Υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός διαφορετικών μπαταριών σχεδιασμού και κατασκευής υλικών για συστήματα θέρμανσης για οικιστικούς και μη οικιστικούς χώρους. Όμως οι καταχωρητές θέρμανσης μεταξύ τους ξεχωρίζουν για την υψηλή απόδοση μεταφοράς θερμότητας και την ευκολία αυτοσυναρμολόγησης.
Εξωτερικά και δομικά, αυτοί οι εναλλάκτες θερμότητας μοιάζουν με συνηθισμένα πηνία σιδηροτροχιάς, αλλά είναι πολύ μεγαλύτερα σε μέγεθος από τα αντίστοιχα μπάνια.
Στο άρθρο που παρουσιάσαμε, αναλύονται λεπτομερώς οι τύποι των καταχωρητών θέρμανσης και θα αναλύσουμε επίσης τα χαρακτηριστικά εγκατάστασης αυτού του εξοπλισμού.
Ποικιλίες καταχωρητών θέρμανσης από σωλήνες
Ο καταχωρητής θέρμανσης είναι ένας κλασικός εναλλάκτης θερμότητας νερού-αέρα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, είναι κατασκευασμένος από μεταλλικό σωλήνα με λεία τοιχώματα. Το τελευταίο είναι είτε μεμονωμένο είτε με τη μορφή σειράς πολλών τμημάτων του αγωγού που βρίσκονται οριζόντια το ένα πάνω από το άλλο. Σε αυτήν την περίπτωση, υπάρχουν ξεχωριστές δομές με πτερύγια.
Ένας θερμαντήρας που κατασκευάζεται μόνο από σωλήνα λείου τοιχώματος είναι πιο εύκολο να πλυθεί με συνεχή καθαρισμό. Δεν υπάρχουν πλευρές ή σημεία συμφόρησης που είναι δύσκολο να σκουπιστούν με ένα πανί. Ως αποτέλεσμα, «αποικίες» σκόνης και βρωμιάς δεν σχηματίζονται σε ένα τέτοιο μητρώο. Από αυτή την άποψη, ξεπερνά σε μεγάλο βαθμό τα πλέον διαδεδομένα θερμαντικά σώματα σε διατομή.
Συνήθως, τα μητρώα θέρμανσης είναι εγκατεστημένα σε γκαράζ, αποθήκες, εργαστήρια, νοσοκομεία και σχολεία - δηλαδή, σε χώρους όπου υπάρχουν αυξημένες απαιτήσεις για πυρασφάλεια και υγιεινή
Ο καταχωρητής σωλήνων δεν είναι κατώτερος από τις συμβατικές μπαταρίες όσον αφορά την απόδοση της παραγωγής θερμικής ενέργειας και του κόστους θέρμανσης, και συχνά τις ξεπερνά. Το συνολικό εμβαδόν επιφανείας της μεταφοράς θερμότητας και στις δύο περιπτώσεις είναι περίπου το ίδιο, μόνο στην υπό εξέταση συσκευή το ψυκτικό ρέει μέσω ενός ευρέως διαύλου.
Η υδραυλική αντίσταση σε αυτήν την κατάσταση είναι πολύ χαμηλότερη από αυτήν σε ένα τυπικό καλοριφέρ από διάφορα τμήματα πάνελ. Και αυτό επηρεάζει άμεσα το ενεργειακό κόστος άντλησης νερού σε ένα παρόμοιο κύκλωμα θέρμανσης.
Τύποι σχεδιασμού
Εξωτερικά, το μητρώο θέρμανσης δεν φαίνεται πολύ κομψό. Αλλά είναι φθηνό και εύκολο στην κατασκευή. Και αν κάνετε λίγη προσπάθεια, τότε ένας τέτοιος εναλλάκτης θερμότητας-θερμότητας μπορεί να χωρέσει στο εσωτερικό ακόμη και ενός καθιστικού.
Στα οικιακά σπίτια του χωριού, μέχρι πρόσφατα, μια παρόμοια έκδοση του συστήματος θέρμανσης χρησιμοποιήθηκε σχεδόν παντού. Στη Σοβιετική εποχή, τα καλοριφέρ πάνελ δεν ήταν προς πώληση, αλλά δεν ήταν τόσο δύσκολο να αποκτήσετε ένα μεγάλο σωλήνα.
