Registri di riscaldamento: tipologie di strutture, calcolo dei parametri, caratteristiche di installazione

Esiste un numero enorme di batterie di diversi design e materiali per sistemi di riscaldamento per locali residenziali e non residenziali.Ma i registri di riscaldamento si distinguono per l'elevata efficienza di trasferimento del calore e la facilità di autoassemblaggio.

Esternamente e strutturalmente, questi dispositivi di scambio termico assomigliano alle normali bobine portasciugamani riscaldate, ma in termini di dimensioni sono molto più grandi dei loro analoghi per i bagni.

Nell'articolo che abbiamo presentato, esamineremo in dettaglio le tipologie di registri di riscaldamento e analizzeremo anche le caratteristiche dell'installazione di tali apparecchiature.

Tipi di registri di riscaldamento realizzati con tubi

Il registro di riscaldamento è un classico scambiatore di calore acqua-aria. Nella maggior parte dei casi, è costituito da un tubo metallico a pareti lisce. Quest'ultimo può essere singolo o sotto forma di una serie di più sezioni di tubazione posizionate orizzontalmente l'una sopra l'altra. In questo caso ci sono strutture individuali con alette.

Un dispositivo di riscaldamento realizzato solo con un tubo a pareti lisce è più facile da pulire durante la pulizia regolare. Non ci sono nervature a forma di piastra o punti stretti difficili da pulire con uno straccio. Di conseguenza su tale registro non si formano “colonie” di polvere e sporco. In questo senso supera di gran lunga i radiatori a pannelli componibili attualmente diffusi.

Di solito, i registri del riscaldamento vengono installati in garage, magazzini, officine, ospedali e scuole, ovvero in locali in cui vi sono maggiori requisiti di sicurezza antincendio e sanitaria

In termini di efficienza del trasferimento di energia termica e costi di riscaldamento, il registro dei tubi non è inferiore a batterie normali, e spesso li supera. La superficie totale di trasferimento del calore in entrambi i casi è approssimativamente la stessa, solo nel dispositivo in esame il liquido di raffreddamento scorre attraverso un ampio canale.

La resistenza idraulica in questa situazione è molto inferiore a quella di un radiatore standard composto da più sezioni di pannelli. E ciò influisce direttamente sui costi energetici per il pompaggio dell'acqua attraverso un tale circuito di riscaldamento.

Tipi per forma di progettazione

Esternamente il registro del riscaldamento non appare molto elegante. Ma è economico e facile da realizzare. E se fai un piccolo sforzo, un tale scambiatore di calore può facilmente adattarsi anche all'interno di un soggiorno.

Nelle case dei villaggi domestici, fino a poco tempo fa, una versione simile del sistema di riscaldamento veniva utilizzata quasi ovunque. In epoca sovietica, i radiatori a pannelli non erano disponibili per la vendita, ma non era così difficile ottenere un tubo largo.

E poi tutto ciò che serviva era una saldatrice. Lo scaldatubi risultante viene collegato allo scambiatore di calore dell'acqua all'interno della stufa a legna mediante saldatura semplice e veloce. Maggiori informazioni sulla tecnologia di sostituzione delle batterie utilizzando il metodo di saldatura a gas. Ulteriore.

Quanto più vicini al bordo si trovano i tubi verticali nel registro sezionale, tanto maggiore è il trasferimento di calore del dispositivo: l'acqua alle estremità dei tubi orizzontali viene rinnovata più lentamente che nelle aree con flusso diretto del refrigerante

Tutti i tipi di registri di riscaldamento sono divisi in due gruppi:

1. Sezionale.
2. Bobine (a forma di S).

Nel primo caso, i tubi orizzontali sono collegati tra loro da tubi trasversali di sezione trasversale più piccola e nel secondo da archi dello stesso diametro.

Entrambe le opzioni comportano grandi quantità di lavori di saldatura. Un dispositivo a spirale può essere realizzato anche piegando un tubo.Tuttavia non tutti i prodotti tubolari in acciaio di grande diametro possono essere piegati in questo modo. È molto più semplice prendere archi già pronti e saldarli ai segmenti orizzontali del registro.

