Стальные трубчатые радиаторы: разновидности, особенности, расчет тепловой мощности

Какими бывают трубчатые радиаторы? Каким образом рассчитывается их тепловая мощность? Есть ли у этих изделий какие-то заметные преимущества перед современными алюминиевыми и биметаллическими отопительными приборами? Давайте попробуем ответить на эти вопросы.

Трубчатый радиатор в одном из вариантов исполнения.

Что это такое

Стальные трубчатые радиаторы, или регистры — это отопительные приборы, представляющие собой просто-напросто несколько соединенных сварными перемычками или разъемными соединениями стальных труб.

Диаметр труб может варьироваться от 32 до 200 и более миллиметров. Сечения перемычек вполне предсказуемо равны или чуть превышают сечения подводок: они не должны быть узким местом при циркуляции теплоносителя.

Заметьте: конфигурация перемычек должна образовывать внутри прибора контур, вовлекающий в циркуляцию весь объем содержащегося в нем теплоносителя.
В противном случае можно получить не только заметное падение теплоотдачи, но и вероятность разморозки регистра при падении температуры в помещении ниже нуля.

Подводки и перемычки должны образовывать замкнутый контур для теплоносителя.

Секции (трубы) регистра могут быть как горизонтальными, так и вертикальными.

• В первом случае обычно используется три-четыре трубы максимально большого диаметра. Такие регистры не блещут эстетикой и обычно изготавливаются самостоятельно для отопления гаражей и вспомогательных помещений. Их достоинство — минимум сварных швов, каждый из которых является слабым местом конструкции.
• Вертикальные трубчатые радиаторы отопления, напротив, чаще выступают в качестве элемента дизайна помещений. Количество секций может достигать нескольких десятков; при изготовлении секций могут использоваться как круглые, так и профильные трубы.

Вертикальный регистр.

Заметьте: профтруба — не лучший выбор с точки зрения функциональности.
Круглое сечение обеспечивает максимальную устойчивость к внутреннему давлению при минимальной толщине стенок.

Несколько реже привычных регистров можно встретить приборы с верхним и нижним коллекторами, соединенными трубчатыми перемычками.

Плюсы и минусы

Основные альтернативы регистрам — алюминиевые и биметаллические секционные радиаторы. Первые востребованы в автономных отопительных контурах, вторые — в системах центрального отопления, где возможны скачки давления и превышение расчетных температур.

Для начала давайте сравним объективные характеристики приборов, предлагаемых современным рынком.

Как легко заметить, по теплоотдаче и стоимости условной секции трубчатые радиаторы проигрывают с разгромным счетом. Преимущества по рабочему давлению и максимальной температуре неоспоримы, однако востребованы они будут лишь в форс-мажорной ситуации: даже для ЦО нормой считается температура до 95С и давление до 6 кгс/см2.

Низкая теплоотдача трубчатых секций иногда компенсируется их нестандартной высотой.

Однако, как всегда, дьявол кроется в деталях.

Фабричные стальные регистры действительно являются сомнительным вложением денег: кроме непривычной внешности, у них мало объективных достоинств. А вот изготовленный своими руками из трубы солидного диаметра радиатор уже обойдется не в пример дешевле покупного отопительного прибора и составит ему серьезную конкуренцию в плане теплоотдачи.

Давайте попробуем сформулировать все плюсы и минусы решения.

Достоинства

• Высокая прочность на разрыв, способность противостоять гидроударам.
• Дешевизна при самостоятельном изготовлении.
• Отсутствие межсекционных течей при колебаниях температуры теплоносителя.
• Простая уборка поверхности отопительного прибора.
• Отсутствие необходимости в регулярной промывке. Трубчатые радиаторы с нижним подключением лишены физической возможности накапливать ил и песок — им просто негде задержаться в отопительном приборе. В регистрах с врезкой подводок в торцы верхней и нижней секции ил может накапливаться; однако пока в нем остается необходимый для циркуляции проход, теплоотдача регистра снижается весьма незначительно.
• Сталь не образует гальванических пар с медью и прочими применяемыми в отопительных контурах металлами, чем выгодно отличается от алюминия. Электрохимическая коррозия алюминиевых радиаторов часто наблюдается в системах ЦО, в которых хотя бы часть контура проложена медной трубой.