Και τότε χρειάστηκε μόνο μια μηχανή συγκόλλησης. Ο θερμαντήρας σωλήνων που προκύπτει συνδέεται με τον εναλλάκτη θερμότητας νερού μέσα στη σόμπα που καίει το ξύλο με συγκόλληση στοιχειωδώς και γρήγορα. Διαβάστε περισσότερα σχετικά με την τεχνολογία αντικατάστασης μπαταριών με συγκόλληση αερίου.
Όσο πιο κοντά βρίσκονται οι κατακόρυφοι σωλήνες στο μητρώο τμημάτων, τόσο υψηλότερη είναι η μεταφορά θερμότητας της συσκευής - το νερό στα άκρα των οριζόντιων σωλήνων ενημερώνεται πιο αργά από ό, τι σε περιοχές με άμεση ροή ψυκτικού
Όλοι οι τύποι καταχωρητών θέρμανσης χωρίζονται σε δύο ομάδες:
- Τμηματικός.
- Πηνία (σε σχήμα S).
Στην πρώτη περίπτωση, οι οριζόντιοι σωλήνες διασυνδέονται με εγκάρσιους σωλήνες διακλάδωσης ενός μικρότερου τμήματος και στη δεύτερη από τόξα της ίδιας διαμέτρου.
Και οι δύο επιλογές περιλαμβάνουν μεγάλους όγκους συγκόλλησης. Η συσκευή πηνίου μπορεί επίσης να κατασκευαστεί κάμπτοντας έναν σωλήνα. Ωστόσο, δεν μπορεί να λυγίσει κάθε σωληνοειδές προϊόν μεγάλης διαμέτρου με παρόμοιο τρόπο. Είναι πολύ πιο εύκολο να πάρετε έτοιμα τόξα και να τα συγκολλήσετε στα οριζόντια τμήματα του μητρώου.
Στη συσκευή με τη σύνδεση "σπειρώματος" (τα ακροφύσια βρίσκονται εναλλάξ δεξιά / αριστερά) δεν υπάρχουν ζώνες με ψυχρό ψυκτικό, το νερό εδώ περνά σταδιακά από όλους τους σωλήνες
Κατά τη σύνδεση των οριζόντιων τμημάτων του καταχωρητή διατομής με τη σύνδεση «στήλης», οι σωλήνες διατομής συγκολλούνται και στα δύο άκρα. Η κυκλοφορία του ψυκτικού σε έναν τέτοιο θερμαντήρα γίνεται παράλληλα. Ως αποτέλεσμα, ορισμένες ζώνες μπορεί να δέχονται λιγότερη θερμότητα. Το ζεστό νερό απλώς ρέει στο κάτω τμήμα πριν φτάσει στο άκρο.
Στο "νήμα", όπου το ψυκτικό διέρχεται από όλα τα μέρη του καταχωρητή, τέτοια προβλήματα δεν προκύπτουν. Από αυτήν την άποψη, αυτό το μητρώο μοιάζει πολύ με ένα πηνίο. Μόνο το νερό κινείται από την είσοδο στην έξοδο της μπαταρίας μέσω σωλήνων διαφορετικών τμημάτων.
Τα πηνία μπορούν να έχουν πολλές στροφές, σε αυτήν την περίπτωση, για να ενισχύσουν τη δομή σε ορισμένα σημεία, συχνά γίνονται εγκάρσια ένθετα από μια γωνία ή μια παχιά ράβδο
Εάν δεν υπάρχουν έτοιμα τόξα για τον καταχωρητή σχήματος S, τότε είναι καλύτερο να φτιάξετε μόνοι σας μια τμηματική συσκευή. Είναι εξαιρετικά δύσκολο να λυγίσετε ένα μεγάλο σωλήνα διατομής χωρίς ειδικό εξοπλισμό. Σχεδόν η μόνη επιλογή είναι να θερμάνετε το μέταλλο με συγκόλληση αερίου και να το λυγίσετε προσεκτικά. Υπάρχει όμως κίνδυνος απώλειας δύναμης από τα τοιχώματα του σωλήνα.
