Topné registry: způsoby výroby, druhy, výpočet tepelného výkonu

Teplosměnná zařízení, jejichž přímým úkolem je přenášet tepelnou energii do místností, jsou nedílnou součástí každého topného systému. Dnes je nabídka těchto zařízení extrémně široká. Ve specializovaných prodejnách najdete domácí i dovážené výrobky různých provedení – jedná se o radiátory z různých materiálů (litina, ocel, hliník, bimetalické verze), otevřené nebo skryté konvektory a systémy „teplé podlahy“. http://tepliydim.com/product-tag/kotly-na-tverdom-toplive/

Topné registry – výpočet prostupu tepla a jeho vlastní výroba

Nevykořenitelná touha našich lidí po nezávislé kreativitě se však často stává důvodem, proč mnoho majitelů soukromých domů dává přednost výrobě topných zařízení samostatně. Nejčastěji se bavíme o poměrně jednoduchých, ale velmi efektních registrech, které se výborně hodí pro instalaci do přístavků nebo garáží a při pečlivé montáži a provedení se vejdou do obytného prostoru.

Podívejme se tedy na tento typ zařízení pro výměnu tepla: co jsou topné registry – výpočet přenosu tepla a jeho vlastní výroba.

Co jsou topné registry, jejich hlavní typy

V tomto případě je definice „registru“ obvykle chápána jako teplosměnné topné zařízení, jehož hlavním konstrukčním prvkem je trubka s hladkými stěnami. V tomto případě se jedna trubka používá poměrně zřídka – častěji se používá kaskáda dvou nebo více paralelních sekcí spojených systémem trubek pro průběžnou cirkulaci chladicí kapaliny. „Klasické“ uspořádání rejstříku je horizontální (trubky tvoří „žebřík“ charakteristický pro toto zařízení), i když lze nalézt i možnosti vertikální orientace potrubí.

Standardní uspořádání topných registrů je několik vodorovně umístěných trubek spojených do jednoho systému trubkami

Nejčastěji je pohyb chladicí kapaliny organizován podle sekvenčního schématu – tok se střídá potrubím, shora dolů nebo naopak, v závislosti na umístění přívodního a zpětného potrubí. Ale můžete také najít modely, ve kterých jsou registrové trubky na obou stranách svařeny do jedinečných kolektorů, to znamená, že je v nich organizován paralelní tok chladicí kapaliny.

Na rozdíl od výše uvedené možnosti má tento registr vertikální kolektory na obou stranách. Chladivo se pohybuje paralelně a proudí všemi potrubími najednou.

Topná zařízení tohoto typu se zpravidla používají v průmyslových dílnách, skladech, garážích a jiných výrobních nebo technických místnostech. Nic vám ale nebrání v jejich instalaci do obytných místností soukromého domu – při pečlivé montáži se registr snadno vejde do interiéru a některé modely jsou dokonce speciálně navrženy právě pro takové použití.

Registry lze vyrobit samostatně, zakoupit hotové nebo objednat u specialisty podle vlastních rozměrů. V každém případě je nutné rozumět konstrukci takových zařízení, zejména možným materiálům výroby, a umět vypočítat požadované parametry přenosu tepla. Pokud je navíc volba ve prospěch instalace registrů, je dobré se předem seznámit s jejich výhodami a nevýhodami, aby se později některé faktory najednou nestaly nepříjemným „překvapením“.

Možnosti provedení topného registru

Pokud se rozhodnete nainstalovat registr, musíte se nejprve rozhodnout o jeho konstrukci, protože na základě zvoleného typu budou vypočteny parametry zařízení a směr cirkulace chladicí kapaliny. K vytvoření registru se obvykle používají standardní obvody prověřené desetiletími provozu. Kromě toho je třeba poznamenat, že princip cirkulace chladicí kapaliny v nich je odlišný.

Registry se tedy podle konstrukce dělí na sekční a cívkové. Jejich vlastnosti budou předmětem další úvahy:

Levá strana obrázku ukazuje registry cívek, pravá strana zobrazuje sekční registry

• Typ cívky Registr se skládá z několika trubek, které jsou spojeny oblouky nebo dvěma po sobě jdoucími koleny stejného průměru, což vede k jednomu nebo více kolenům se změnou směru proudění chladiva na opačný. V tomto provedení bude pracovat téměř celý povrch registru, tedy účastnit se výměny tepla, a proto je jeho účinnost poměrně vysoká.

Tento obrázek jasně ukazuje spojovací švy oblouků s rovnými registračními trubkami. Lze také použít dva po sobě jdoucí ohyby o 90 stupňů

Výroba takové baterie doma je problematická, protože její výroba často vyžaduje speciální zařízení na ohýbání trubek. Pokud tedy plánujete nainstalovat právě tuto verzi zařízení, můžete si ji jednoduše zakoupit již hotovou.