Недостатки

• Сомнительная эстетика самодельного прибора.

Регистр едва ли впишется в дизайн современной квартиры.

• Меньший по сравнению с алюминиевыми и биметаллическими радиаторами тепловой поток на секцию или единицу длины (при сопоставимых глубине и высоте).
• При большом диаметре секции — большая занимаемая прибором площадь помещения.
• Поскольку основной материал для регистров — обычные трубы из коррозионно-нестойкой стали, ржавчина становится проблемой, но лишь при сбросе контура отопления на лето. При заполненной системе внутренняя поверхность регистра не ржавеет.
• Наконец, значительный внутренний объем регистра означает большую тепловую инерционность радиатора. Его нагрев после запуска отопления займет продолжительное время.

Впрочем: остывать он тоже будет долго, что окажется несомненным достоинством при отоплении твердотопливным котлом с его периодическими растопками.

Для твердотопливного отопления инерционность приборов будет несомненным достоинством.

Расчет теплового потока

Формулы

Как вычислить теплоотдачу многосекционного регистра из гладких труб? Это необходимо и при самостоятельном изготовлении прибора, и в том случае, если вам нужно сравнить панельный и трубчатый радиатор, чтобы выбрать максимально компактный прибор достаточной мощности.

Инструкция по расчету теплоотдачи поверхности прямой стальной трубы сводится к использованию формулы Q=π*D*L*k*Dt.

В ней:

• Q — тепловаямощность (Вт).
• π — число «пи», обычно принимается равным 3,1415.
• D — диаметр трубы.
• L — ее длина.
• k — коэффициент теплопередачи. Для стальной трубы он берется равным 11,63 Вт/м2*С.
• Dt — разница температур между теплоносителем и воздухом комнаты.

Внимание: чтобы получить тепловую мощность в ваттах, все размеры нужно вводить в единицах СИ — метрах.

В случае горизонтального регистра мы имеем дело с несколькими гладкими стальными трубами известной длины. Казалось бы, будет логичным просто сложить результаты тепловой мощности для всех секций; однако тут есть одна тонкость. Все секции, кроме первой, будут контактировать не со сравнительно холодным воздухом помещения, а с нагретым восходящим потоком от нижних труб.

Верхняя труба контактирует с восходящим потоком теплого воздуха.

Именно поэтому для расчета мощности второй и последующих секций горизонтального регистра используется постоянный коэффициент 0,9.

Пример

Давайте в качестве примера вычислим мощность четырехсекционного регистра при следующих вводных параметрах:

• Диаметр секции — 157 мм.
• Ее длина — 3 метра.
• Температура теплоносителя — 70 С.
• Температура в комнате — 20С.

Четырехсекционный регистр.

Приступим к вычислениям.

1. Переводим диаметр секции в единицы СИ. 157 мм = 0,157 м.
2. Вычисляем Dt. Дельта равна 70 — 20 = 50С.
3. Подставляем значения в формулу. Мощность первой секции равна 3,1415*0,157*3*11,63*50=860 ( округлением) ватт.
4. Мощность каждой из остальных секций равна 860*0,9=774 ватта.
5. Полная мощность прибора будет примерно равной 860+(774*3)=3182 ватта.

Секционный радиатор на фото способен отдать примерно ту же мощность, но обойдется гораздо дороже.

Заключение

Надеемся, что наш материал окажется полезным читателю при выборе отопительных приборов. Узнать больше о том, какими они бывают и какие стальные трубчатые радиаторы отопления лучше, поможет видео в этой статье. Успехов!