Η τμηματική προβολή περιλαμβάνει επίσης ένα μητρώο με ένα ζευγάρι πλευρικών συλλεκτών. Είναι κατασκευασμένοι από σωλήνες της ίδιας διαμέτρου με τα κύρια τμήματα, παίζοντας το ρόλο των εγκάρσιων σωλήνων. Το νερό σε αυτήν την περίπτωση δεν κινείται από πάνω προς τα κάτω, αλλά από αριστερά προς τα δεξιά (ή το αντίστροφο).
Επιλογές για το υλικό κατασκευής
Τις περισσότερες φορές, οι οικιακοί τεχνίτες κατασκευάζουν μηχανισμούς θέρμανσης από χαλύβδινους σωλήνες με τα χέρια τους. Τα κύρια πλεονεκτήματα αυτής της επιλογής είναι το χαμηλό κόστος, η διαθεσιμότητα υλικού και η σχετική ευκολία συγκόλλησης.
Εκτός από έναν στρογγυλό σωλήνα, ο καταχωρητής θέρμανσης μπορεί επίσης να κατασκευαστεί από το αναλογικό προφίλ του - η υδραυλική αντίσταση θα αποδειχθεί ελαφρώς διαφορετική, αλλά όχι περισσότερο
Στο εργοστάσιο, εκδίδονται μητρώα από:
- γίνομαι;
- αλουμίνιο;
- χαλκός;
- χυτοσίδηρος.
Η επιλογή χαλκού είναι ο ηγέτης στη μεταφορά θερμότητας και την ανθεκτικότητα. Αλλά με μεγάλα μεγέθη, μια τέτοια θερμάστρα θα κοστίσει μια πολύ δεκάρα. Μια συσκευή αλουμινίου είναι κατώτερη από αυτήν ως προς τη θερμική αγωγιμότητα, αλλά είναι επίσης πολύ φθηνότερη.
Ο πιο δημοφιλής και φθηνός τύπος καταχωρητών θέρμανσης είναι ο χάλυβας. Ωστόσο, αυτή είναι επίσης η πιο αναποτελεσματική επιλογή για μεταφορά θερμότητας από νερό σε αέρα από όλο τον εξοπλισμό θέρμανσης που πωλείται στα καταστήματα.
Ο συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας για διαφορετικούς χάλυβες κυμαίνεται από 45–48 W / (m * K). Στο χυτοσίδηρο βρίσκεται στην περιοχή των 60, σε αλουμίνιο 200-240, και σε χαλκό περίπου 400 W / (m * K). Ο χάλυβας χάνει σε όλους σε αυτήν την τεχνική παράμετρο.
Κατά την επιλογή χαλύβδινων σωλήνων, προτιμάται τα προϊόντα από ανθρακούχο χάλυβα, είναι τα πιο ανθεκτικά και ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες
Ο χυτοσίδηρος και το αλουμίνιο χρησιμοποιούνται συνήθως μόνο σε εργοστασιακά μητρώα. Είναι πολύ δύσκολο να συγκολληθούν αυτά τα μέταλλα ανεξάρτητα σε βιοτεχνικές συνθήκες. Το ίδιο ισχύει και για ανοξείδωτο ή γαλβανισμένο χάλυβα, επομένως είναι καλύτερα να μην παίρνετε σωλήνες από αυτά τα υλικά. Είναι πιο δύσκολο να μαγειρευτούν και η μεταφορά θερμότητας είναι χαμηλότερη από εκείνη του συνηθισμένου μαύρου ομολόγου.
Εάν έχετε εμπειρία συγκόλλησης επιφανειών χαλκού, η δημιουργία μητρώου από τέτοιους σωλήνες δεν είναι πολύ προβληματική. Λόγω των υψηλών ποσοστών μεταφοράς θερμότητας, μπορούν να ληφθούν με μικρότερη διάμετρο από ό, τι κατά την επιλογή χάλυβα. Έτσι, η θερμάστρα θα είναι φθηνότερη.
Ωστόσο, ο χαλκός έχει ένα σοβαρό μειονέκτημα - την ανάγκη για ένα ουδέτερο και καθαρό ψυκτικό. Εάν κυκλοφορήσει «βρώμικο» νερό με ακαθαρσίες στο σύστημα θέρμανσης, μπορείτε να ξεχάσετε τη μεγάλη διάρκεια ζωής μιας τέτοιας μπαταρίας.