Však se podívejte na následující ilustraci – proč ne hadovitý rejstřík? Neexistují žádné svařované spoje, protože celá „pracovní smyčka“ takového zařízení pro výměnu tepla je vyrobena z jednoho dlouhého kusu vlnité trubky z nerezové oceli.

Toto je také ve skutečnosti registr cívek namontovaný z jednoho kusu ohebné nerezové vlnité trubky.

• Registr oddílů vyrobené z jedné nebo více kruhových nebo profilových trubek, uzavřených na obou koncích speciálními zátkami, které mohou mít plochý nebo eliptický tvar.

Úseky ucpaného potrubí jsou instalovány vodorovně a v krajních oblastech propojeny potrubím, jehož průřez se musí shodovat se stejným parametrem hlavního potrubí přivádějícího chladivo do registru

Typické provedení sekčního topného registru

Trubky spojující jednotlivé sekce je nejlepší umístit co nejblíže k okrajům – výrazně se tím zvýší součinitel prostupu tepla.

Je nutné pochopit, že existují dva typy vodorovných potrubních spojení, které určují cirkulaci chladicí kapaliny. Hovorově se jim říká „sloupec“ a „nit“.

Rozdíl ve schématech připojení registrových trubek – „závit“ a „sloupec“

Při použití sloupového spojení jsou hlavní potrubí navzájem spojena potrubím na obou koncích, takže cirkulace probíhá paralelně. Zdá se to být dobré, ale občas se stane, že chladicí kapalina „tlačí“ svou cestou nejmenšího odporu a jednotlivé trubky v registru se nezahřejí na návrhovou teplotu. Zvyšuje se tak závislost samotného zařízení na tlaku v systému a průměru přívodního a vratného potrubí.

„Závitové“ spojení spočívá v instalaci trubek spojujících horizontální trubky podél jejich okrajů, střídavě – nejprve vlevo, poté vpravo. Celý tok chladicí kapaliny tak sleduje striktně jednu „trajektorii“, která postupně prochází všemi potrubími registru. V zásadě nemohou existovat studené úseky, nicméně bude docházet k postupnému snižování teploty v potrubí při přechodu z přívodu do zpátečky.

Průtok chladicí kapaliny v konstrukci registru, vyrobený podle schématu „závit“.

V prvním i druhém případě jsou trubky spojeny s vodorovnými prvky registru, nejčastěji svařováním. Závitové spoje se používají méně často, ale i v tomto případě je obtížné zcela se vyhnout svařování. Pokud tedy plány vlastníků zahrnují nezávislou instalaci registrů, mělo by to znamenat, že neexistují žádné problémy s přítomností svařovacího stroje a stabilními dovednostmi při práci s ním.

Vlastnit elektrickou svářečku je užitečné pro každého majitele domu!

Je obtížné dokonce vyjmenovat všechny ty situace v normálním životě venkovského domu, když se potřebujete uchýlit ke svařování kovů. V dnešní době je v prodeji široká škála kompaktních zařízení, ale jejich pořízení ještě neznamená vyřešení problému. Naučte se pracovat s elektrickým svařováním – není to jednoduché, bude to vyžadovat hodně cviku a sled prvních kroků v tomto směru je nastíněn v příslušné publikaci na našem portálu.

Sekční registr bude perfektně fungovat v topném okruhu s nuceným oběhem, protože uvnitř systému může vzniknout nadměrný hydraulický odpor, když chladicí kapalina prochází úseky potrubí o menším průměru než hlavní konstrukční prvky.

Zátka instalovaná v horním vodorovném potrubí je často vybavena závitovým šroubením, na kterém je instalován automatický odvzdušňovací ventil (ve velkém objemu registru se mohou shromažďovat plynové bubliny), nebo pro ruční vypouštění vzduchu běžný ventil Mayevsky .

Průměr trubek pro výrobu registrových úseků určených pro instalaci v domech, garážích nebo přístavbách se může pohybovat od 32 do 160 mm. Větší potrubí se často používá k vytápění průmyslových prostor.

Možné konstrukční nuance topných registrů

Registry mohou být vyrobeny z trubek s „klasickým“ kruhovým i čtvercovým nebo obdélníkovým průřezem – princip jejich fungování zůstává prakticky nezměněn. Je pravda, že nevýhody modelů vyrobených z profilové trubky zahrnují možnost vytvoření příliš vysokého hydraulického odporu uvnitř okruhu, který může bránit cirkulaci chladicí kapaliny. Obdélníkový nebo čtvercový průřez je v tomto ohledu velmi vzdálený optimálnímu – kulatému, protože v rozích vzniká mnoho „parazitních“ turbulencí kapaliny, které brání jejímu normálnímu proudění.

