Registre vykurovania: typy konštrukcií, výpočet parametrov, špecifiká montáže

Existuje obrovské množstvo rôznych konštrukcií a materiálov batérií pre systémy vykurovania obytných a neobytných priestorov. Ale registre vykurovania medzi nimi vynikajú svojou vysokou účinnosťou prenosu tepla a jednoduchosťou vlastnej montáže.

Z vonkajšieho hľadiska a konštrukcie tieto výmenníky tepla pripomínajú bežné hady sušičov uterákov, ale svojimi rozmermi výrazne presahujú podobné zariadenia pre kúpeľne.

V článku, ktorý vám predkladáme, sú podrobne rozobrané typy vykurovacích registrov a tiež rozoberieme zvláštnosti montáže takéhoto zariadenia.

Druhy registrov vykurovania z rúr

Vykurovací register je klasický výmenník tepla „voda-vzduch“. Vo väčšine prípadov je vyrobený z hladkostennej kovovej rúry. Tá môže byť samostatná alebo v podobe radu niekoľkých úsekov potrubia umiestnených horizontálne nad sebou. Pričom sa vyskytujú aj konštrukcie s rebrovaním.

Vykurovacie zariadenie vyrobené len z hladkostennej rúry sa ľahšie čistí pri pravidelnom upratovaní. Nemá doskové rebrá ani úzke miesta, ktoré sa ťažko utierajú handrou. V dôsledku toho sa na takomto registri netvoria „kolónie“ prachu a nečistôt. V tomto ohľade výrazne prekonáva dnes rozšírené panelové sekčné radiátory.

Zvyčajne sa vykurovacie registre inštalujú v garážach, skladoch, dielňach, nemocniciach a školách – teda v priestoroch, kde sú zvýšené požiadavky na protipožiarnu a hygienickú bezpečnosť.

Z hľadiska účinnosti odovzdávania tepelnej energie a nákladov na vykurovanie nie je rúrkový register horší ako bežné batérie a často ich prevyšuje. Celková plocha povrchu prenosu tepla je v oboch prípadoch približne rovnaká, len v danom zariadení preteká teplonosná kvapalina širokým kanálom.

Hydraulický odpor je v tejto situácii oveľa nižší ako v štandardnom radiátore z niekoľkých panelových sekcií. A to priamo ovplyvňuje náklady na energiu na prečerpávanie vody v takomto vykurovacom okruhu.

Druhy podľa tvaru konštrukcie

Z vonkajšieho hľadiska vykurovací register nevyzerá príliš elegantne. Zato je lacný a jednoduchý na výrobu. A ak vynaložíte trochu úsilia, takýto ohrievač-výmenník tepla sa dá celkom dobre začleniť do interiéru aj obytnej miestnosti.

V domácich dedinských domoch sa až donedávna takýto variant vykurovacej sústavy používal takmer všade. V sovietskom období panelové sekčné radiátory neboli v predaji, ale širokú rúru zohnať nebolo také ťažké.

A ďalej bol potrebný len zvárací prístroj. Získaný rúrkový ohrievač sa spája s vodným výmenníkom tepla vo vnútri piecky na drevo zváraním jednoducho a rýchlo. Viac o technológii výmeny radiátorov pomocou plynového zvárania si prečítajte ďalej.

Čím bližšie k okraju sa nachádzajú zvislé rúrky v sekčnom registri, tým vyšší je tepelný výkon zariadenia – voda na koncoch vodorovných rúr sa obnovuje pomalšie ako v úsekoch s priamym tokom teplonosnej kvapaliny.

Všetky druhy vykurovacích registrov sa delia na dve skupiny:

1. Sekčné.
2. Hadovité (tvaru S).

V prvom prípade sú vodorovné rúry navzájom spojené priečnymi rúrkami menšieho prierezu, v druhom prípade oblúkmi rovnakého priemeru.

Oba varianty zahŕňajú veľké objemy zváracích prác. Hadovité zariadenie možno vyrobiť aj ohnutím jednej rúry. Nie každú rúru z ocele s veľkým priemerom je však možné takto ohnúť. Oveľa jednoduchšie je vziať hotové oblúky a privariť ich k vodorovným segmentom registra.