Ένα παρόμοιο πρόβλημα παρατηρείται επίσης συχνά λόγω της παρουσίας στο σύστημα στοιχείων κατασκευασμένων από μέταλλα ασυμβίβαστα με τον χαλκό. Εκτός εάν προβλεφθούν ορισμένα προληπτικά μέτρα, ένα τέτοιο μητρώο δεν θα διαρκέσει πολύ λόγω ηλεκτροχημικής διάβρωσης.
Συσκευές με ενσωματωμένο ηλεκτρικό θερμαντήρα
Η τυπική έκδοση του μητρώου υποδηλώνει τη σύνδεσή του με τους σωλήνες θέρμανσης ενός κεντρικού συστήματος ή με έναν λέβητα θέρμανσης νερού. Υπάρχουν όμως συσκευές και εντελώς αυτόνομες. Σε έναν από τους κάτω σωλήνες, ένα θερμαντικό στοιχείο είναι ενσωματωμένο σε αυτά, τροφοδοτείται από ένα ηλεκτρικό δίκτυο 220 V.
Σύμφωνα με το σχεδιασμό και την αρχή λειτουργίας του θερμαντήρα στο μητρώο - πρόκειται για έναν συνηθισμένο ηλεκτρικό λέβητα, που τροφοδοτείται από μια τυπική μονοφασική πρίζα
Η ισχύς του στοιχείου θέρμανσης νερού μπορεί να κυμαίνεται μεταξύ 1,6 kW, ανάλογα με τον εσωτερικό όγκο του εναλλάκτη θερμότητας. Μια τέτοια συσκευή θέρμανσης είναι συχνά εξοπλισμένη με αντλία κυκλοφορίας έτσι ώστε το ψυκτικό να φτάνει σε όλα τα τμήματα του.
Ένας τέτοιος αυτόνομος καταχωρητής χρησιμοποιείται συχνά ως πρόσθετη πηγή θερμότητας, η οποία ενεργοποιείται μόνο σε σοβαρούς παγετούς. Σε όχι πολύ χαμηλές θερμοκρασίες έξω από το παράθυρο, το δωμάτιο θερμαίνεται από ένα κοινό σύστημα θέρμανσης. Εκτός από το νερό στον ηλεκτρικό καταχωρητή, είναι δυνατή η αντιψυκτική πλήρωση.
Υπάρχει ένα άρθρο στον ιστότοπό μας όπου περιγράψαμε λεπτομερώς τα χαρακτηριστικά της επιλογής και τις λεπτές αποχρώσεις της σύνδεσης των θερμαντικών στοιχείων για θέρμανση καλοριφέρ. Περισσότερες λεπτομέρειες - ακολουθήστε τον σύνδεσμο.
Υπολογισμός σχεδιασμού θερμαντήρα
Πρώτον, πρέπει να υπολογίσετε την απαιτούμενη έξοδο θερμότητας για ένα συγκεκριμένο δωμάτιο.
Σύμφωνα με τους κανόνες, ένας τέτοιος υπολογισμός θερμικής μηχανικής πρέπει να γίνεται λαμβάνοντας υπόψη:
- την περιοχή και τον προσανατολισμό των εξωτερικών τοίχων (προς τη νότια ηλιακή κατεύθυνση ή όχι) ·
- κυβική χωρητικότητα θερμαινόμενου δωματίου.
- το επίπεδο των μέγιστων δυνατών αρνητικών θερμοκρασιών στην περιοχή ·
- ο βαθμός θερμομόνωσης των τοίχων που βλέπουν στο δρόμο ·
- την παρουσία από κάτω ή / και πάνω από άλλο θερμαινόμενο δωμάτιο ·
- ποσότητα, τετραγωνικότητα και ποικιλία εγκατεστημένων παραθύρων ·
- παρουσία / απουσία θυρών που ανοίγουν απευθείας στο δρόμο.
Οι κωδικοί δόμησης συνιστούν να σκεφτείτε ακόμη και τον επικρατούσα άνεμο το χειμώνα. Στην προσήνεμη πλευρά του τοίχου, η απώλεια θερμότητας κατά τη χειμερινή περίοδο θα είναι σαφώς υψηλότερη.
