Fűtési regiszterek: konstrukciós típusok, paraméterek számítása, beépítési sajátosságok

Rengeteg különféle akkumulátor létezik, amelyek szerkezetükben és a gyártás anyagában különböznek a lakó- és nem lakáscélú helyiségek fűtési rendszereihez. De a fűtési regiszterek kiemelkednek közülük a magas hőleadási hatékonyságukkal és az önálló összeszerelés egyszerűségével.

Külsőleg és szerkezetileg ezek a hőcserélő készülékek a törölközőszárítók szokásos tekercseire hasonlítanak, de méretükben messze felülmúlják a fürdőszobák analógjait.

Az általunk bemutatott cikkben részletesen ismertetjük a fűtési regiszterek típusait, valamint elemezzük az ilyen berendezések felszerelésének jellemzőit.

A csövekből készült fűtési regiszterek fajtái

A fűtési regiszter egy klasszikus „víz-levegő” hőcserélő. A legtöbb esetben sima falú fémcsőből készül. Ez lehet egyetlen cső, vagy több vízszintesen egymás fölött elhelyezkedő csőszakaszból álló sor. Emellett előfordulnak bordázott kivitelű szerkezetek is.

A csak sima falú csőből készült fűtőberendezést könnyebb tisztítani a rendszeres takarítások során. Nincsenek rajta lemezbordák vagy szűk helyek, amelyeket nehéz lenne ronggyal áttörölni. Ennek eredményeként az ilyen regiszteren nem képződnek por- és szennyeződés-telepek. E tekintetben jelentősen felülmúlja a ma széles körben elterjedt paneles-szekciós radiátorokat.

A fűtési regisztereket általában garázsokban, raktárakban, műhelyekben, kórházakban és iskolákban – tehát olyan helyiségekben szerelik fel, ahol fokozott tűzvédelmi és egészségügyi biztonsági előírások érvényesülnek.

A hőenergia-leadás hatékonysága és a fűtési költségek tekintetében a csőregiszter nem marad el a hagyományos akkumulátoroktól, sőt gyakran felül is múlja azokat. A hőátadó felület teljes területe mindkét esetben megközelítőleg azonos, csak a szóban forgó készülékben a hőhordozó egy széles csatornán áramlik.

Ebben a helyzetben a hidraulikus ellenállás sokkal alacsonyabb, mint a több paneles szekcióból álló szabványos radiátoré. Ez pedig közvetlenül befolyásolja a víz keringetéséhez szükséges energiafelhasználást az ilyen fűtési körben.

Típusok a szerkezet alakja szerint

Külsőleg a fűtési regiszter nem túl elegáns. Viszont olcsó és egyszerűen elkészíthető. És ha egy kis erőfeszítést teszünk, az ilyen fűtőtest-hőcserélőt akár egy lakószoba enteriőrjébe is beleilleszthetjük.

A hazai falusi házakban a közelmúltig a fűtési rendszer hasonló változatát szinte mindenhol alkalmazták. A szovjet időkben nem voltak kaphatók panel-szekciós radiátorok, viszont egy széles csövet beszerezni nem volt olyan nehéz.

Aztán már csak egy hegesztőberendezésre volt szükség. A kapott csőfűtőtestet a fatüzelésű kályha belsejében lévő víz-hőcserélőhöz hegesztéssel lehet egyszerűen és gyorsan csatlakoztatni. A radiátorok cseréjének gázhegesztéses technológiájáról bővebben olvassa tovább.

Minél közelebb a széléhez helyezkednek el a függőleges csatlakozócsövek egy szekciós regiszterben, annál nagyobb a készülék hőleadása – a víz a vízszintes csövek végein lassabban cserélődik, mint a hőhordozó közvetlen áramlású szakaszaiban.

A fűtési regiszterek minden típusa két csoportra osztható:

1. Szekciósak.
2. Kígyótekercsek (S alakúak).

Az első esetben a vízszintes csöveket kisebb keresztmetszetű keresztcsatlakozókkal kötik össze egymással, a második esetben pedig azonos átmérőjű ívekkel.

Mindkét változat nagy mennyiségű hegesztési munkát igényel. A kígyótekercses készülék egyetlen cső hajlításával is elkészíthető. Azonban nem minden nagyszátmérőjű acélcső hajlítható meg ilyen módon. Sokkal egyszerűbb kész íveket venni és azokat a regiszter vízszintes szegmenseihez hegeszteni.

