住宅用および非住宅用の建物の暖房システム用の設計および材料製造用バッテリーには非常に多くの種類があります。しかし、それらの間の加熱レジスタは、その高い熱伝達効率と自己組立ての容易さで際立っています。
外見上および構造上、これらの熱交換器は通常のタオルレールコイルに似ていますが、バスルームのものよりサイズがはるかに大きくなっています。
私たちが紹介した記事では、加熱レジスタのタイプを詳細に分析し、そのような機器の設置の特徴を分析します。
パイプからのさまざまな加熱レジスタ
加熱レジスターは、古典的な水対空気熱交換器です。ほとんどの場合、滑らかな壁の金属パイプでできています。後者は、単一であるか、水平に上下に配置された一連のパイプラインのいくつかのセグメントの形式のいずれかです。この場合、フィンを持つ個別の構造があります。
壁が滑らかなパイプのみで作られたヒーターは、定期的な洗浄で簡単に洗浄できます。ウエスで拭き取りにくいプレートのリブやボトルネックはありません。その結果、ほこりや汚れの「コロニー」はそのようなレジスター上には形成されません。この点で、彼は現在普及しているパネル型ラジエーターよりもはるかに優れています。
通常、暖房レジスターはガレージ、倉庫、ワークショップ、病院、学校に設置されています。
チューブレジスターは、熱エネルギー出力の効率と加熱コストの点で従来のバッテリーよりも劣らず、しばしばそれらを上回ります。両方の場合の熱伝達の総表面積はほぼ同じですが、対象のデバイスでは、冷却剤が広いチャネルを流れます。
この状況での油圧抵抗は、いくつかのパネルセクションからの標準的なラジエーターのそれよりもはるかに低くなります。そして、これは同様の加熱回路に沿って水を汲み上げるためのエネルギーコストに直接影響します。
デザインの種類
外部的には、加熱レジスタはあまりエレガントに見えません。しかし、それは安価で製造が容易です。そして、少し努力すれば、そのようなヒーター熱交換器は、リビングルームのインテリアにもかなりフィットします。
国内の村の家では、最近まで、同様のバージョンの暖房システムがほとんどどこでも使用されていました。ソビエト時代には、パネル式ラジエーターは販売されていませんでしたが、幅の広いパイプを入手することはそれほど難しくありませんでした。
そして、溶接機だけが必要でした。得られたパイプヒーターは、薪ストーブ内の水熱交換器に素早い溶接で接続されます。電池をガス溶接で置き換える技術の詳細をご覧ください。
断面レジスターの垂直パイプが端に近いほど、デバイスの熱伝達が高くなります-水平パイプの端にある水は、直接冷却剤の流れがある領域よりもゆっくり更新されます
すべてのタイプの加熱レジスタは2つのグループに分けられます。
- 断面。
- コイル(S字)。
最初のケースでは、水平パイプは、より小さな断面の横断ブランチパイプによって相互接続され、2番目のケースでは、同じ直径の円弧によって相互接続されます。
どちらのオプションも大量の溶接を伴います。コイル装置は1本のパイプを曲げて作ることもできます。しかしながら、鋼で作られた大径の管状製品のすべてがこのように曲げられるわけではない。既製のアークを取り、レジスターの水平セグメントに溶接する方がはるかに簡単です。
「スレッド」接続のデバイス(ノズルが右/左に交互に配置されている)では、冷たいクーラントのゾーンはなく、水はすべてのパイプを徐々に通過します
セクショナルレジスターの水平セクションを「カラム」接続で接続すると、クロスピースパイプの両端が溶接されます。このようなヒーター内の冷却液の循環は並行して行われます。その結果、その中の特定のゾーンが受ける熱が少なくなる場合があります。温水は、遠端に到達する前に下部セグメントに流入するだけです。
クーラントがレジスターのすべての部分を通過する「スレッド」では、このような問題は発生しません。この点で、このレジスターはコイルのようなものです。その中の水だけが、異なるセクションのパイプを通ってバッテリーの入口から出口に移動します。
コイルは、いくつかの場所で構造を補強するために、いくつかの曲がりを持っている可能性があり、コーナーまたは厚いバーからの横方向の挿入がしばしば行われます
手元にS字型レジスタ用の既製の弧がない場合は、断面デバイスを自分で作成することをお勧めします。大きな断面のパイプを特別な装置なしに曲げることは非常に困難です。ほとんど唯一の選択肢は、ガス溶接で金属を加熱し、慎重に曲げることです。しかし、パイプの壁によって強度が失われるリスクがあります。