Απλοποιημένο για ένα δωμάτιο με ύψος οροφής περίπου 2,7 μέτρα, η απαραίτητη θερμική ισχύς υπολογίζεται πολλαπλασιάζοντας την επιφάνεια του δωματίου με 100 W
Εάν οι οροφές στο δωμάτιο βρίσκονται στο επίπεδο των 3 μέτρων και άνω, τότε για έναν απλοποιημένο υπολογισμό, θα πρέπει να πολλαπλασιάσετε ήδη την κυβική χωρητικότητα του θερμαινόμενου χώρου με 34 ή 41 watt. Ο πρώτος συντελεστής λαμβάνεται για κτίρια από τούβλα και ο δεύτερος - για κατασκευές από οπλισμένο σκυρόδεμα.
Ο πολλαπλασιασμός ενός ζεύγους αριθμών δεν είναι δύσκολος. Αλλά πρέπει να συνειδητοποιήσουμε σαφώς ότι τέτοιοι υπολογισμοί υπό όρους μπορεί να απέχουν πολύ από τους πραγματικούς αριθμούς, καθώς υπάρχουν πολλές αποχρώσεις εδώ.
Η βέλτιστη λύση είναι να παραγγείλετε τον απαραίτητο υπολογισμό από έναν ειδικό που θα λαμβάνει υπόψη όλες τις παραμέτρους του δωματίου. Η απώλεια θερμότητας συμβαίνει μέσω τοίχων, παραθύρων, δαπέδων, οροφών, ακόμη και εξαερισμού. Για να λάβετε τους ακριβείς αριθμούς, πρέπει να λάβετε υπόψη τα πάντα χωρίς εξαίρεση.
Στη συνέχεια, πρέπει να υπολογίσετε το μέγεθος των σωλήνων για το μητρώο θέρμανσης. Για να το κάνετε αυτό, χρησιμοποιήστε τον τύπο:
Q = K * St * dt
ονομασίες επιστολών:
- Q είναι η θερμική ισχύς του καταχωρητή.
- Κ - συντελεστής μεταφοράς θερμότητας, εξαρτάται από το υλικό του σωλήνα.
- St - περιοχή μεταφοράς θερμότητας (ίσο με τον αριθμό PI επί τη διάμετρο και το μήκος του σωλήνα).
- dt είναι η κεφαλή θερμότητας.
Κατά συνέπεια, γνωρίζοντας το Q και το dt, μένει μόνο η επιλογή της διαμέτρου του σωλήνα και του συνολικού μήκους του. Στη συνέχεια, ανάλογα με τη σχεδίαση του καταχωρητή, αυτός ο αγωγός μπορεί να χωριστεί σε διάφορα τμήματα, τα οποία στη συνέχεια θα συνδεθούν με εγκάρσια μέλη. Η μεταφορά θερμότητας από την τελευταία, για να μην περιπλέξει τους υπολογισμούς, είναι καλύτερα να μην ληφθεί υπόψη.
Ο αριθμός dt, με τη σειρά του, υπολογίζεται με βάση την απαιτούμενη θερμοκρασία δωματίου (Tv) και τους δείκτες του στην παροχή (Tp) και επιστροφή (T0) - συνολικό dt = (Tp + Tot) / 2-Tv
Κατά τη σύνδεση των σωλήνων με φίδι, κάθε επόμενο οριζόντιο τμήμα λαμβάνει περίπου 10% λιγότερη θερμική ενέργεια από εκείνη που βρίσκεται παραπάνω. Κάθε τέτοιο τμήμα του αγωγού μητρώου πρέπει να θεωρείται ξεχωριστή μπαταρία. Και ο φορέας θερμότητας καθώς κινείται κατά μήκος τους σταδιακά και αναπόφευκτα κρυώνει, η θερμότητα πηγαίνει στο δωμάτιο.
Μια άλλη παράμετρος είναι η απόσταση μεταξύ οριζόντιων τμημάτων (κύριων σωλήνων), η οποία αντικατοπτρίζει το ύψος ενός μεμονωμένου σωλήνα. Εάν αυτό το διάκενο γίνει πολύ μικρό, τότε η ροή θερμότητας από πάνω και κάτω θα αρχίσει να επικαλύπτεται, επηρεάζοντας αρνητικά η μία την άλλη.
