Registros de calefacción: tipos de estructuras, cálculo de parámetros, características de instalación.
Existe una gran cantidad de baterías de diferentes diseños y materiales para sistemas de calefacción de locales residenciales y no residenciales.Pero entre ellos las rejillas de calefacción destacan por su alta eficiencia de transferencia de calor y su facilidad de montaje por sus propias manos.
Externamente y estructuralmente, estos dispositivos de intercambio de calor se parecen a los toalleros calentadores convencionales, pero en tamaño son mucho más grandes que sus contrapartes para baños.
En el artículo que presentamos, examinamos en detalle los tipos de rejillas de calefacción y también analizamos las características de la instalación de dichos equipos.
El contenido del artículo:
Tipos de registros de calefacción hechos de tuberías.
El registro de calefacción es un intercambiador de calor agua-aire clásico. En la mayoría de los casos, está hecho de un tubo metálico de paredes lisas. Este último puede ser único o tener la forma de una serie de varias secciones de tubería ubicadas horizontalmente una encima de la otra. En este caso se trata de estructuras individuales con aletas.
Un dispositivo calefactor fabricado únicamente con un tubo de paredes lisas es más fácil de limpiar durante la limpieza regular. No hay nervaduras en forma de placa ni puntos estrechos que sean difíciles de limpiar con un trapo. Como resultado, en dicho registro no se forman “colonias” de polvo y suciedad. En este sentido, supera con creces a los radiadores seccionales de panel, actualmente muy extendidos.
En términos de eficiencia de transferencia de energía térmica y costos de calefacción, el registro de tuberías no es inferior a baterías regularesy muchas veces los supera. La superficie total de transferencia de calor en ambos casos es aproximadamente la misma, sólo que en el dispositivo considerado el refrigerante fluye a través de un canal ancho.
La resistencia hidráulica en esta situación es mucho menor que la de un radiador estándar formado por varias secciones de panel. Y esto afecta directamente los costos de energía para bombear agua a través de dicho circuito de calefacción.
Tipos por forma de diseño
Externamente, la rejilla de calefacción no parece muy elegante. Pero es barato y fácil de fabricar. Y si se esfuerza un poco, un calentador-intercambiador de calor de este tipo puede caber fácilmente incluso en el interior de una sala de estar.
En las casas de campo, hasta hace poco, se utilizaba una versión similar del sistema de calefacción en casi todas partes. En la época soviética, los radiadores seccionales de paneles no estaban disponibles para la venta, pero conseguir una tubería ancha no era tan difícil.
Y luego todo lo que se necesitaba era una máquina de soldar. El calentador de tubo resultante se conecta al intercambiador de calor de agua dentro de la estufa de leña mediante soldadura de forma sencilla y rápida. Lea más sobre la tecnología de reemplazo de baterías mediante el método de soldadura con gas. Más.
Todos los tipos de registros de calefacción se dividen en dos grupos:
- En corte.
- Bobinas (en forma de S).
En el primer caso, las tuberías horizontales están conectadas entre sí mediante tuberías transversales de menor sección transversal, y en el segundo, mediante arcos del mismo diámetro.
Ambas opciones implican grandes cantidades de trabajo de soldadura. También se puede fabricar un dispositivo de bobina doblando un tubo.Sin embargo, no todos los productos tubulares de acero de gran diámetro se pueden doblar de esta forma. Es mucho más fácil tomar arcos ya preparados y soldarlos a los segmentos horizontales del registro.
Al conectar secciones horizontales de un registro seccional con una conexión de "columna", los tubos transversales se sueldan en ambos extremos. La circulación del refrigerante en un dispositivo de calefacción de este tipo se produce en un circuito paralelo. Como resultado, es posible que determinadas zonas del mismo no reciban suficiente calor. El agua caliente simplemente fluye hacia el segmento inferior antes de llegar al otro extremo.
En la "rosca", donde el refrigerante pasa por todas las secciones del registro, no surgen tales problemas. En este sentido, este registro se parece mucho a una serpentina. Solo el agua que contiene se mueve desde la entrada hasta la salida de la batería a través de tuberías de diferentes secciones.
Si no hay arcos listosizados para el registro en forma de S a mano, entonces es mejor hacer un dispositivo seccional usted mismo. Es extremadamente difícil doblar uniformemente una tubería de gran sección transversal sin un equipo especial. Casi la única opción es calentar el metal mediante soldadura con gas y doblarlo con cuidado. Pero existe el riesgo de que las paredes de la tubería pierdan resistencia.
El tipo seccional también incluye un registro con un par de colectores laterales. Están formados por un tubo del mismo diámetro que los tramos principales, actuando como tubos transversales. En este caso, el agua no se mueve de arriba a abajo, sino de izquierda a derecha (o viceversa).
Opciones de materiales
Muy a menudo, los artesanos del hogar hacen registros de calefacción con sus propias manos a partir de tubos de acero. Las principales ventajas de esta opción son el bajo costo, la disponibilidad de material y la relativa facilidad de soldadura.