In un dispositivo con collegamento “filettato” (i tubi si trovano alternativamente a destra/sinistra) non ci sono zone con liquido di raffreddamento freddo; l'acqua qui passa gradualmente attraverso tutti i tubi

Quando si collegano sezioni orizzontali di un registro sezionale con una connessione a “colonna”, i tubi trasversali vengono saldati su entrambe le estremità. La circolazione del liquido di raffreddamento in tale dispositivo di riscaldamento avviene in un circuito parallelo. Di conseguenza, alcune zone potrebbero non ricevere abbastanza calore. L'acqua calda scorre semplicemente nel segmento inferiore prima di raggiungere l'estremità.

Nel “filo”, dove il liquido refrigerante attraversa tutte le sezioni del registro, tali problemi non si presentano. Sotto questo aspetto, questo registro è molto simile a una serpentina. Solo l'acqua al suo interno si sposta dall'ingresso all'uscita della batteria attraverso tubi di diverse sezioni.

Le bobine possono avere più pieghe; in questo caso, per rinforzare la struttura in più punti, spesso si realizzano degli inserti trasversali ricavati da un angolo o da un tondino di grosso spessore

Se non ci sono archi già pronti per il registro a forma di S a portata di mano, allora è meglio realizzare tu stesso un dispositivo sezionale. È estremamente difficile piegare uniformemente un tubo di grande sezione senza attrezzature speciali. Quasi l'unica opzione è riscaldare il metallo con la saldatura a gas e piegarlo con cura. Esiste però il rischio che le pareti dei tubi perdano resistenza.

La tipologia componibile prevede anche un registro con coppia di collettori laterali. Sono costituiti da un tubo dello stesso diametro delle sezioni principali, che funge da tubi trasversali. In questo caso l'acqua non si muove dall'alto verso il basso, ma da sinistra a destra (o viceversa).

Opzioni materiali

Molto spesso, gli artigiani domestici realizzano registri di riscaldamento con le proprie mani tubi di acciaio. I principali vantaggi di questa opzione sono il basso costo, la disponibilità del materiale e la relativa facilità di saldatura.

Oltre al tubo tondo, il registro del riscaldamento può essere realizzato anche dal suo analogo profilato: la resistenza idraulica sarà leggermente diversa, ma niente di più

In condizioni di fabbrica, i registri sono prodotti da:

• diventare;
• alluminio;
• rame;
• ghisa

Leader nel trasferimento di calore e nella durata opzione rame. Ma con grandi dimensioni, un tale riscaldatore costerà un bel soldo. Un dispositivo in alluminio è inferiore in termini di conduttività termica, ma costa anche molto meno.

Il tipo più popolare ed economico di registri di riscaldamento è l'acciaio. Tuttavia, questa è anche l'opzione più inefficiente per trasferire il calore dall'acqua all'aria tra tutte quelle vendute nei negozi di apparecchiature per il riscaldamento.

Il coefficiente di conduttività termica dei diversi acciai varia da 45 a 48 W/(m*K). Per la ghisa è di circa 60, per l'alluminio è di 200–240 e per il rame è di circa 400 W/(m*K). L'acciaio è inferiore a tutti in questo parametro tecnico.

Quando si scelgono tubi in acciaio, si dovrebbe dare la preferenza ai prodotti in acciaio al carbonio, sono i più durevoli e resistenti alle alte temperature.

La ghisa e l'alluminio vengono solitamente utilizzati solo nella produzione in fabbrica di registri. È troppo difficile saldare questi metalli in modo indipendente in condizioni artigianali. Lo stesso vale per l'acciaio inossidabile o zincato, quindi è meglio non utilizzare tubi realizzati con questi materiali. Sono più difficili da cucinare e il loro trasferimento di calore è inferiore a quello della loro controparte nera normale.

Se hai esperienza nella saldatura di superfici in rame, realizzare un registro da tali tubi non è troppo problematico.A causa delle elevate velocità di trasferimento del calore, possono essere presi con un diametro inferiore rispetto a quando si sceglie un'opzione in acciaio. Quindi il dispositivo di riscaldamento costerà meno.