Αυτό το σχήμα πρέπει να επιλεγεί έτσι ώστε να είναι ελαφρώς μεγαλύτερο από τη διάμετρο του σωλήνα. Τότε η αποτελεσματικότητα του μητρώου θα είναι η υψηλότερη δυνατή.
Με πιο λεπτομερείς υπολογισμούς της ισχύος των μπαταριών θέρμανσης και του αριθμού τους μπορείτε να βρείτε εδώ.
Χαρακτηριστικά εγκατάστασης
Δεν υπάρχει τίποτα ιδιαίτερα περίπλοκο στη δημιουργία ενός μητρώου θέρμανσης. Οι δυσκολίες είναι δυνατές μόνο κατά τη συγκόλληση από μεμονωμένους σωλήνες. Εάν δεν υπάρχει μεγάλη εμπειρία στη συγκόλληση, είναι καλύτερο να εξασκηθείτε πρώτα. Όταν αγοράζετε μια έτοιμη εργοστασιακή συσκευή, δεν πρέπει να προκύπτουν προβλήματα εγκατάστασης.
Η ανάρτηση στους τοίχους του καταχωρητή σωλήνων γίνεται με ισχυρά στηρίγματα (άγκιστρα). Εάν τοποθετηθεί στο πάτωμα, τότε αρκετά σιδερένια πόδια. Είναι σημαντικό να θυμάστε ότι ο εν λόγω χαλύβδινος θερμαντήρας ζυγίζει αρκετά. Επιπλέον, προστίθεται επίσης το βάρος του νερού στο εσωτερικό, οπότε οι βάσεις και οι βάσεις πρέπει να είναι εξαιρετικά αξιόπιστες.
Τα άκρα του τμήματος του σωλήνα κλείνονται με ειδικά σφαιρικά βύσματα ή συγκολλούνται με μικρούς χαλύβδινους κύκλους κομμένους από λαμαρίνα. Εξαρτήματα με εξωτερικό σπείρωμα για την εγκατάσταση μιας βαλβίδας εξαγωγής αέρα και τη σύνδεση στο σύστημα θέρμανσης που κόβεται απευθείας στα τοιχώματα των σωλήνων ή στην τελική πλάκα.
Η επιφάνεια της μπαταρίας από ατσάλι πρέπει να επικαλύπτεται με βαφή ανθεκτική στη θερμότητα. Χάρη σε αυτήν, η συσκευή όχι μόνο θα γίνει πιο αισθητικά εξωτερικά ευχάριστη, αλλά θα αποκτήσει επιπλέον αντιδιαβρωτική προστασία.
Μπορείτε να διαβάσετε τις αναλυτικές οδηγίες για τη δημιουργία μητρώων θέρμανσης DIY σε αυτό το υλικό.
Τα υλικά βίντεο που συλλέγονται παρακάτω θα σας βοηθήσουν να κατανοήσετε όλες τις αποχρώσεις των υπολογισμών του θερμαντικού μητρώου και της εγκατάστασής του στο δωμάτιο.
Τεχνολογία για την κατασκευή ενός μητρώου από ορθογώνιο προφίλ σωλήνα:
Πλεονεκτήματα και υπολογισμός της ισχύος του θερμαντικού μητρώου:
Εάν θέλετε να θερμάνετε ένα μεγάλο κυβικό δωμάτιο, τότε το μητρώο των χαλύβδινων σωλήνων με λεία τοιχώματα είναι ιδανικό για αυτό. Εάν έχετε την ικανότητα να εκτελέσετε εργασίες συγκόλλησης, δεν είναι δύσκολο να συναρμολογήσετε μια τέτοια σπιτική μπαταρία με τα χέρια σας. Είναι απαραίτητο μόνο να υπολογίσετε με ακρίβεια τις παραμέτρους αυτής της συσκευής και να επιλέξετε τα σωστά σωληνοειδή προϊόντα για αυτήν.
Έχετε ερωτήσεις, βρείτε σφάλματα ή υπάρχουν πολύτιμες πληροφορίες που μπορείτε να μοιραστείτε με τους επισκέπτες του ιστότοπού μας; Αφήστε τα σχόλιά σας, κάντε ερωτήσεις στη φόρμα σχολίων που βρίσκεται κάτω από το άρθρο.