V zariadení so spojením «nitka» (rúrky sú umiestnené striedavo vpravo/vľavo) neexistujú zóny so studenou teplonosnou kvapalinou, voda tu postupne prechádza všetkými rúrami.

Pri spájaní vodorovných častí sekčného registra spojením «stĺpec» sa priečky zvárajú z obidvoch koncov. Cirkulácia teplonosnej kvapaliny v takomto vykurovacom zariadení prebieha podľa paralelnej schémy. V dôsledku toho niektoré zóny nemusia dostávať dostatok tepla. Horúca voda jednoducho steká do nižšieho segmentu skôr, ako sa dostane k vzdialenému koncu.

V «nitke», kde teplonosná kvapalina prechádza všetkými časťami registra, takéto problémy nevznikajú. V tomto ohľade tento register pripomína hadovitý register. Len voda sa v ňom pohybuje od vstupu po výstup z batérie potrubím rôzneho prierezu.

Hadovité registre môžu mať niekoľko ohybov, v takom prípade sa na posilnenie konštrukcie v niekoľkých miestach často robia priečne vložky z uholníka alebo hrubej tyče.

Ak nie sú po ruke hotové oblúky pre register tvaru S, je lepšie vyrobiť si samostatne sekčné zariadenie. Rovnomerne ohnúť rúru veľkého prierezu bez špeciálneho vybavenia je mimoriadne náročné. Prakticky jedinou možnosťou je nahriať kov plynovým zváraním a opatrne ho ohnúť. Ale tu existuje riziko straty pevnosti stien rúry.

K sekčnému typu patrí aj register s párom bočných kolektorov. Sú vyrobené z rúry rovnakého priemeru ako hlavné časti, pričom plnia úlohu priečnych rúrok. Voda sa v tomto prípade pohybuje nie zhora nadol, ale zľava doprava (alebo naopak).

Možnosti podľa materiálu výroby

Najčastejšie domáci majstri vlastnoručne vyrábajú vykurovacie registre z oceľových rúr. Hlavné výhody tohto variantu – lacnosť, dostupnosť materiálu a relatívna jednoduchosť zvárania.

Okrem kruhovej rúry je možné vykurovací register vyrobiť aj z jej profilovaného analógu – hydraulický odpor bude trochu odlišný, ale nič viac.

V továrenských podmienkach sa registre vyrábajú z:

• ocele;
• hliníka;
• z medi;
• z liatiny.

V tepelnom výkone a životnosti vedie medený variant. Pri veľkých rozmeroch však takýto ohrievač vyjde na nemalý peniaz. Hliníkový prístroj mu ustupuje v ukazovateľoch tepelnej vodivosti, ale stojí výrazne menej.

Najbežnejší a lacný druh vykurovacích registrov je oceľový. Je to však aj najmenej efektívny variant z hľadiska prenosu tepla z vody do vzduchu spomedzi všetkých predávaných v obchodoch s vykurovacou technikou.

Súčiniteľ tepelnej vodivosti rôznej ocele sa pohybuje v rozmedzí 45–48 W/(m*K). Pri liatine je okolo 60, pri hliníku 200–240 a pri medi približne 400 W/(m*K). Oceľ v tomto technickom parametri všetkým stratí.

Pri výbere oceľových rúr treba dať prednosť výrobkom z uhlíkovej ocele, sú najpevnejšie a odolné voči vysokým teplotám.

Liatina a hliník sa zvyčajne používajú len pri továrenskej výrobe registrov. Samostatne v domácich podmienkach je tieto kovy zvárať príliš náročné. To isté platí pre nehrdzavejúcu alebo pozinkovanú oceľ, preto je lepšie nebrať rúry z týchto materiálov. Je ťažšie ich zvárať a tepelný výkon majú nižší ako bežný čierny náprotivok.

Pri skúsenostiach so zváraním medených povrchov nie je výroba registra z takýchto rúr príliš problematická. Vďaka vysokým ukazovateľom prenosu tepla ich možno vziať s menším priemerom ako pri oceľovom variante. Tak bude vykurovací prístroj lacnejší.

