daugeliu atvejų jis pagamintas iš lygiavamzdžio metalinio vamzdžio. Pastarasis gali būti vieninis arba kelių vamzdyno atkarpų eilė, išdėstytų horizontaliai viena virš kitos. Be to, pasitaiko atskirų konstrukcijų su briaunomis.

Šildymo prietaisas, pagamintas tik iš lygiavamzdžio vamzdžio, yra lengviau plaunamas nuolatinių valymų metu. Ant jo nėra plokštelinių briaunų ar siaurų vietų, kurias sunku nušluostyti skudurėliu. Dėl to ant tokio registra nesusidaro dulkių ir nešvarumų „kolonijos“. Šiuo atžvilgiu jis gerokai pranašesnis už šiuo metu plačiai paplitusius plokštinius-sekcinius radiatorius.

Paprastai šildymo registrai montuojami garažuose, sandėliuose, dirbtuvėse, ligoninėse ir mokyklose – tai yra patalpose, kuriose keliami aukštesni priešgaisrinės ir sanitarinės saugos reikalavimai.

Pagal šiluminės energijos atidavimo efektyvumą ir šildymo sąnaudas vamzdinis registras nenusileidžia įprastoms baterijoms, o dažnai ir jas pranoksta. Bendras šilumos perdavimo paviršiaus plotas abiem atvejais yra maždaug vienodas, tik nagrinėjamame prietaise šilumnešis teka plačiu kanalu.

Hidraulinis pasipriešinimas šioje situacijoje yra daug mažesnis nei standartiniame radiatoriuje iš kelių plokštinių sekcijų. O tai tiesiogiai veikia energijos sąnaudas, reikalingas vandens pumpavimui tokiu šildymo kontūru.

Tipai pagal konstrukcijos formą

Išoriškai šildymo registras atrodo ne per daug elegantiškai. Užtat jis pigus ir paprastas gamyboje. O jei įdėti šiek tiek pastangų, tokį šildytuvą-šilumokaitį visiškai galima įkomponuoti net gyvenamojo kambario interjere.

Lietuviškuose kaimo namuose iki neseniai toks šildymo sistemos variantas buvo naudojamas beveik visur. Sovietiniais laikais parduotuvėse nebuvo plokštinių-sekcinių radiatorių, tačiau plačią vamzdį gauti nebuvo taip sunku.

Tada tereikėjo tik suvirinimo aparato. Gautas vamzdinis šildytuvas sujungiamas su vandens šilumokaičiu malkinės krosnies viduje suvirinimu paprastai ir greitai. Daugiau apie baterijų keitimo dujiniu suvirinimu technologiją skaitykite toliau.

Kuo arčiau krašto yra vertikalūs vamzdžiai sekciniame registre, tuo didesnė prietaiso šilumos atidava – vanduo horizontalių vamzdžių galuose atsinaujina lėčiau nei tiesioginio šilumnešio srauto vietose.

Visi šildymo registrų tipai skirstomi į dvi grupes:

1. Sekciniai.
2. Ritiniai (S formos).

Pirmuoju atveju horizontalūs vamzdžiai tarpusavyje sujungiami mažesnio skerspjūvio skersiniais vamzdžiais, o antruoju – tokio paties skersmens lankais.

Abu variantai reikalauja daug suvirinimo darbų. Ritinį primenantį prietaisą taip pat galima pagaminti lenkiant vieną vamzdį. Tačiau ne kiekvieną didelio skersmens plieninį vamzdį galima taip išlenkti. Daug lengviau paimti paruoštus lankus ir privirinti juos prie horizontalių registro segmentų.

Prietaisas su „siūlo“ tipo jungtimi (vamzdžiai išdėstyti pakaitomis dešinėje/kairėje) neturi šalto šilumnešio zonų, čia vanduo palaipsniui praeina per visus vamzdžius.

Kai horizontalios sekcinio registro dalys sujungiamos „stulpelio“ jungtimi, skersiniai vamzdžiai privirinami iš abiejų galų. Šilumnešio cirkuliacija tokiame šildymo prietaise vyksta pagal lygiagrečią schemą. Dėl to atskiros jo zonos gali nepasiekti šilumos. Karštas vanduo tiesiog nuteka į apatinį segmentą anksčiau, nei pasiekia tolimą galą.

