Registri grijanja: vrste konstrukcija, proračun parametara, značajke montaže

Postoji ogroman broj različitih po konstrukciji i materijalu izrade baterija za sustave grijanja stambenih i nestambenih prostora. Ali registri grijanja među njima ističu se svojom visokom učinkovitošću prijenosa topline i jednostavnošću samostalne montaže.

Izvana i konstrukcijski ovi izmjenjivači topline podsjećaju na uobičajene zavojnice sušilica ručnika, ali po veličini znatno nadmašuju analogne za kupaonice.

U članku koji predstavljamo detaljno su analizirane vrste registara grijanja, a također ćemo analizirati značajke montaže takve opreme.

Vrste registara grijanja od cijevi

Registar grijanja je klasični izmjenjivač topline 'voda-zrak'. U većini slučajeva izrađuje se od glatke metalne cijevi. Potonja može biti pojedinačna ili u obliku niza od nekoliko dijelova cjevovoda postavljenih vodoravno jedan iznad drugog. Pritom se javljaju pojedinačne konstrukcije s rebrima.

Grijaći uređaj izrađen samo od glatke cijevi lakše se čisti tijekom redovitog čišćenja. Na njemu nema pločastih rebara ili uskih mjesta koja je teško obrisati krpom. Kao rezultat toga, na takvom registru ne stvaraju se 'kolonije' prašine i prljavštine. U tom pogledu znatno nadmašuje danas široko rasprostranjene panelno-sekcijske radijatore.

Obično se registri grijanja ugrađuju u garažama, skladištima, radionicama, bolnicama i školama – dakle u prostorijama gdje su povećani zahtjevi za protupožarnu i sanitarnu sigurnost.

Po učinkovitosti predaje toplinske energije i troškovima grijanja cijevni registar ne zaostaje za uobičajenim baterijama, a često ih i nadmašuje. Ukupna površina prijenosa topline u oba je slučaja približno ista, samo u promatranom uređaju toplinski medij teče širokim kanalom.

Hidraulički otpor u ovoj situaciji znatno je niži od onog u standardnom radijatoru od nekoliko panelnih sekcija. A to izravno utječe na troškove energije za pumpanje vode kroz takav krug grijanja.

Vrste prema obliku konstrukcije

Izvana registar grijanja ne izgleda previše elegantno. Ali jeftin je i jednostavan za izradu. A ako uložite malo truda, takav grijač-izmjenjivač topline može se uklopiti u interijer čak i stambene sobe.

U domaćim seoskim kućama do nedavno se ova vrsta sustava grijanja koristila gotovo posvuda. U sovjetsko vrijeme panelnih sekcijskih radijatora nije bilo u prodaji, ali široku cijev nije bilo tako teško nabaviti.

A dalje je bio potreban samo aparat za zavarivanje. Dobiveni cijevni grijač povezuje se s vodenim izmjenjivačem topline unutar peći na drva zavarivanjem jednostavno i brzo. Više o tehnologiji zamjene baterija metodom plinskog zavarivanja pročitajte dalje.

Što su vertikalne spojne cijevi u sekcijskom registru bliže rubu, to je toplinski učinak uređaja veći – voda se na krajevima horizontalnih cijevi obnavlja sporije nego u dijelovima s izravnim protokom toplinskog medija.

Sve vrste registara za grijanje dijele se u dvije grupe:

1. Sekcijski.
2. Zmijoliki (u obliku slova S).

U prvom slučaju horizontalne cijevi se međusobno povezuju poprečnim spojnim cijevima manjeg presjeka, a u drugom – lukovima istog promjera.

Obje opcije podrazumijevaju velike količine zavarivačkih radova. Zmijoliki uređaj također se može izraditi savijanjem jedne cijevi. Međutim, ne može se svaki cijevni proizvod velikog promjera od čelika saviti na takav način. Mnogo je lakše uzeti gotove lukove i zavariti ih na horizontalne segmente registra.