Tuttavia, il rame presenta un grave inconveniente: la necessità di un refrigerante neutro e pulito. Se nel sistema di riscaldamento circola acqua "sporca" con impurità, è possibile dimenticare la lunga durata di tale batteria.

Un problema simile si osserva spesso anche a causa della presenza nel sistema di elementi realizzati con metalli incompatibili con il rame. Se non vengono adottate numerose misure preventive, tale registro non durerà a lungo a causa della corrosione elettrochimica.

Dispositivi con elemento riscaldante incorporato

La versione standard del registro prevede il collegamento ai tubi di riscaldamento di un impianto centralizzato o ad una caldaia per il riscaldamento dell'acqua. Ma ci sono dispositivi completamente autonomi. In uno dei tubi inferiori è integrato un elemento riscaldante, alimentato da una rete elettrica a 220 V.

Secondo il design e il principio di funzionamento, l'elemento riscaldante nel registro è una caldaia elettrica convenzionale, funzionante da una presa monofase standard

La potenza dell'elemento riscaldante dell'acqua può variare tra 1 e 6 kW a seconda del volume interno dello scambiatore di calore. Un tale dispositivo di riscaldamento è spesso dotato di una pompa di circolazione in modo che il liquido di raffreddamento raggiunga tutte le sue aree.

Un registro così autonomo viene spesso utilizzato come fonte di calore aggiuntiva, che viene attivata solo in caso di forti gelate. Quando le temperature esterne non sono troppo basse, l'ambiente viene riscaldato dall'impianto di riscaldamento generale. Oltre all'acqua è possibile aggiungere antigelo nel registro elettrico.

Sul nostro sito Web è presente un articolo in cui descriviamo in dettaglio le caratteristiche della scelta e le sottigliezze del collegamento degli elementi riscaldanti per i radiatori per il riscaldamento. Maggiori dettagli - vai a collegamento.

Calcolo del progetto del riscaldatore

Per prima cosa è necessario calcolare la potenza di riscaldamento richiesta per una stanza specifica.

Secondo le regole, tale calcolo termico dovrebbe essere effettuato tenendo conto:

• area e orientamento delle pareti esterne (in direzione sud soleggiata o meno);
• capacità cubica della stanza riscaldata;
• il livello delle massime temperature negative possibili nella regione;
• grado di isolamento termico delle pareti fronte strada;
• la presenza di un altro locale riscaldato sottostante e/o superiore;
• quantità, dimensioni e tipologie di finestre installate;
• presenza/assenza di porte che si aprono direttamente sulla strada.

I regolamenti edilizi consigliano addirittura di tenere conto della rosa dei venti prevalente in inverno. Sul lato sopravvento vicino alla parete la perdita di calore durante il periodo invernale sarà ovviamente maggiore.

Semplificando, per una stanza con un'altezza del soffitto di circa 2,7 metri, la potenza termica richiesta si calcola moltiplicando l'area della stanza per 100 W

Se i soffitti della stanza si trovano a un livello di 3 metri o superiore, per un calcolo semplificato la capacità cubica dello spazio riscaldato deve essere moltiplicata per 34 o 41 W. Il primo coefficiente è preso per gli edifici in mattoni e il secondo per gli edifici in cemento armato.

Moltiplicare un paio di numeri non è difficile. Ma dobbiamo essere chiaramente consapevoli che tali calcoli condizionali possono essere molto lontani dalle cifre reali, poiché qui ci sono molte sfumature.

La migliore soluzione è ordinare il calcolo richiesto da uno specialista che terrà conto di tutti i parametri della stanza. La perdita di calore avviene attraverso pareti, finestre, pavimenti, soffitti e persino attraverso la ventilazione.Per ottenere numeri precisi, è necessario tenere conto di tutto, senza eccezioni.