„Siūle“, kur šilumnešis eina per visas registro dalis, tokių problemų nekyla. Šiuo atžvilgiu šis registras daug kuo primena ritinį. Tik vanduo jame juda nuo įėjimo iki išėjimo iš baterijos skirtingo skersmens vamzdžiais.

Ritiniai gali turėti kelis vingius, tokiu atveju konstrukcijai sustiprinti keliose vietose dažnai daromi skersiniai įdėklai iš kampuočio ar storo strypo.

Jei po ranka nėra paruoštų lankų S formos registrui, geriau pačiam pasigaminti sekcinį prietaisą. Tolygiai išlenkti didelio skersmens vamzdį neturint specialios įrangos yra labai sudėtinga. Praktiškai vienintelis variantas – įkaitinti metalą dujiniu suvirinimu ir atsargiai jį sulenkti. Tačiau čia kyla pavojus, kad vamzdžio sienelės praras stiprumą.

Sekciniam tipui taip pat priskiriamas registras su pora šoninių kolektorių. Jie gaminami iš tokio pat skersmens vamzdžio kaip ir pagrindinės dalys, atlikdami skersinių vamzdžių vaidmenį. Vanduo šiuo atveju juda ne iš viršaus į apačią, o iš kairės į dešinę (arba atvirkščiai).

Variantai pagal gamybos medžiagą

Dažniausiai namų meistrai savo rankomis gamina šildymo registrus iš plieninių vamzdžių. Pagrindiniai šio varianto privalumai – pigumas, medžiagos prieinamumas ir santykinis suvirinimo paprastumas.

Be apvalaus vamzdžio, šildymo registrą taip pat galima pagaminti iš jo profiliuoto analogo – hidraulinis pasipriešinimas bus šiek tiek kitoks, bet ne daugiau.

Gamyklinėmis sąlygomis registrai gaminami iš:

• plieno;
• aliuminio;
• vario;
• ketaus.

Šilumos atidavimu ir ilgaamžiškumu pirmauja varinis variantas. Tačiau didesnių matmenų toks šildytuvas kainuos nemažą pinigų sumą. Aliumininis prietaisas jam nusileidžia pagal šilumos laidumo rodiklius, bet yra žymiai pigesnis.

Labiausiai paplitęs ir nebrangus šildymo registrų tipas – plieninis. Tačiau tai yra ir mažiausiai efektyvus šilumos perdavimo iš vandens orui variantas iš visų, parduodamų šilumos technikos parduotuvėse.

Skirtingo plieno šilumos laidumo koeficientas svyruoja tarp 45–48 W/(m*K). Ketaus yra apie 60, aliuminio – 200–240, o vario – apie 400 W/(m*K). Plienas pagal šį techninį parametrą jiems visiems nusileidžia.

Renkantis plieninius vamzdžius, pirmenybę reikėtų teikti gaminiams iš anglinio plieno, jie yra patvariausi ir atspariausi aukštoms temperatūroms.

Ketaus ir aliuminis dažniausiai naudojami tik gamyklinėje registrų gamyboje. Savarankiškai, mėgėjiškomis sąlygomis, šiuos metalus suvirinti yra pernelyg sudėtinga. Tas pats pasakytina apie nerūdijantį ar cinkuotą plieną, todėl vamzdžių iš šių medžiagų geriau nenaudoti. Juos sunkiau suvirinti, o jų šilumos atidavimas yra mažesnis nei įprasto juodojo plieno.

Turint patirties suvirinti varinius paviršius, pagaminti registrą iš tokių vamzdžių nėra pernelyg sudėtinga. Dėl aukštų šilumos perdavimo rodiklių juos galima imti mažesnio skersmens nei renkantis plieninį variantą. Taip šildymo prietaisas kainuos pigiau.

Tačiau varis čia turi rimtą trūkumą – poreikį neutraliam ir švariam šilumnešiui. Jei šildymo sistemoje cirkuliuoja „nešvarus“, su priemaišomis vanduo, tuomet apie ilgą tokio radiatoriaus tarnavimo laiką galima pamiršti.

