Ogrevalni registri: vrste konstrukcij, izračun parametrov, značilnosti montaže

Obstaja ogromno različnih radiatorjev glede na konstrukcijo in material izdelave za ogrevalne sisteme stanovanjskih in nestanovanjskih prostorov. Toda ogrevalni registri med njimi izstopajo po visoki učinkovitosti toplotne oddaje in preprostosti samostojne montaže.

Navzven in konstrukcijsko ti toplotni izmenjevalniki spominjajo na navadne spiralne grelnike brisač, vendar po velikosti močno presegajo analoge za kopalnice.

V predstavljenem članku smo podrobno analizirali vrste ogrevalnih registrov, prav tako bomo pregledali posebnosti montaže takšne opreme.

Različice ogrevalnih registrov iz cevi

Ogrevalni register je klasičen toplotni izmenjevalnik 'voda-zrak'. V večini primerov je izdelan iz gladkostenske kovinske cevi. Ta je lahko enojna ali v obliki več odsekov cevovoda, nameščenih vodoravno drug nad drugim. Pri tem obstajajo tudi ločene konstrukcije z rebri.

Ogrevalna naprava, izdelana samo iz gladkostenske cevi, je lažje očistiti pri rednem čiščenju. Nima ploščastih reber ali ozkih mest, ki jih je težko obrisati s krpo. Posledično se na takem registru ne tvorijo 'kolonije' prahu in umazanije. V tem pogledu močno prekaša danes zelo razširjene panelne sekcijske radiatorje.

Običajno se ogrevalni registri nameščajo v garažah, skladiščih, delavnicah, bolnišnicah in šolah – torej v prostorih, kjer so povečane zahteve glede požarne in sanitarne varnosti

Po učinkovitosti oddajanja toplotne energije in stroških ogrevanja cevni register ne zaostaja za običajnimi radiatorji, pogosto pa jih celo presega. Skupna površina za prenos toplote je v obeh primerih približno enaka, le da v obravnavani napravi toplotni nosilec teče po širokem kanalu.

Hidravlični upor je v tem primeru precej nižji od tistega v standardnem radiatorju iz več panelnih sekcij. In to neposredno vpliva na stroške energije za črpanje vode po takšnem ogrevalnem krogu.

Vrste glede na obliko konstrukcije

Navzven ogrevalni register ni videti preveč eleganten. Zato pa je poceni in preprost za izdelavo. In če vložimo malo truda, lahko tak grelnik-toplotni izmenjevalnik povsem vključimo v notranjost celo bivalne sobe.

V domačih podeželskih hišah se je do nedavnega podobna vrsta ogrevalnega sistema uporabljala skoraj povsod. V sovjetskem času panelno-sekcijskih radiatorjev ni bilo v prodaji, medtem ko je bilo široko cev dobiti ne preveč težko.

Nadalje je bil potreben le varilni aparat. Pridobljeni cevni grelnik se z vodnim toplotnim izmenjevalnikom v notranjosti drvne peči preprosto in hitro poveže z varjenjem. Več o tehnologiji zamenjave radiatorjev z metodo plinskega varjenja preberite dalje.

Bližje kot so robu nameščene vertikalne cevke v sekcijskem registru, višja je toplotna oddaja naprave – voda na koncih horizontalnih cevi se obnavlja počasneje kot v odsekih z direktnim tokom toplotnega nosilca.

Vse vrste ogrevalnih registrov se delijo v dve skupini:

1. Sekcijski.
2. Serpentinke (S-oblike).

V prvem primeru so horizontalne cevi med seboj povezane s prečnimi cevkami manjšega preseka, v drugem pa z loki enakega premera.

Obe možnosti zahtevata velike količine varilnih del. Serpentinasto napravo je mogoče izdelati tudi z upogibom ene cevi. Vendar pa ni mogoče vsakega jeklenega cevnega izdelka velikega premera upogniti na ta način. Veliko lažje je vzeti že pripravljene loke in jih privariti na horizontalne segmente registra.