A "fonál" csatlakozással ellátott készülékben (ahol a csatlakozók jobbra/balra felváltva helyezkednek el) nincsenek hideg hőhordozójú zónák, a víz itt fokozatosan halad át az összes csövön.

Egy szekciós regiszter vízszintes szakaszainak "oszlop" csatlakozással történő összekötésekor a keresztcsatlakozó csöveket mindkét végén behegesztik. A hőhordozó keringése egy ilyen fűtőberendezésben párhuzamos séma szerint történik. Ennek eredményeként egyes zónákban nem jut elegendő hő. A forró víz egyszerűen az alsó szegmensbe folyik, mielőtt elérné a távolabbi véget.

A "fonál" csatlakozásnál, ahol a hőhordozó a regiszter minden szakaszán áthalad, hasonló problémák nem merülnek fel. E tekintetben ez a regiszter sokban hasonlít a kígyótekercsre. Csupán annyi a különbség, hogy a víz benne a bemenettől a kimenetig eltérő keresztmetszetű csöveken halad.

A kígyótekercsek több hajlítással is rendelkezhetnek, ebben az esetben a szerkezet megerősítése érdekében számos helyen gyakran készítenek keresztirányú betéteket szögvasból vagy vastag rúdból.

Ha nincs kéznél kész ív az S alakú regiszterhez, akkor jobb saját kezűleg egy szekciós készüléket készíteni. Nagyméretű csövet egyenletesen meghajtani speciális berendezés nélkül rendkívül nehéz. Gyakorlatilag az egyetlen lehetőség a fém gázhegesztéssel történő felhevítése és óvatos meghajlítása. De itt fennáll a cső falai szilárdságának elvesztésének kockázata.

A szekciós típushoz tartozik még a pár oldalsó kollektorral rendelkező regiszter. Ezek ugyanolyan átmérőjű csőből készülnek, mint a fő szakaszok, keresztcsatlakozókként funkcionálva. A víz ebben az esetben nem felülről lefelé, hanem balról jobbra (vagy fordítva) áramlik.

Változatok a gyártás anyaga szerint

Leggyakrabban az otthoni mesterek saját kezükkel készítenek fűtési regisztereket acélcsövekből. Ennek a változatnak a fő előnyei az olcsóság, az anyag hozzáférhetősége és a hegesztés viszonylagos egyszerűsége.

A kerek cső mellett a fűtési regiszter a profilozott megfelelőjéből is elkészíthető – a hidraulikus ellenállás némileg eltérő lesz, de nem több.

Gyárilag a regisztereket a következő anyagokból gyártják:

• acélból;
• alumíniumból;
• rézből;
• öntöttvasból.

A hőleadás és a tartósság tekintetében a réz változat a vezető. Nagy méretek esetén azonban egy ilyen fűtőtest nem kis pénzbe kerül. Az alumínium készülék hővezetési szempontból elmarad tőle, de lényegesen olcsóbb is.

A legelterjedtebb és legolcsóbb fűtési regisztertípus az acél. Ez azonban a legkevésbé hatékony a hőátadás szempontjából a víztől a levegő felé, az összes, a fűtéstechnikai üzletekben kapható változat közül.

A különböző acélok hővezetési együtthatója 45–48 W/(m*K) között mozog. Az öntöttvasé 60 körül van, az alumíniumé 200–240, a rézé pedig körülbelül 400 W/(m*K). Az acél ezen a műszaki paraméteren mindegyikkel szemben alulmarad.

Acélcsövek kiválasztásakor előnyben kell részesíteni a szénacélból készült termékeket, mivel ezek a legszilárdabbak és a leginkább ellenállóak a magas hőmérséklettel szemben.

Az öntöttvasat és az alumíniumot általában csak a regiszterek gyári gyártásánál használják. Önállóan, házi körülmények között ezeket a fémeket hegeszteni túl nehéz. Ugyanez vonatkozik a rozsdamentes vagy horganyzott acélra is, ezért az ilyen anyagokból készült csöveket jobb elkerülni. Nehezebb hegeszteni őket, és a hőátadásuk is kisebb, mint a hagyományos fekete változaté.