Panaši problema taip pat dažnai pastebima dėl sistemoje esančių elementų iš su variu nesuderinamų metalų. Jei nesiimama daugybės prevencinių priemonių, dėl elektrocheminės korozijos toks registras tarnaus neilgai.

Prietaisai su įmontuotu kaitinimo elementu

Standartinis registro variantas numato jo prijungimą prie centralizuotos sistemos šildymo vamzdžių arba prie vandens šildymo katilo. Tačiau yra ir visiškai autonominių prietaisų. Viename iš apatinių vamzdžių juose įmontuojamas kaitinimo elementas, maitinamas iš 220 V elektros tinklo.

Pagal konstrukciją ir veikimo principą TEN registre yra įprastas elektrinis virdulys, veikiantis iš įprasto vienfazio lizdo.

Vandenį šildančio elemento galia gali svyruoti nuo 1 iki 6 kW, priklausomai nuo vidinio šilumokaičio tūrio. Toks šildymo prietaisas dažnai komplektuojamas su cirkuliaciniu siurbliu, kad šilumnešis pasiektų visas jo dalis.

Toks autonominis registras dažnai naudojamas kaip papildomas šilumos šaltinis, kuris įsijungia tik esant dideliems šalčiams. Kai lauke nėra pernelyg žema temperatūra, patalpos šildymas atliekamas iš bendros šildymo sistemos. Be vandens, į elektrinį registrą galima įpilti antifrizo.

Mūsų svetainėje yra straipsnis, kuriame išsamiai aprašėme šildytuvų (TEN) pasirinkimo ypatumus ir prijungimo subtilybes šildymo radiatoriams. Išsamiau – pereikite nuoroda.

Šildytuvo konstrukcijos skaičiavimas

Pirmiausia reikia apskaičiuoti reikiamą šiluminę galią konkrečiai patalpai.

Pagal taisykles, tokį šilumotechninį skaičiavimą reikia atlikti atsižvelgiant į:

• išorinių sienų plotą ir orientaciją (pietų saulės kryptimi ar ne);
• šildomos patalpos kubatūrą;
• maksimaliai galimų neigiamų temperatūrų lygį regione;
• į lauką išeinančių sienų šilumos izoliacijos laipsnį;
• dar vienos šildomos patalpos buvimą apačioje ir/arba viršuje;
• sumontuotų langų kiekį, kvadratūrą ir rūšį;
• durų, atsidarančių tiesiai į lauką, buvimą/nebuvimą.

Statybos normomis rekomenduojama net atsižvelgti į vyraujančią vėjų rožę žiemą. Iš vėjavartos pusės prie sienos šilumos nuostoliai per žiemos laikotarpį bus akivaizdžiai didesni.

Supaprastintai, patalpai, kurios lubų aukštis yra apie 2,7 metro, reikiama šiluminė galia apskaičiuojama kambario plotą padauginant iš 100 W.

Jei patalpos lubos yra 3 metrų aukštyje arba aukščiau, tada supaprastintam skaičiavimui reikia šildomo ploto kubatūrą padauginti iš 34 ar 41 W. Pirmasis koeficientas taikomas mūriniams pastatams, o antrasis – gelžbetoninėms konstrukcijoms.

Padauginti porą skaičių nėra sunku. Tačiau reikia aiškiai suvokti, kad tokie sąlyginiai skaičiavimai gali būti labai toli nuo realių skaičių, nes čia yra nemažai niuansų.

Geriausia išeitis – užsisakyti reikalingą skaičiavimą pas specialistą, kuris atsižvelgs į visus patalpos parametrus. Šilumos nuostoliai vyksta per sienas, langus, grindis, lubas ir net vėdinimą. Norint gauti tikslius skaičius, reikia atsižvelgti į viską be išimties.

Toliau reikia apskaičiuoti vamzdžių matmenis šildymo registrui. Tam reikia naudoti formulę:

Q= K* St*dt

Raidiniai žymėjimai:

• Q – registro šiluminė galia;
• K – šilumos perdavimo koeficientas, priklauso nuo vamzdžio medžiagos;
• St – šilumos perdavimo plotas (lygus skaičiui PI, padaugintam iš vamzdžio skersmens ir ilgio);
• dt – šiluminis slėgis.