V napravi s povezavo 'nit' (cevke so nameščene izmenično desno/levo) ni območij s hladnim toplotnim nosilcem, voda tukaj postopoma prehaja skozi vse cevi.

Pri povezovanju horizontalnih odsekov sekcijskega registra s povezavo 'stolpec' se prečne cevke privarijo na obeh koncih. Kroženje toplotnega nosilca v takšni ogrevalni napravi poteka po vzporedni shemi. Posledično posamezna območja v njej lahko ne prejmejo dovolj toplote. Vroča voda preprosto odteče v spodnji segment, preden doseže skrajni konec.

Pri povezavi 'nit', kjer toplotni nosilec prehaja skozi vse odseke registra, do podobnih težav ne prihaja. V tem pogledu ta register močno spominja na serpentino. Le da se voda v njem giblje od vhoda do izhoda iz radiatorja po ceveh različnega preseka.

Serpentine imajo lahko več upogibov, v tem primeru se za okrepitev konstrukcije na določenih mestih pogosto vstavijo prečni vložki iz kotnika ali debele palice.

Če pripravljenih lokov za S-oblikovani register ni pri roki, je bolje samostojno izdelati sekcijsko napravo. Ravno upogniti cev velikega preseka brez posebne opreme je izjemno težko. Praktično edina možnost je, da se kovina segreje s plinskim varjenjem in jo previdno upogne. Vendar obstaja tveganje izgube trdnosti sten cevi.

K sekcijski vrsti spada tudi register s parom stranskih kolektorjev. Izdelani so iz cevi enakega premera kot glavni odseki in opravljajo vlogo prečnih cevk. Voda se v tem primeru giblje ne od zgoraj navzdol, ampak od leve proti desni (ali obratno).

Možnosti glede na material izdelave

Domači mojstri najpogosteje izdelujejo ogrevalne registre iz jeklenih cevi. Glavne prednosti te možnosti so nizka cena, dostopnost materiala in relativna preprostost varjenja.

Poleg okrogle cevi lahko ogrevalni register izdelate tudi iz njenega profiliranega ustreznika – hidravlični upor bo nekoliko drugačen, vendar nič več kot to.

V tovarniških pogojih registre izdelujejo iz:

• jekla;
• aluminija;
• iz bakra;
• iz litega železa.

Po toplotni oddaji in trajnosti vodi bakrena različica. Toda pri velikih dimenzijah bo takšen grelec stal precej denarja. Aluminijasta naprava mu po toplotni prevodnosti ne seže do kolen, vendar je precej cenejša.

Najbolj prodajana in poceni vrsta ogrevalnih registrov je jeklena. Vendar je to tudi najmanj učinkovita možnost za prenos toplote iz vode v zrak med vsemi, ki se prodajajo v trgovinah s toplotno tehniko.

Koeficient toplotne prevodnosti pri različnih jeklih niha med 45–48 W/(m·K). Pri litem železu je okoli 60, pri aluminiju 200–240, pri bakru pa približno 400 W/(m·K). Jeklo v tem tehničnem parametru izgublja proti vsem naštetim.

Pri izbiri jeklenih cevi dajte prednost izdelkom iz ogljikovega jekla, saj so najbolj trpežne in odporne na visoke temperature.

Lito železo in aluminij se običajno uporabljata le pri tovarniški izdelavi registrov. Samostojno v domačih pogojih je te kovine preveč zahtevno variti. Enako velja za nerjavno ali pocinkano jeklo, zato je bolje, da ne uporabljate cevi iz teh materialov. Težje jih je variti, toplotna oddaja pa je nižja kot pri običajnem črnem ustrezniku.

Če imate izkušnje z varjenjem bakrenih površin, izdelava registra iz takšnih cevi ni preveč problematična. Zaradi visokih vrednosti toplotne prehodnosti lahko vzamete cevi manjšega premera kot pri jekleni možnosti. Tako bo ogrevalna naprava cenejša.