断面図には、サイドコレクターのペアを持つレジスターも含まれています。それらは主要なセクションと同じ直径のパイプから作られ、横パイプの役割を果たします。この場合、水は上から下に移動するのではなく、左から右に(またはその逆に)移動します。
製造材料のオプション
ほとんどの場合、自家製の職人は自分の手で鋼管から加熱レジスタを作成します。このオプションの主な利点は、低コスト、材料の可用性、および溶接の比較的容易さです。
丸いパイプに加えて、加熱レジスタはそのプロファイル化されたアナログから作成することもできます-油圧抵抗はわずかに異なりますが、それ以上はありません
工場では、レジスターは以下から発行されます。
- なる;
- アルミニウム;
- 銅;
- 鋳鉄。
銅オプションは、熱伝達と耐久性のリーダーです。しかし、サイズが大きいと、このようなヒーターはかなりの費用がかかります。アルミニウム製のデバイスは熱伝導率の点で劣りますが、価格もはるかに安価です。
最も人気があり安価なタイプの加熱レジスタは鋼です。ただし、これは、店舗で販売されているすべての暖房機器から水から空気に熱を移動させるための最も非効率的なオプションでもあります。
さまざまな鋼の熱伝導率の範囲は45〜48 W /(m * K)です。鋳鉄では60、アルミニウムでは200〜240、銅では約400 W /(m * K)です。鋼鉄はこの技術的パラメータでそれらすべてに負けます。
鋼管を選択する場合、炭素鋼製品を優先する必要があります。それらは最も耐久性があり、高温に耐性があります。
鋳鉄とアルミニウムは通常、工場の製造登録でのみ使用されます。これらの金属を職人の条件で個別に溶接することは困難です。同じことがステンレス鋼または亜鉛メッキ鋼にも当てはまるので、これらの材料からパイプを取り出さない方が良いでしょう。それらは調理するのがより難しく、それらの熱伝達は通常の黒の対応物よりも低いです。
銅の表面を溶接した経験があれば、そのようなパイプから見当をつけることはそれほど問題にはなりません。熱伝達率が高いため、鋼製オプションを選択する場合よりも小さな直径で使用できます。したがって、ヒーターの方が安くなります。
ただし、銅には重大な欠点があります。中性でクリーンなクーラントが必要です。不純物を含んだ「汚れた」水が暖房システム内を循環する場合、そのようなバッテリーの長い耐用年数を忘れることができます。
同様の問題は、銅と非相溶性の金属で作られた元素のシステムに存在するため、しばしば観察されます。いくつかの予防策が予見されない限り、そのような記録は電気化学的腐食のために長くは続かないでしょう。
電気ヒーターを内蔵した機器
レジスタの標準バージョンは、集中システムの加熱パイプまたは給湯ボイラーとの接続を意味します。しかし、デバイスがあり、完全に自律的です。下部のパイプの1つには、220 Vの電気ネットワークを動力源とする発熱体が組み込まれています。
レジスター内のヒーターの設計と動作原理によると-これは標準的な単相コンセントを搭載した通常の電気ボイラーです
水加熱エレメントの電力は、熱交換器の内部容量に応じて、1〜6 kWの間で変動します。そのような加熱装置は、冷却剤がそのセクションのすべてに達するように、循環ポンプを備えていることが多い。
このような自律型レジスタは、激しい霜の場合にのみオンになる追加の熱源としてよく使用されます。窓の外の温度が低くなりすぎないように、部屋は一般的な暖房システムから暖房されます。電気レジスターの水に加えて、不凍液の充填が可能です。
私たちのウェブサイトに、ラジエーターを加熱するための加熱要素の接続の選択と微妙な特徴について詳しく説明した記事があります。詳細-リンクをたどってください。
ヒーター設計の計算
最初に、特定の部屋に必要な熱出力を計算する必要があります。
ルールによれば、そのような熱工学計算は考慮に入れて行われるべきです:
- 外壁の面積と向き(南の太陽方向かどうか)
- 加熱された部屋の容積。
- 地域の最大可能負温度のレベル;
- 通りに面する壁の断熱度;
- 別の加熱された部屋の下および/または上からの存在;
- インストールされているウィンドウの数、直角位相、多様性。
- 通りに直接開くドアの有無。
建築基準法では、冬には風が強くなることも考慮することをお勧めします。壁の風上側では、冬季の熱損失が明らかに高くなります。