Ha van tapasztalat a rézfelületek hegesztésében, akkor nem túl problémás ilyen csövekből regisztert készíteni. A magas hőátadási mutatók miatt kisebb átmérőjű csövek is választhatók, mint az acél változat esetében. Így a fűtőberendezés olcsóbb lesz.

A réznek azonban van egy komoly hátránya – semleges és tiszta hőhordozó közegre van szüksége. Ha a fűtési rendszerben „piszkos”, szennyeződéseket tartalmazó víz kering, akkor egy ilyen regiszter hosszú élettartamáról el lehet felejteni.

Hasonló probléma gyakran tapasztalható amiatt, hogy a rendszerben a rézzel nem összeférhető fémekből készült elemek vannak. Ha nem teszünk egy sor óvintézkedést, az elektrokémiai korrózió miatt egy ilyen regiszter élettartama rövid lesz.

Beépített fűtőbetéttel rendelkező készülékek

A regiszter szabványos változata a központi rendszer fűtőcsöveihez vagy egy vízmelegítő kazánhoz való csatlakoztatást feltételezi. Vannak azonban teljesen önálló készülékek is. Ezekben az egyik alsó csőbe egy 220 V-os elektromos hálózatról táplált fűtőelemet építenek be.

Felépítését és működési elvét tekintve a regiszterben lévő fűtőelem egy hagyományos elektromos vízforraló, amely egy szabványos egyfázisú konnektorról működik.

A vizet melegítő elem teljesítménye a hőcserélő belső térfogatától függően 1–6 kW között változhat. Az ilyen fűtőberendezést gyakran keringető szivattyúval szerelik fel, hogy a hőhordozó a berendezés minden részébe eljusson.

Az ilyen önálló regisztert gyakran használják kiegészítő hőforrásként, amelyet csak erős fagyok esetén kapcsolnak be. Ha a külső hőmérséklet nem túl alacsony, a helyiség fűtése a központi fűtési rendszerből történik. Vízen kívül az elektromos regiszterbe fagyálló folyadék is tölthető.

Weboldalunkon van egy cikk, amelyben részletesen leírtuk a fűtőradiátorokhoz való fűtőelemek kiválasztásának szempontjait és csatlakoztatásának fortélyait. További részletekért kattintson a linkre.

A fűtőtest szerkezetének számítása

Először ki kell számítani az adott helyiséghez szükséges hőteljesítményt.

A szabályok szerint az ilyen hőtechnikai számítást a következők figyelembevételével kell elvégezni:

• a külső falak területe és tájolása (déli, napsütéses irány vagy sem);
• a fűtött helyiség légköbméterének térfogata;
• a régióban lehetséges maximális negatív hőmérsékletek mértéke;
• az utcára néző falak hőszigetelésének foka;
• egy további, alulról és/vagy felülről elhelyezkedő fűtött helyiség megléte;
• a beépített ablakok száma, négyzetmétere és típusa;
• a közvetlenül az utcára nyíló ajtók megléte/hiánya.

Az építési normák még a téli uralkodó szélirány figyelembevételét is javasolják. A szél felőli oldalon a fal hővesztesége a téli időszakban eleve magasabb lesz.

Egyszerűsítve, a körülbelül 2,7 méteres belmagasságú helyiség esetében a szükséges hőteljesítményt úgy számítják ki, hogy a szoba területét megszorozzák 100 W-tal.

Ha a helyiség mennyezete 3 méteres vagy annál magasabb, akkor az egyszerűsített számításhoz a fűtött tér légköbméterét kell megszorozni 34 vagy 41 W-tal. Az első együttható téglából készült épületekre, a második pedig vasbeton szerkezetekre vonatkozik.

Két szám összeszorzása nem nehéz. De tisztában kell lenni azzal, hogy az ilyen feltételes számítások nagyon távol állhatnak a valós számoktól, mivel itt számos finomság van.

A legoptimálisabb megoldás az, ha a szükséges számítást egy szakemberrel végezteti el, aki figyelembe veszi a helyiség összes paraméterét. A hőveszteség a falakon, ablakokon, padlón, mennyezeten és még a szellőzésen keresztül is bekövetkezik. A pontos számok eléréséhez mindent figyelembe kell venni, kivétel nélkül.