Vendar ima baker tu resno pomanjkljivost – potrebo po nevtralnem in čistem toplotnem nosilcu. Če v ogrevalnem sistemu kroži »umazana« voda z nečistočami, lahko na dolgo življenjsko dobo takšnega radiatorja pozabite.

Podobna težava se pogosto pojavi tudi zaradi prisotnosti elementov iz kovin, ki niso združljive z bakrom, v sistemu. Če ne poskrbite za vrsto preventivnih ukrepov, bo zaradi elektrokemijske korozije tak register služil le kratek čas.

Naprave z vgrajenim električnim grelnikom

Standardna različica registra predvideva njegovo priključitev na ogrevalne cevi centralnega sistema ali na kotel za ogrevanje vode. Obstajajo pa tudi popolnoma avtonomne naprave. V eno od spodnjih cevi je vgrajen grelni element, ki ga napaja električno omrežje 220 V.

Po konstrukciji in načelu delovanja je grelni element v registru običajen električni kuhalnik vode, ki deluje iz standardne enofazne vtičnice.

Moč elementa, ki segreva vodo, se lahko giblje med 1 in 6 kW, odvisno od notranje prostornine toplotnega izmenjevalnika. Takšna grelna naprava je pogosto opremljena s cirkulacijsko črpalko, da toplotni medij doseže vse njene dele.

Podoben avtonomni register se pogosto uporablja kot dodaten vir toplote, ki se vklopi le pri močnih zmrzalih. Pri ne prenizki zunanji temperaturi se ogrevanje prostora izvaja iz skupnega ogrevalnega sistema. Poleg vode je v električni register možno vliti tudi antifriz.

Na naši spletni strani je članek, kjer smo podrobno opisali značilnosti izbire in podrobnosti priključitve grelnih elementov za radiatorje ogrevanja. Več – pojdite na povezavo.

Izračun konstrukcije grelnika

Najprej je treba izračunati potrebno toplotno moč za določen prostor.

V skladu s pravili je treba tak toplotnotehnični izračun opraviti ob upoštevanju:

• površine in usmerjenosti zunanjih sten (v južni sončni smeri ali ne);
• kubične prostornine ogrevanega prostora;
• ravni najvišjih možnih negativnih temperatur v regiji;
• stopnje toplotne izolacije sten, ki so obrnjene proti ulici;
• obstoja spodaj in/ali zgoraj še enega ogrevanega prostora;
• števila, površine in vrste nameščenih oken;
• obstoja/odsotnosti vrat, ki se odpirajo neposredno na ulico.

Gradbeni normativi priporočajo, da se upošteva tudi prevladujoča smer vetra pozimi. Na vetrovni strani bodo toplotne izgube skozi steno v zimskem obdobju zagotovo večje.

Poenostavljeno se za prostor z višino stropa okoli 2,7 metra potrebna toplotna moč izračuna z množenjem površine prostora s 100 W.

Če so stropi v prostoru na višini 3 metrov ali več, je treba za poenostavljen izračun kubično prostornino ogrevanega prostora pomnožiti s 34 ali 41 W. Prvi koeficient se uporablja za opečne stavbe, drugi pa za zgradbe iz armiranega betona.

Pomnožiti par številk ni težko. Vendar se je treba jasno zavedati, da so takšni pogojni izračuni lahko zelo daleč od dejanskih številk, saj je tu veliko odtenkov.

Najoptimalnejši izhod je naročiti potreben izračun pri strokovnjaku, ki bo upošteval vse parametre prostora. Toplotne izgube nastajajo skozi stene, okna, tla, strop in celo prezračevanje. Za natančne številke je treba upoštevati vse brez izjeme.

Nato je treba izračunati dimenzije cevi za ogrevalni register. Za to je treba uporabiti formulo:

Q = K * St * dt

črkovne oznake:

• Q – toplotna moč registra;
• K – koeficient toplotnega prehoda, odvisen od materiala cevi;
• St – površina toplotnega prehoda (enaka številu π, pomnoženemu s premerom in dolžino cevi);
• dt – toplotni tlak.