天井の高さが約2.7メートルの部屋の場合、簡略化して、必要な火力は部屋の面積に100 Wを掛けて計算します。
部屋の天井が3メートル以上の高さにある場合、計算を簡単にするために、暖房スペースの容積に34ワットまたは41ワットを掛ける必要があります。最初の係数はレンガ造りの建物に使用され、2番目の係数は鉄筋コンクリート構造に使用されます。
一対の数値を乗算することは難しくありません。しかし、ここには多くのニュアンスがあるため、そのような条件付き計算は実数から非常に離れている可能性があることを明確に認識しなければなりません。
最も最適なソリューションは、部屋のすべてのパラメータを考慮に入れる専門家に必要な計算を注文することです。熱損失は、壁、窓、床、天井、さらには換気によって発生します。正確な数値を取得するには、例外なくすべてを考慮する必要があります。
次に、加熱レジスターのパイプのサイズを計算する必要があります。これを行うには、次の式を使用します。
Q = K * St * dt
文字指定:
- Qはレジスターの熱出力です。
- K-熱伝達係数、パイプ材料に依存します。
- St-伝熱面積(PIの数にパイプの直径と長さを掛けたものに等しい);
- dtはヒートヘッドです。
したがって、Qとdtを知っていれば、パイプの直径とその全長を選択するだけです。次に、レジスターの設計に応じて、このパイプラインをいくつかのセグメントに分割し、その後クロスメンバーで接続します。計算を複雑にしないために、後者からの熱伝達は考慮に入れない方が良いです。
次に、数値dtは、必要な室温(Tv)とその流れの指標(Tp)および戻り値(T0)-合計dt =(Tp + T0)/ 2-Tvに基づいて計算されます
パイプを蛇と接続する場合、後続の各水平セグメントは、上にあるものよりも約10%少ない熱エネルギーを受け取ります。レジスタパイプラインのそのような各セグメントは、個別のバッテリーと見なす必要があります。そして、熱媒体がそれに沿って徐々に移動し、必然的に冷却されると、熱は部屋に入ります。
別のパラメーターは、個々のパイプの高さを反映する水平断面(メインパイプ)間の距離です。このクリアランスを小さくしすぎると、上下からの熱の流れが重なり始め、互いに悪影響を及ぼします。
この数値は、パイプの直径よりわずかに大きくなるように選択する必要があります。次に、レジスタの有効性が可能な限り高くなります。
加熱バッテリーの電力とその数のより詳細な計算でここに見つけることができます。
インストールの特徴
加熱レジスタの設定は特に複雑なものではありません。個々のパイプから溶接する場合にのみ、問題が発生する可能性があります。溶接の経験が少ない場合は、最初に練習するのが一番です。既製の工場製デバイスを購入する場合、インストールの問題はまったく発生しません。
パイプレジスターの壁に掛けるには、強力なブラケット(フック)を使用します。それが床に置かれているなら、十分な鉄の脚。問題の鋼製ヒーターはかなりの重量があることを覚えておくことが重要です。さらに、内部の水の重量も追加されるため、マウントとスタンドは非常に信頼性が高いはずです。
パイプセクションの端は、特殊な球形プラグで閉じられるか、板金から切り出された小さな鋼丸を使用して溶接されます。排気タップを取り付け、暖房システムに接続するための雄ねじ付き継手で、パイプの壁またはエンドプレートに直接切り込みます。
スチール製のバッテリーの表面は、耐熱塗料でコーティングする必要があります。そのおかげで、この装置は外見が美的に心地よくなるだけでなく、追加の防食保護も得られます。
この資料でDIY加熱レジスタを作成するための詳細な手順を読むことができます。
以下に収集されたビデオ資料は、暖房レジスターの計算と部屋への設置のすべてのニュアンスを理解するのに役立ちます。
長方形プロファイルパイプからレジスターを製造する技術:
加熱レジスターの利点の利点と計算:
大きな立方体の部屋を暖房したい場合は、滑らかな壁の鋼管の登録がこれに最適です。自作のバッテリーを自分の手で組み立てるのは、熟練した溶接職人であれば難しいことではありません。この装置のパラメータを正確に計算し、それに適した管状製品を選択するだけで十分です。
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