Meď má však vážnu nevýhodu – potrebu neutrálneho a čistého teplonosného média. Ak v systéme kúrenia cirkuluje “špinavá” voda s prímesami, o dlhej životnosti takejto batérie možno zabudnúť.

Podobný problém sa tiež často vyskytuje kvôli prítomnosti prvkov z kovov nekompatibilných s meďou v systéme. Ak sa neprijme celý rad preventívnych opatrení, v dôsledku elektrochemickej korózie takýto register dlho nevydrží.

Zariadenia so vstavaným vykurovacím telesom

Štandardný variant registra predpokladá jeho pripojenie k vykurovacím rúram centralizovaného systému alebo k kotlu na ohrev vody. Existujú však aj úplne autonómne prístroje. Do jednej z dolných rúr je v nich vstavaný vykurovací element napájaný z elektrickej siete 220 V.

Podľa konštrukcie a princípu činnosti je TEN v registri obyčajný elektrický ponorný ohrievač, ktorý pracuje z typickej jednofázovej zásuvky.

Výkon elementu ohrievajúceho vodu sa môže pohybovať v rozmedzí 1–6 kW v závislosti od vnútorného objemu výmenníka tepla. Takéto vykurovacie zariadenie býva často vybavené obehovým čerpadlom, aby sa teplonosná látka dostala do všetkých jeho častí.

Podobný autonómny register sa často používa ako doplnkový zdroj tepla, ktorý sa zapína iba pri silných mrazoch. Pri nie príliš nízkych teplotách vonku sa vykurovanie miestnosti vykonáva z celkového vykurovacieho systému. Okrem vody je do elektrického registra možné naplniť aj nemrznúcu zmes.

Na našej stránke je článok, kde sme podrobne opísali vlastnosti výberu a jemnosti pripojenia TEN-ov pre vykurovacie radiátory. Podrobnejšie – prejdite na odkaz.

Výpočet konštrukcie ohrievača

Najprv je potrebné vypočítať požadovaný tepelný výkon pre konkrétnu miestnosť.

Podľa pravidiel by sa mal takýto tepelnotechnický výpočet vykonať s ohľadom na:

• plochy a orientácie vonkajších stien (v južnom slnečnom smere alebo nie);
• objemu vykurovanej miestnosti;
• úrovne maximálne možných záporných teplôt v regióne;
• stupňa tepelnej izolácie stien smerujúcich von;
• prítomnosti pod a/alebo nad ďalšej vykurovanej miestnosti;
• počtu, plochy a druhu inštalovaných okien;
• prítomnosti/neprítomnosti dverí otvárajúcich sa priamo von.

Stavebnými normami sa odporúča dokonca zohľadniť prevládajúcu ružu vetrov v zime. Na náveternej strane steny budú tepelné straty počas zimného obdobia samozrejme vyššie.

Zjednodušene pre miestnosť s výškou stropov okolo 2,7 metra sa požadovaný tepelný výkon vypočíta vynásobením plochy miestnosti 100 W.

Ak sú stropy v miestnosti vo výške 3 metre a viac, potom by sa pre zjednodušený výpočet mal objem vykurovaného priestoru vynásobiť 34 alebo 41 W. Prvý koeficient sa používa pre murované budovy a druhý pre stavby zo železobetónu.

Vynásobiť pár čísel nie je ťažké. Treba si však jasne uvedomiť, že takéto podmienené výpočty môžu byť veľmi vzdialené od reálnych čísel, pretože je v nich veľa nuancií.

Najoptimálnejším východiskom je objednať si potrebný výpočet u odborníka, ktorý vezme do úvahy všetky parametre miestnosti. Tepelné straty vznikajú cez steny, okná, podlahu, strop a dokonca aj vetranie. Pre získanie presných čísel je potrebné zohľadniť všetko bez výnimky.

Ďalej je potrebné vypočítať rozmery rúr pre vykurovací register. Na to je potrebné použiť vzorec:

Q= K* St*dt

písmenové označenia:

• Q – tepelný výkon registra;
• K – súčiniteľ prestupu tepla, závisí od materiálu rúry;
• St – plocha prenosu tepla (rovná sa číslu PÍ vynásobenému priemerom a dĺžkou rúry);
• dt – tepelný spád.