En condiciones de fábrica, los registros se producen a partir de:
- convertirse en;
- aluminio;
- cobre;
- hierro fundido
Lideres en transferencia de calor y durabilidad. opción de cobre. Pero con tamaños grandes, un calentador de este tipo costará un centavo. Un dispositivo de aluminio es inferior en términos de conductividad térmica, pero también cuesta mucho menos.
El tipo de rejilla de calefacción más popular y económico es el acero. Sin embargo, esta es también la opción más ineficiente para transferir calor del agua al aire de todas las que se venden en las tiendas de equipos de calefacción.
El coeficiente de conductividad térmica de diferentes aceros oscila entre 45 y 48 W/(m*K). Para el hierro fundido es de alrededor de 60, para el aluminio es de 200 a 240 y para el cobre es de aproximadamente 400 W/(m*K). El acero es inferior a todos ellos en este parámetro técnico.
El hierro fundido y el aluminio se suelen utilizar únicamente en la producción de registros en fábrica. Es demasiado difícil soldar estos metales de forma independiente en condiciones artesanales. Lo mismo se aplica al acero inoxidable o galvanizado, por lo que es mejor no utilizar tuberías fabricadas con estos materiales. Son más difíciles de cocinar y su transferencia de calor es menor que la de su homólogo negro normal.
Si tiene experiencia en soldar superficies de cobre, hacer un registro con dichos tubos no es demasiado problemático.Debido a las altas tasas de transferencia de calor, se pueden elegir con un diámetro más pequeño que al elegir una opción de acero. Entonces el dispositivo de calefacción costará menos.
Sin embargo, el cobre tiene aquí un serio inconveniente: la necesidad de un refrigerante neutro y limpio. Si en el sistema de calefacción circula agua "sucia" con impurezas, entonces puede olvidarse de la larga vida útil de dicha batería.
Un problema similar se observa a menudo debido a la presencia en el sistema de elementos hechos de metales incompatibles con el cobre. Si no se toman una serie de medidas preventivas, dicho registro no durará mucho debido a la corrosión electroquímica.
Dispositivos con elemento calefactor incorporado.
La versión estándar del registro implica conectarlo a las tuberías de calefacción de un sistema centralizado o a una caldera de calentamiento de agua. Pero hay dispositivos que son completamente autónomos. En uno de los tubos inferiores se incorpora un elemento calefactor, alimentado desde una red eléctrica de 220 V.
La potencia del elemento calentador de agua puede variar entre 1 y 6 kW según el volumen interno del intercambiador de calor. Un dispositivo de calefacción de este tipo suele estar equipado con una bomba de circulación para que el refrigerante llegue a todas sus zonas.
Un registro autónomo de este tipo se utiliza a menudo como fuente de calor adicional, que se enciende solo en heladas severas. Cuando las temperaturas exteriores no son demasiado bajas, la habitación se calienta mediante el sistema de calefacción general. Además de agua, se puede añadir anticongelante al registro eléctrico.
Hay un artículo en nuestro sitio web donde describimos en detalle las características de la elección y las sutilezas de la conexión de elementos calefactores para calentar radiadores. Más detalles - ir a enlace.
Cálculo del diseño del calentador.
Primero debe calcular la potencia de calefacción requerida para una habitación específica.
Según las reglas, dicho cálculo térmico debe realizarse teniendo en cuenta:
- área y orientación de las paredes exteriores (en la dirección soleada del sur o no);
- capacidad cúbica de la habitación con calefacción;
- el nivel de temperaturas negativas máximas posibles en la región;
- grado de aislamiento térmico de las paredes que dan a la calle;
- la presencia de otra habitación climatizada debajo y/o arriba;
- cantidades, tamaños y tipos de ventanas instaladas;
- Presencia/ausencia de puertas que abren directamente a la calle.
Los códigos de construcción incluso recomiendan tener en cuenta la rosa de los vientos predominante en invierno. En el lado de barlovento, cerca de la pared, la pérdida de calor durante el período invernal será obviamente mayor.
Si los techos de la habitación están ubicados a un nivel de 3 metros o más, entonces, para un cálculo simplificado, la capacidad cúbica del espacio calentado debe multiplicarse por 34 o 41 W. El primer coeficiente se toma para edificios de ladrillo y el segundo para edificios de hormigón armado.
Multiplicar un par de números no es difícil. Pero debemos ser claramente conscientes de que tales cálculos condicionales pueden estar muy lejos de las cifras reales, ya que aquí hay muchos matices.
La mejor salida es solicitar el cálculo requerido a un especialista que tendrá en cuenta todos los parámetros de la habitación. La pérdida de calor se produce a través de paredes, ventanas, suelos, techos e incluso por ventilación.Para obtener cifras precisas hay que tener todo en cuenta sin excepción.