U uređaju sa spojem «nit» (spojne cijevi smještene naizmjenično desno/lijevo) nema zona s hladnim toplinskim medijem, voda ovdje postepeno prolazi kroz sve cijevi.

Kod spajanja horizontalnih dijelova sekcijskog registra spojem «kolona» poprečne spojne cijevi se zavaruju s oba kraja. Cirkulacija toplinskog medija u takvom uređaju za grijanje odvija se po paralelnoj shemi. Kao rezultat, pojedine zone u njemu mogu dobiti manje topline. Vruća voda jednostavno otječe u donji segment prije nego što stigne do krajnjeg kraja.

U «niti», gdje toplinski medij prolazi kroz sve dijelove registra, sličnih problema nema. U tom pogledu ovaj registar u mnogočemu podsjeća na zmijolik. Samo se voda u njemu kreće od ulaza do izlaza iz baterije kroz cijevi različitog presjeka.

Zmijoliki mogu imati nekoliko zavoja, u tom se slučaju za ojačanje konstrukcije na nekoliko mjesta često izrađuju poprečni umetci od kutnika ili debele šipke.

Ako nema gotovih lukova za S-oblik registra pri ruci, onda je bolje samostalno izraditi sekcijski uređaj. Ravnomjerno saviti cijev velikog presjeka bez posebne opreme iznimno je teško. Gotovo jedina opcija je zagrijati metal plinskim zavarivanjem i pažljivo ga saviti. No, ovdje postoji rizik gubitka čvrstoe stijenki cijevi.

U sekcijski tip također spada registar s parom bočnih kolektora. Oni se proizvode od cijevi istog promjera kaoo i glavni dijelovi, obavljajući ulogu poprečnih spojnih cijevi. Voda se u ovom slučaju kreće ne odozgo prema dolje, već slijeva nadesno (ili obrnuto).

Varijante prema materijalu izrade

Kućni majstori najčešće sami izrađuju registre grijanja od čeličnih cijevi. Glavne prednosti ove opcije su niska cijena, dostupnost materijala i relativna jednostavnost zavarivanja.

Osim okrugle cijevi, registar grijanja može se izraditi i od njezine profilirane inačice – hidraulički otpor bit će nešto drugačiji, ali ništa više od toga.

U tvorničkim uvjetima registri se proizvode od:

• čelika;
• aluminija;
• bakra;
• lijevanog željeza.

Po prijenosu topline i trajnosti prednjači bakrena inačica. No kod velikih dimenzija takav grijač koštat će priličnu svotu. Aluminijski uređaj zaostaje za njim u toplinskoj vodljivosti, ali je i znatno jeftiniji.

Najčešći i najjeftiniji tip registara grijanja je čelični. Međutim, to je i najneučinkovitija opcija u prijenosu topline s vode na zrak od svih koje se prodaju u trgovinama termotehnike.

Koeficijent toplinske vodljivosti različitog čelika kreće se od 45 do 48 W/(m·K). Kod lijevanog željeza iznosi oko 60, kod aluminija 200–240, a kod bakra oko 400 W/(m·K). Čelik je u ovom tehničkom parametru inferioran svima njima.

Pri odabiru čeličnih cijevi prednost treba dati proizvodima od ugljičnog čelika, koji su najčvršći i otporni na visoke temperature.

Lijevano željezo i aluminij obično se koriste samo u tvorničkoj proizvodnji registara. Samostalno, u kućnim uvjetima, zavarivanje ovih metala previše je složeno. Isto vrijedi i za nehrđajući ili pocinčani čelik, stoga je bolje ne uzimati cijevi od tih materijala. Teže ih je zavarivati, a prijenos topline im je niži nego kod običnog crnog čelika.

Uz iskustvo u zavarivanju bakrenih površina, izrada registra od takvih cijevi nije previše problematična. Zbog visokih svojstava prijenosa topline mogu se uzeti manjeg promjera nego pri odabiru čelične inačice. Tako će uređaj za grijanje biti jeftiniji.