V súlade s tým, ak poznáme Q a dt, zostáva už len vybrať priemer rúry a jej celkovú dĺžku. Potom, v závislosti od konštrukcie registra, možno toto potrubie rozdeliť na niekoľko úsekov, ktoré budú neskôr spojené priečkami. Tepelný výkon z nich, aby sme nekomplikovali výpočty, radšej neberieme do úvahy.

Hodnota dt sa následne vypočíta na základe požadovanej teploty v miestnosti (Tv) a hodnôt teploty v prívode (Tp) a spiatočke (To) – celkovo dt = (Tp + To) / 2 - Tv.

Pri zapojení rúr do hada (smyčky) každý nasledujúci horizontálny segment dostáva približne o 10 % menej tepelnej energie ako ten, ktorý je umiestnený nad ním. Každý takýto úsek registrového potrubia treba považovať za samostatnú batériu. A teplonosné médium sa pri pohybe po nich postupne a nevyhnutne ochladzuje, teplo odchádza do miestnosti.

Ďalším parametrom je vzdialenosť medzi horizontálnymi sekciami (hlavnými rúrami), ktorá vyjadruje výšku samostatného patrubka. Ak je tento priestor príliš malý, tepelné toky zhora a zdola sa začnú prekrývať a nepriaznivo na seba pôsobiť.

Túto hodnotu treba voliť tak, aby bola o niečo väčšia ako priemer rúry. Potom bude účinnosť registra maximálne možná.

S podrobnejšími výpočtami výkonu vykurovacích batérií a ich počtu si môžete prečítať tu.

Zvláštnosti vykonania montáže

Nič mimoriadne zložité na inštalácii vykurovacieho registra nie je. Ťažkosti sú možné len pri jeho zváraní z jednotlivých rúr. Ak nemáte veľké skúsenosti s vykonávaním zváračských prác, je lepšie si najskôr zacvičiť. Pri kúpe hotového prístroja z výroby by nemali nastať žiadne problémy s montážou.

Zavesenie rúrkového registra na steny sa vykonáva pomocou silných konzol (hákov). Ak sa umiestňuje na podlahu, stačia železné nožičky. Je dôležité pamätať na to, že daný oceľový ohrievač váži pomerne veľa. Navyše sa pripočíta hmotnosť vody vo vnútri, preto upevnenia a podstavce musia byť mimoriadne spoľahlivé.

Konce rúr sekcie sa uzatvárajú špeciálnymi guľovými uzávermi (zátkami) alebo sa zvárajú s použitím malých oceľových kruhov, vyrezaných z plechu. Prípojky (štuciery) s vonkajším závitom na inštaláciu ventilu na odvod vzduchu a pripojenie k vykurovaciemu systému sa zarezávajú priamo do steny rúry alebo do koncovej dosky.

Povrch batérie vyrobenej z ocele stojí za to natrieť tepelne odolnou farbou. Vďaka nej prístroj nielenže získa estetickejší vzhľad, ale získa aj dodatočnú antikoróznu ochranu.

Podrobný návod na vytvorenie vykurovacích registrov vlastnými rukami si môžete prečítať v tomto materiáli.

Závery a užitočné video k téme

Nižšie uvedené video materiály vám pomôžu pochopiť všetky nuansy výpočtov vykurovacieho registra a jeho montáže v miestnosti.

Technológia výroby registra z profilovej obdĺžnikovej rúry:

Výhody a výpočet výkonu vykurovacieho registra:

Ak je potrebné vykurovať veľký priestor z hľadiska kubatúry, registr z hladkostenných oceľových rúr je na to ideálny. Ak máte zručnosti na vykonávanie zváračských prác, zostaviť takýto domáci radiátor vlastnými rukami nie je náročné. Treba len presne vypočítať parametre tohto zariadenia a správne vybrať rúrkové výrobky pre neho.

Máte otázky, našli ste nedostatky alebo máte cenné informácie, ktoré by ste mohli zdieľať s návštevníkmi našej stránky? Prosím, zanechajte svoje komentáre, pýtajte sa v formulári pre recenzie umiestnenom pod článkom.