Successivamente, è necessario calcolare le dimensioni dei tubi per il registro di riscaldamento. Per fare ciò, utilizzare la formula:

Q= K* St*dt

designazioni di lettere:

• Q – potenza termica del registro;
• K – coefficiente di scambio termico, dipende dal materiale del tubo;
• St – area di scambio termico (pari al numero PI moltiplicato per il diametro e la lunghezza del tubo);
• dt – pressione termica.

Di conseguenza, conoscendo Q e dt, non resta che selezionare il diametro del tubo e la sua lunghezza totale. Quindi, a seconda della progettazione del registro, questa tubazione può essere divisa in più sezioni, che verranno successivamente collegate da traverse. Per non complicare i calcoli è meglio non tenere conto del trasferimento termico da quest'ultimo.

Il valore dt, a sua volta, viene calcolato in base alla temperatura ambiente richiesta (Tv) e ai suoi indicatori in mandata (Tp) e ritorno (To) - dt totale = (Tp+To)/2-Tv

Quando si collegano i tubi con un serpente, ogni segmento orizzontale successivo riceve circa il 10% in meno di energia termica rispetto a quello situato sopra. Ciascuna di queste sezioni della pipeline di registro dovrebbe essere considerata come una batteria separata. E mentre il liquido refrigerante li attraversa, si raffredda gradualmente e inevitabilmente e il calore entra nella stanza.

Un altro parametro è la distanza tra i tratti orizzontali (tubazioni principali), che riflette l'altezza della singola tubazione. Se questo divario viene reso troppo piccolo, i flussi di calore dall'alto e dal basso inizieranno a sovrapporsi, influenzandosi negativamente a vicenda.

Questa cifra deve essere selezionata in modo che sia leggermente più grande del diametro del tubo. Quindi l'efficienza del registro sarà massima possibile.

Per calcoli più dettagliati sulla potenza delle batterie di riscaldamento e sulla loro quantità, puoi leggere Qui.

Caratteristiche di installazione

Non c'è niente di particolarmente difficile nell'installazione di un registro di riscaldamento. Le difficoltà sono possibili solo quando lo si salda da singoli tubi. Se non hai molta esperienza nei lavori di saldatura, è meglio esercitarsi prima. Quando si acquista un dispositivo già pronto e fabbricato in fabbrica, non dovrebbero sorgere problemi di installazione.

Il registro dei tubi viene appeso alle pareti mediante potenti staffe (ganci). Se viene posizionato sul pavimento, saranno sufficienti le gambe in ferro. È importante ricordare che il riscaldatore in acciaio in questione pesa parecchio. Inoltre, viene aggiunto il peso dell'acqua all'interno, quindi i supporti e i supporti devono essere estremamente affidabili.

Le estremità del tratto di tubo vengono chiuse con appositi tappi sferici oppure saldate mediante tondini di acciaio ricavati da lamiera. I raccordi filettati maschi per l'installazione di una valvola di sfogo aria e il collegamento all'impianto di riscaldamento vengono tagliati direttamente nelle pareti del tubo o nella piastra terminale.

La superficie di una batteria in acciaio deve essere rivestita con vernice resistente al calore. Grazie ad esso, il dispositivo non solo diventerà più esteticamente gradevole, ma acquisirà anche un'ulteriore protezione anticorrosione.

È possibile trovare istruzioni dettagliate per la creazione di registri di riscaldamento con le proprie mani in questo materiale.

Conclusioni e video utile sull'argomento

I materiali video raccolti di seguito ti aiuteranno a comprendere tutte le sfumature del calcolo del registro di riscaldamento e della sua installazione nella stanza.

Tecnologia per la produzione di un registro da un tubo rettangolare profilato:

Vantaggi e calcolo della potenza del registro di riscaldamento:

Se è necessario riscaldare una stanza di grandi dimensioni, l'ideale è un registro realizzato con tubi di acciaio a pareti lisce.Se hai la capacità di eseguire lavori di saldatura, non è difficile assemblare una batteria così fatta in casa con le tue mani. Devi solo calcolare con precisione i parametri di questo dispositivo e selezionare i prodotti per tubi giusti per esso.

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