Međutim, bakar ovdje ima ozbiljan nedostatak – potrebu za neutralnim i čistim medijem za prijenos topline. Ako u sustavu grijanja cirkulira 'prljava' voda s primjesama, o dugom vijeku trajanja takve baterije možete zaboraviti.

Sličan se problem također često javlja zbog prisutnosti elemenata od metala nekompatibilnih s bakrom u sustavu. Ako se ne predvidi niz preventivnih mjera, zbog elektrokemijske korozije takav registar neće dugo trajati.

Uređaji s ugrađenim grijaćim elementom

Standardna inačica registra podrazumijeva njegovo spajanje na cijevi grijanja centralnog sustava ili na kotao za grijanje vode. Ali postoje i potpuno autonomni uređaji. U jednu od donjih cijevi ugrađuje se grijaći element koji se napaja iz električne mreže od 220 V.

Po konstrukciji i načelu rada, grijaći element u registru je obični električni grijač koji radi na standardnoj jednofaznoj utičnici.

Snaga grijaćeg elementa za vodu može varirati od 1 do 6 kW, ovisno o unutrašnjem volumenu izmjenjivača topline. Takav uređaj za grijanje često je opremljen cirkulacijskom pumpom kako bi toplinski medij dopirao do svih njegovih dijelova.

Takav autonomni registar često se koristi kao dodatni izvor topline koji se uključuje samo pri jakim mrazevima. Pri ne previše niskim temperaturama vani, grijanje prostorije provodi se iz zajedničkog sustava grijanja. Osim vode, u električni registar moguće je uliti i antifriz.

Na našoj web stranici postoji članak u kojem smo detaljno opisali značajke odabira i suptilnosti povezivanja grijaćih elemenata za radijatore grijanja. Više detalja – posjetite poveznicu.

Izračun konstrukcije grijača

Najprije je potrebno izračunati potrebnu toplinsku snagu za određenu prostoriju.

Prema pravilima, takav toplinski proračun treba napraviti uzimajući u obzir:

• površinu i orijentaciju vanjskih zidova (prema jugu, sunčanoj strani ili ne);
• kubaturu grijane prostorije;
• razinu najviših mogućih negativnih temperatura u regiji;
• stupanj toplinske izolacije zidova koji izlaze na ulicu;
• postojanje ispod i/ili iznad još jedne grijane prostorije;
• broj, površinu i vrstu ugrađenih prozora;
• postojanje/odsutnost vrata koja se otvaraju izravno na ulicu.

Građevinskim normama preporučuje se čak uzeti u obzir prevladavajuću ružu vjetrova zimi. Na privjetrinskoj strani zida gubitci topline tijekom zimskog razdoblja bit će znatno veći.

Pojednostavljeno, za prostoriju s visinom stropa oko 2,7 metara potrebna toplinska snaga izračunava se množenjem površine prostorije sa 100 W

Ako su stropovi u prostoriji na visini od 3 metra ili više, tada za pojednostavljeni proračun treba kubaturu grijanog prostora pomnožiti s 34 ili 41 W. Prvi koeficijent uzima se za zgrade od opeke, a drugi – za građevine od armiranog betona.

Pomnožiti par brojeva nije teško. No treba biti jasno svjestan da takvi uvjetni izračuni mogu biti vrlo daleko od stvarnih brojki, jer ovdje ima mnogo nijansi.

Najoptimalniji izlaz je naručiti potreban proračun kod stručnjaka koji će uzeti u obzir sve parametre prostorije. Gubitci topline nastaju kroz zidove, prozore, pod, strop, pa čak i ventilaciju. Za dobivanje točnih brojki potrebno je uzeti u obzir sve bez iznimke.

Dalje je potrebno izračunati dimenzije cijevi za grijaći registar. Za to treba koristiti formulu:

Q= K* St*dt

slovne oznake:

• Q – toplinska snaga registra;
• K – koeficijent prijenosa topline, ovisi o materijalu cijevi;
• St – površina prijenosa topline (jednaka je broju PI pomnoženom s promjerom i duljinom cijevi);
• dt – toplinski napon.