Atitinkamai, žinant Q ir dt, belieka tik parinkti vamzdžio skersmenį ir bendrą jo ilgį. Tada, priklausomai nuo registro konstrukcijos, šį vamzdyną galima padalinti į keletą atkarpų, kurios vėliau bus sujungtos skersiniais. Pastarųjų šilumos perdavimo, kad neapsunkintumėte skaičiavimų, geriau neatsižvelgti.

Skaičius dt savo ruožtu apskaičiuojamas pagal reikiamą temperatūrą patalpoje (Tv) ir jos rodiklius tiekime (Tp) bei grįžtamojoje linijoje (To) – iš viso dt=(Tp+To)/2-Tv

Jungiant vamzdžius gyvatuke, kiekvienas kitas horizontalus segmentas gauna maždaug 10% mažiau šiluminės energijos nei esantis viršuje. Kiekvieną tokią registro vamzdyno atkarpą reikia vertinti kaip atskirą radiatorių. O šilumnešis, jiems judant, palaipsniui ir neišvengiamai vėsta, šiluma išeina į patalpą.

Dar vienas parametras – atstumas tarp horizontalių sekcijų (pagrindinių vamzdžių), kuris atspindi atskiro vamzdžio aukštį. Jei šį tarpą padarysite per mažą, tai šilumos srautai iš viršaus ir apačios pradės persidengti, neigiamai veikdami vienas kitą.

Šį skaičių reikia parinkti taip, kad jis būtų šiek tiek didesnis už vamzdžio skersmenį. Tada registro efektyvumas bus maksimaliai įmanomas.

Išsamesnius šildymo baterijų galios ir jų kiekio skaičiavimus galite perskaityti čia.

Montavimo atlikimo ypatumai

Nieko ypač sudėtingo įrengiant šildymo registrą nėra. Sunkumų gali kilti tik jį suvirinant iš atskirų vamzdžių. Jei neturite didelės suvirinimo darbų atlikimo patirties, geriau pirmiausia pasipraktikuoti. Perkant jau pagamintą gamyklinį prietaisą, problemų su montavimu neturėtų kilti.

Vamzdinio registro kabinimas ant sienų atliekamas naudojant galingus laikiklius (kablius). Jei jis statomas ant grindų, užteks ir geležinių kojelių. Svarbu atsiminti, kad aptariamas plieninis šildytuvas sveria gana daug. Be to, prisideda ir viduje esančio vandens svoris, todėl tvirtinimai ir atramos turi būti itin patikimi.

Sekcijinių vamzdžių galai uždaromi specialiais sferiniais kamščiais arba užvirinami naudojant mažus plieninius apskritimus, išpjautus iš lakštinės geležies. Antgaliai su išoriniu sriegiu oro išleidimo čiaupo įrengimui ir prijungimui prie šildymo sistemos įpjaunami tiesiai į vamzdžio sienelę arba į galinę plokštę.

Pagaminto iš plieno radiatoriaus paviršių verta padengti karščiui atspariais dažais. Dėl jų prietaisas ne tik taps išoriškai estetiškesnis, bet ir įgys papildomą antikorozinę apsaugą.

Išsamią instrukciją, kaip pasigaminti šildymo registrus savo rankomis, galite perskaityti šioje medžiagoje.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Žemiau surinkti vaizdo įrašai padės jums išsiaiškinti visus šildymo registro skaičiavimo ir jo montavimo patalpoje niuansus.

Registro gaminimo iš profilinio stačiakampio vamzdžio technologija:

Šildymo registro privalumai ir galios skaičiavimas:

Jei reikia apšildyti didelį pagal tūrį patalpą, tai registras iš lygiasienių plieninių vamzdžių tam puikiai tinka. Turint suvirinimo darbų įgūdžių, surinkti tokį savadarbį radiatorių savo rankomis nėra sunku. Tereikia tiksliai apskaičiuoti šio prietaiso parametrus ir tinkamai parinkti jam vamzdinius gaminius.

Ar liko klausimų, radote trūkumų ar turite vertingos informacijos, kuria galite pasidalinti su mūsų svetainės lankytojais? Prašome palikti savo komentarus, užduoti klausimus atsiliepimų formoje, esančioje po straipsniu.