V skladu s tem, če poznamo Q in dt, ostane le še izbrati premer cevi in njeno skupno dolžino. Nato pa se lahko ta cevovod, odvisno od konstrukcije registra, razdeli na več odsekov, ki bodo nato povezani s prečkami. Oddajanje toplote od slednjih, da ne bi zapletali izračunov, je bolje ne upoštevati.

Vrednost dt se nato izračuna na podlagi zahtevane temperature v prostoru (Tv) in njenih vrednosti v dovodu (Tp) in povratku (To) – skupaj dt = (Tp+To)/2 - Tv

Pri povezovanju cevi v kačo vsak naslednji vodoravni segment prejme približno 10 % manj toplotne energije kot tisti zgoraj. Vsak tak odsek registrskega cevovoda je treba obravnavati kot ločeno baterijo. Tekočina pa se med premikanjem po njih postopoma in neizogibno ohlaja, toplota odhaja v prostor.

Še en parameter je razdalja med vodoravnimi odseki (glavnimi cevmi), ki odraža višino posameznega priključka. Če je ta razmik preveč majhen, se bosta toplotna toka od zgoraj in spodaj začela prekrivati in negativno vplivati drug na drugega.

To vrednost je treba izbrati tako, da je nekoliko večja od premera cevi. Potem bo učinkovitost registra največja možna.

Podrobnejše izračune moči ogrevalnih baterij in njihovega števila si lahko preberete tukaj.

Posebnosti izvedbe montaže

Pri namestitvi ogrevalnega registra ni nič posebej zahtevnega. Težave so možne le pri njegovem varjenju iz posameznih cevi. Če nimate veliko izkušenj z varjenjem, je bolje, da najprej vadite. Pri nakupu že pripravljene naprave tovarniške izdelave naj ne bi bilo nobenih težav z montažo.

Obešanje cevnega registra na stene se izvaja s pomočjo močnih nosilcev (kljuk). Če ga postavite na tla, bodo zadostovale železne noge. Pomembno si je zapomniti, da zadevni grelnik iz jekla tehta precej. Poleg tega se doda teža vode v notranjosti, zato morajo biti nosilci in podstavki izjemno zanesljivi.

Konci cevi-odseka se zaprejo s posebnimi sferičnimi pokrovčki ali pa se zavarijo z uporabo majhnih jeklenih kroglic, izrezanih iz pločevine. Priključki z zunanjim navojem za namestitev ventila za odvod zraka in priključitev na ogrevalni sistem se vrežejo neposredno v stene cevi ali v končno ploščo.

Površino iz jekla izdelane baterije je vredno premazati s toplotno odporno barvo. Zahvaljujoč temu bo naprava ne le postala estetsko lepša, temveč bo pridobila tudi dodatno protikorozijsko zaščito.

Podrobna navodila za izdelavo ogrevalnih registrov z lastnimi rokami si lahko preberete v tem materialu.

Zaključki in koristen video na to temo

Videomateriali, zbrani spodaj, vam bodo pomagali razumeti vse nianse izračunov ogrevalnega registra in njegove montaže v prostoru.

Tehnologija izdelave registra iz profilne pravokotne cevi:

Prednosti in izračun moči ogrevalnega registra:

Če je potrebno ogreti prostor z veliko kubaturo, je register iz gladkostenskih jeklenih cevi za to idealen. Če imate znanje varjenja, ni težko sestaviti takšno domačo baterijo sami. Le natančno morate izračunati parametre te naprave in pravilno izbrati cevne izdelke zanjo.

Imate vprašanja, ste našli pomanjkljivosti ali imate dragocene informacije, s katerimi lahko delite z obiskovalci naše spletne strani? Prosimo, pustite svoje komentarje, postavite vprašanja v obrazcu za povratne informacije, ki se nahaja pod člankom.