A continuación, debe calcular las dimensiones de las tuberías para la rejilla de calefacción. Para hacer esto, use la fórmula:
Q= K* St*dt
designaciones de letras:
- Q – potencia térmica del registro;
- K – coeficiente de transferencia de calor, depende del material de la tubería;
- St – área de transferencia de calor (igual al número PI multiplicado por el diámetro y la longitud de la tubería);
- dt – presión térmica.
Por tanto, conociendo Q y dt, sólo queda seleccionar el diámetro de la tubería y su longitud total. Luego, dependiendo del diseño del registro, esta tubería se puede dividir en varios tramos, que posteriormente se conectarán mediante travesaños. Para no complicar los cálculos, es mejor no tener en cuenta la transferencia de calor de este último.
Al conectar tuberías con una serpiente, cada segmento horizontal posterior recibe aproximadamente un 10% menos de energía térmica que el que se encuentra arriba. Cada una de estas secciones de la tubería de registro debe considerarse como una batería separada. Y a medida que el refrigerante pasa a través de ellos, se enfría gradual e inevitablemente y el calor ingresa a la habitación.
Otro parámetro es la distancia entre las secciones horizontales (tuberías principales), que refleja la altura de cada tubería. Si este espacio se hace demasiado pequeño, los flujos de calor desde arriba y desde abajo comenzarán a superponerse, afectándose negativamente entre sí.
Esta cifra debe seleccionarse de modo que sea un poco mayor que el diámetro de la tubería. Entonces la eficiencia del registro será la máxima posible.
Para obtener cálculos más detallados de la potencia de las baterías de calefacción y su cantidad, puede leer Aquí.
Características de la instalación.
No hay nada particularmente difícil en la instalación de una rejilla de calefacción. Las dificultades solo son posibles al soldarlo a partir de tuberías separadas. Si no tienes mucha experiencia en trabajos de soldadura, es mejor practicar primero. Al comprar un dispositivo listo para usar, fabricado en fábrica, no deberían surgir ningún problema de instalación.
El registro de tuberías se cuelga de las paredes mediante potentes soportes (ganchos). Si se coloca en el suelo, bastarán unas patas de hierro. Es importante recordar que el calentador de acero en cuestión pesa bastante. Además, se añade el peso del agua en el interior, por lo que los soportes y soportes deben ser extremadamente fiables.
Los extremos de la sección del tubo se cierran con tapones esféricos especiales o se sueldan con pequeñas rondas de acero cortadas de chapa de hierro. Los accesorios con rosca macho para instalar una válvula de ventilación y conectarse al sistema de calefacción se cortan directamente en las paredes de la tubería o en la placa final.
La superficie de una batería de acero debe recubrirse con pintura resistente al calor. Gracias a esto, el dispositivo no solo tendrá una apariencia más agradable desde el punto de vista estético, sino que también adquirirá protección anticorrosión adicional.
Puede encontrar instrucciones detalladas para crear registros de calefacción con sus propias manos en este material.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Los materiales de video recopilados a continuación lo ayudarán a comprender todos los matices del cálculo de la rejilla de calefacción y su instalación en la habitación.
Tecnología para fabricar un registro a partir de un tubo perfilado rectangular:
Ventajas y cálculo de la potencia de la registro de calefacción:
Si necesita calentar una habitación grande, lo ideal es un registro hecho de tubos de acero de paredes lisas.Si tiene la habilidad de realizar trabajos de soldadura, no será difícil ensamblar una batería casera de este tipo con sus propias manos. Solo necesita calcular con precisión los parámetros de este dispositivo y seleccionar los productos de tubería adecuados para él.
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Eso es seguro, según mis observaciones, las rejillas de calefacción hechas de tubos no tienen rival en términos de transferencia de calor. Exteriormente, por supuesto, no a todo el mundo le gusta esto, pero para locales grandes, especialmente industriales, todavía no he visto nada más barato y eficaz. En cuanto a la apariencia, por cierto, si tienes talento de diseñador, puedes realzarla de manera muy interesante e incluso decorarla con estilo. Esto es especialmente cierto en el caso de los lofts.
Instalé rejillas de calefacción hechas de tuberías en mi garaje debajo de la casa. Puedo cocinar yo mismo, había tubos de acero de gran diámetro y no veía sentido en gastar dinero en la compra de nuevas baterías seccionales. El único problema fue que tuve que calcular la potencia, llamé a mi suegro, él es mi ingeniero, así que en un par de minutos resolvió todo en su cabeza, calculó el metraje, miró mis tuberías y dijo - esto es suficiente. Lo hice con una bobina, calienta de manera muy eficiente, hace calor en el garaje en invierno. ¡Belleza!
Este artículo sobre registros de calefacción es realmente útil. Todos los aspectos importantes, desde los tipos de estructuras hasta las características de instalación, se analizan en detalle. Si buscas registros de alta calidad para tu calefacción, te recomiendo visitar el sitio. https://awstroy.ru/category/registry-otopleniya/. ¡Buena suerte!