Ezután ki kell számítani a fűtési regiszter csöveinek méreteit. Ehhez a következő képletet kell használni:

Q= K* St*dt

betűjelölések:

• Q – a regiszter hőteljesítménye;
• K – hőátadási tényező, a cső anyagától függ;
• St – hőátadási felület (egyenlő PI számmal szorozva a cső átmérőjével és hosszával);
• dt – hőfoknyomás.

Ennek megfelelően, ismerve a Q-t és a dt-t, már csak a cső átmérőjét és teljes hosszát kell kiválasztani. Ezután a regiszter szerkezetétől függően ezt a csővezetéket több szakaszra lehet bontani, amelyeket később kereszttartókkal kötnek össze. Az utóbbiak hőleadását a számítások egyszerűsítése érdekében jobb figyelmen kívül hagyni.

A dt értéke viszont a helyiségben szükséges hőmérséklet (Tv), valamint az előremenő (Tp) és visszatérő (To) hőmérsékleti értékek alapján számítható ki – összesen dt=(Tp+To)/2-Tv

A csövek kígyóvonalú csatlakoztatásakor minden következő vízszintes szegmens körülbelül 10%-kal kevesebb hőenergiát kap, mint a fölötte lévő. A regisztercső minden ilyen szakaszát különálló radiátorként kell kezelni. A hőhordozó pedig a mozgás során fokozatosan és elkerülhetetlenül lehűl, a hő a helyiségbe távozik.

Egy másik paraméter a vízszintes szakaszok (főcsövek) közötti távolság, amely az egyes csőcsonkok magasságát tükrözi. Ha ez a távolság túl kicsi, a felülről és alulról érkező hőáramlások átfedik egymást, negatívan hatva egymásra.

Ezt az értéket úgy kell megválasztani, hogy kissé nagyobb legyen a cső átmérőjénél. Ekkor a regiszter hatásfoka a lehető legnagyobb lesz.

A fűtőtestek teljesítményének és darabszámának részletesebb számításaival itt ismerkedhet meg.

A beépítés elvégzésének jellemzői

A fűtési regiszter telepítése nem különösebben bonyolult. Nehézségek csak akkor merülhetnek fel, ha az egyes csövekből kell hegeszteni. Ha nincs nagy tapasztalata a hegesztési munkákban, jobb, ha először gyakorol. Ha kész, gyárilag gyártott készüléket vásárol, a szereléssel egyáltalán nem lehet probléma.

A csőregiszter falra akasztása erős konzolokkal (kampókkal) történik. Ha padlóra kerül, elég a vas lábak. Fontos megjegyezni, hogy a szóban forgó acél fűtőtest meglehetősen nehéz. Ráadásul a benne lévő víz súlya is hozzáadódik, ezért a rögzítések és állványok rendkívül megbízhatóak legyenek.

A szakaszcső végeit speciális gömb alakú dugókkal zárják le, vagy kis acél körlapokkal hegesztik, amelyeket lemezvasból vágnak ki. A levegőelvezető csap és a fűtési rendszerhez való csatlakozás külső menetes csatlakozói közvetlenül a csőfalba vagy a véglapba vannak vágva.

Az acélból készült radiátor felületét érdemes hőálló festékkel bevonni. Ennek köszönhetően a készülék nemcsak esztétikusabb lesz, hanem további korrózióvédelmet is kap.

A fűtési regiszterek saját kezűleg történő elkészítésének részletes útmutatóját ebben az anyagban olvashatja.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

Az alább összegyűjtött videók segítenek Önnek a fűtési regiszter számításainak és helyiségben történő telepítésének minden részletében eligazodni.

A téglalap keresztmetszetű profilcsőből készült regiszter gyártástechnológiája:

A fűtési regiszter előnyei és teljesítményszámítása:

Ha nagy térfogatú helyiséget kell fűteni, akkor a sima falú acélcsövekből készült regiszter erre ideális. Hegesztési tapasztalattal rendelkezve nem nehéz összeállítani egy ilyen házi készítésű fűtőtestet. Csak pontosan ki kell számítani a készülék paramétereit, és helyesen kell kiválasztani a csöveket.

Kérdései maradtak, hibát talált, vagy van olyan értékes információja, amelyet megoszthat weboldalunk látogatóival? Kérjük, hagyja meg észrevételeit, tegye fel kérdéseit a cikk alatt található visszajelzési űrlapon.