Registry vyrobené z profilových trubek však mají také mnoho příznivců – taková zařízení často vypadají kompaktněji a úhledněji než ta z kruhové trubky a se stejnými objemy chladicí kapaliny.

Registry z profilových trubek

V případě potřeby lze profilové a kulaté trubky kombinovat a některé z nich instalovat svisle při dodržení principu cirkulace chladicí kapaliny. Takové registry vypadají elegantně a kompaktně a při montáži na stěnu nezaberou více místa než běžné baterie tovární výroby.

Takové registry již připomínají spíše klasické radiátory vytápění

Kombinovaný registr nebo registr vyrobený z jednoho typu trubky s vertikálně uspořádanými sekcemi si také snadno vyrobíte sami, když máte po ruce potřebný materiál a svářečku.

Vlastní výroba registru ze dvou typů dýmek

V některých případech, aby bylo dosaženo efektivnějšího vytápění místnosti, má smysl instalovat registry podél všech vnějších stěn. Pokud plánujete tuto možnost instalace, je lepší zvolit pro výrobu profilovou trubku s obdélníkovým průřezem, která se mnohem lépe vejde do interiéru místnosti, aniž by „sežrala“ prostor.

Po celé délce stěn směřujících do ulice je namontován úhledný třítrubkový registr

Další možností (která byla mimochodem dříve poměrně často instalována ve vícepodlažních novostavbách) je registr s výměníkovými žebry. Připouštíme, že takové topné zařízení nemá příliš atraktivní vzhled, ale jeho výkon přenosu tepla je mnohem vyšší než u hladkých trubek kvůli prudkému nárůstu kontaktní plochy se vzduchem.

Teplosměnné desky na registru dramaticky zvyšují účinnost zařízení

Je poměrně obtížné vytvořit registr s ploutvemi doma, ale můžete se pokusit najít potřebné hotové díly nebo zakoupit již pevnou konstrukci.

K profilům byly přivařeny úseky potrubí – a registr se ve skutečnosti proměnil v plnohodnotný radiátor-konvektor

Pro zvýšení celkového tepelného výkonu rejstříku jej někteří řemeslníci vybavují konvektory, přivařují trubkové úseky k vodorovným hlavním sekcím rejstříku, jejichž okraje jsou často šikmo řezané. Takový registr, i když je vyroben samostatně, vypadá jako továrně vyrobená baterie a svařované trubky se stávají výkonnými výměníky tepla, které vytvářejí směrované toky ohřátého vzduchu.

Registr může být také nezávislý na obecném topném systému – pokud je vybaven topným tělesem a jsou provedeny některé konstrukční změny pro zajištění cirkulace chladicí kapaliny

Pokud je registr s trubkami dostatečného průřezu vybaven topným tělesem, můžete získat samostatné zařízení, které není připojeno k obecnému topnému systému. Tato možnost je vhodná pro instalaci v koupelně nebo jiném obytném prostoru jako doplňkový nebo alternativní zdroj tepla, který lze použít při vypnutém systému ústředního vytápění.

Při vytváření tohoto designu v izolované verzi musí být navíc vybaven expanzní nádrží a instalovat ji v horním bodě zařízení. Objem nádrže by měl být 10 % z celkového objemu chladicí kapaliny v registru.

Pokud je registr zabudován do běžného uzavřeného topného systému, vytápěného z topného kotle, není potřeba samostatný zásobník – postačí společný. Pravda, s výhradou – u registrů z ocelové trubky by nádrž měla být pouze uzavřeného typu. V opačném případě bude chladicí kapalina nasycena kyslíkem ze vzduchu, potrubí bude aktivně korodovat a takové registry nebudou trvat dlouho – proreznou.

Samostatně vyhřívaný registr je nepostradatelný při nízkých venkovních teplotách, kdy je výkon hlavního topného zařízení nedostatečný, stejně jako mimo sezónu, kdy nemá smysl udržovat celý topný systém zapnutý. Tato možnost se stává zvláště relevantní, pokud se k vytápění domu používá dlouho hořící kotel na tuhá paliva.

Instalací registru tohoto designu můžete získat kombinovaný systém vytápění pro jednu nebo více místností.

Materiál pro výrobu registrů

K výrobě registrů v továrně se používá několik různých materiálů – ocel, hliník, bimetalické kombinace a méně často měď a litina. Podle toho, z čeho je taková baterie vyrobena, bude záviset její životnost a také výpočet přenosu tepla v prostorách.