Stoga, poznavajući Q i dt, preostaje samo odabrati promjer cijevi i njezinu ukupnu duljinu. Zatim se, ovisno o konstrukciji registra, taj cjevovod može podijeliti na nekoliko dijelova koji će se naknadno spojiti poprečnim vezama. Prijenos topline s potonjih, kako ne bismo komplicirali proračune, bolje je ne uzeti u obzir.

Vrijednost dt se pak izračunava na temelju potrebne temperature u prostoriji (Tv) i njezinih vrijednosti u dovodu (Tp) i povratu (To) – ukupno dt=(Tp+To)/2-Tv

Kod spajanja cijevi serpentinasto, svaki sljedeći vodoravni segment dobiva približno 10% manje toplinske energije od onog iznad njega. Svaki takav dio registarskog cjevovoda treba promatrati kao zasebnu bateriju. A toplinski nosač se tijekom kretanja kroz njih postupno i neizbježno hladi, toplina odlazi u prostoriju.

Još jedan parametar je razmak između vodoravnih sekcija (glavnih cijevi), koji odražava visinu pojedine spojnice. Ako se taj razmak učini premalim, tokovi topline odozgo i odozdo počet će se preklapati, negativno utječući jedan na drugog.

Tu vrijednost treba odabrati tako da bude nešto veća od promjera cijevi. Tada će učinkovitost registra biti maksimalno moguća.

Detaljnije proračune snage radijatora i njihovog broja možete pročitati ovdje.

Značajke izvođenja montaže

Ništa posebno složeno nije u instalaciji registra grijanja. Poteškoće su moguće samo pri njegovom zavarivanju od pojedinačnih cijevi. Ako nemate velikog iskustva u izvođenju zavarivačkih radova, bolje je prvo vježbati. Pri kupnji gotovog uređaja tvorničke izrade problema s montažom uopće ne bi trebalo biti.

Vješanje cijevnog registra na zidove vrši se pomoću snažnih nosača (kuka). Ako se postavlja na pod, dovoljne su i željezne nogice. Važno je zapamtiti da predmetni grijač od čelika teži dosta. Plus se dodaje težina vode unutra, stoga pričvršćenja i podnožja moraju biti iznimno pouzdana.

Čeoni dijelovi cijevi-sekcija zatvaraju se posebnim sfernim čepovima ili zavaruju pomoću malih čeličnih okruglih komada izrezanih iz lima. Priključci s vanjskim navojem za ugradnju ventila za odzračivanje i spajanje na sustav grijanja urezuju se izravno u stijenke cijevi ili u čeonu ploču.

Površinu izrađene čelične baterije vrijedi premazati termootpornom bojom. Zahvaljujući njoj, uređaj ne samo da će izvana postati estetski privlačniji, već će dobiti i dodatnu antikorozijsku zaštitu.

Detaljne upute za izradu registara grijanja vlastitim rukama možete pročitati u ovom materijalu.

Zaključci i koristan video na temu

Video materijali prikupljeni u nastavku pomoći će vam da se snađete u svim nijansama proračuna registra grijanja i njegove montaže u prostoriji.

Tehnologija izrade registra od profilne pravokutne cijevi:

Prednosti i proračun snage registra grijanja:

Ako je potrebno zagrijati veliku prostoriju po kubaturi, tada je registar od glatkostijenih čeličnih cijevi za to idealan. Uz vještinu izvođenja zavarivačkih radova, sastavljanje takve domaće baterije vlastitim rukama nije teško. Treba samo točno izračunati parametre ovog uređaja i pravilno odabrati cijevne proizvode za njega.

Imate li pitanja, pronašli ste nedostatke ili imate vrijedne informacije koje možete podijeliti s posjetiteljima naše web stranice? Molimo ostavite svoje komentare, postavite pitanja u obrascu za povratne informacije koji se nalazi ispod članka.