Самодельные радиаторы отопления из профильной трубы

Нагревательные приборы являются обязательным элементом любой системы водяного отопления. Обычно они оказываются самой затратной частью. Хорошей возможностью для экономии может быть применение самодельных радиаторов. Их изготавливают из гладких стальных труб круглого сечения либо из профильных труб. Последний вариант несколько дороже, но позволяет уменьшить глубину прибора и получить более эстетичный внешний вид.

Содержание:

• Конструкция отопительных регистров
  • Строение регистра
  • Преимущества и недостатки профильной трубы
  • Выбор параметров
• Изготовление регистров своими руками
  • Необходимые материалы и инструменты
  • Порядок выполнения работ
• Заключение

Использование профильной трубы для изготовления отопительных регистров имеет ряд особенностей. Приступая к работе своими руками или принимая решение о покупке «самоделки», необходимо тщательно взвесить все за и против. Изучение основных правил, по которым изготавливаются регистры отопления из профильной трубы, поможет избежать ошибок при самостоятельной работе и даст возможность сделать грамотный выбор необходимых параметров.

Конструкция отопительных регистров

Отопительные приборы в виде регистров представляют собой конструкцию из нескольких вертикальных либо горизонтальных трубопроводов, сообщающихся между собой с помощью перемычек. При этом соединительные элементы могут иметь различную форму и размер. В зависимости от их расположения выполняется классификация.

Строение регистра

Для изготовления отопительных регистров применяются гладкие трубы из углеродистой стали с круглым сечением, а также квадратные и прямоугольные. Возможно их комбинированное использование. Хорошими материалами для регистров могут быть также нержавеющая и оцинкованная сталь, алюминий, медь, латунь, но они гораздо дороже и более сложны в обработке своими руками.

Наиболее простыми в исполнении считаются регистры отопления из стальной профильной трубы. Они могут выполняться в двух основных конфигурациях: секционного типа и змеевикового (S-образного).

В регистре секционного типа несколько отрезков профильного металлопроката с заглушенными торцами располагаются параллельно и соединяются между собой круглыми трубками меньшего сечения. Перемычки обеспечивают заполнение рядов прибора теплоностителем с двух сторон одновременно. При этом чем ближе к краю устанавливаются переходные патрубки, тем выше теплоотдача прибора.

В змеевиковом регистре жидкость проходит S-образно через ряды профильных труб, постепенно остывая. Для придания конструкции жесткости используются дополнительные глухие перемычки. Горизонтальные ряды соединяются попарно змейкой с помощью трубок меньшего сечения, как у секционных моделей, либо отрезков основного профиля. Последний вариант предпочтительнее из-за меньшего гидравлического сопротивления и большей теплоотдачи.

Присоединительные патрубки делают с резьбой или под сварку.Наиболее эффективным вариантом подключения отопительного прибора является схема сверху вниз. Для невысоких моделей и в случае принудительной циркуляции теплоносителя может быть оправдано осуществление входа и выхода снизу.

В конструкции регистра обязательно предусматривается кран Маевского или автоматический воздухоотводчик. Его располагают в конце верхнего ряда на резьбовом штуцере для обеспечения возможности замены. Обязательным условием при установке является соблюдение уклона 0,05% в сторону движения теплоносителя.

Регистры бывают как стационарными, так и переносными. Первые работают как элементы общей системы отопления, вторые выполняют задачу локального обогрева. Источником тепла для отдельного мобильного регистра служит ТЭН мощностью 1,5-6 Вт, вмонтированный в корпус.

Важно! Расстояние между рядами регистра существенно влияет на теплоотдачу. Чем ближе трубы друг к другу, тем больше их взаимное влияние, снижающее эффективность работы прибора. Рекомендуется располагать ряды на расстоянии не менее высоты профильной трубы, увеличенной на 50 мм.

Кроме больших горизонтальных регистров бывают востребованы также маленькие вертикальные модели. При аккуратном выполнении работ можно получить самодельные дешевые батареи отопления из профильных труб, почти не уступающие современным секционным радиаторам по эстетичности.

В некоторых случаях стальные регистры могут оказаться хорошим дополнением к уже установленным в комнате отопительным приборам. Не смотря на более низкую теплоотдачу, чем у радиаторов аналогичного размера, их применение может быть целесообразнее из-за меньшей стоимости.

Высокие вертикальные регистры очень удобны для высоких помещений или вблизи высоких оконных проемов. Они могут удачно вписываться в интерьеры комнат с необычными дизайнерскими решениями. Немного поэкспериментировав с цветом и формой можно получить креативное украшение из простых отопительных приборов.

Преимущества и недостатки профильной трубы

Чаще всего регистры отопления делают из гладких водогазопроводных труб круглого сечения. Они дешевле, имеют лучшие гидравлические характеристики для транспортировки теплоносителя, большую прочность на разрыв при небольшой толщине стенки. Чем же вызвано применение профильных труб для изготовления регистров?

Радиаторы отопления из металлопроката квадратного и прямоугольного сечения обладают рядом важных преимуществ:

• компактность прибора по глубине;
• возможность придания привлекательного внешнего вида;
• площадь поверхности больше, чем у круглой трубы той же высоты;
• дополнительные возможности для креативного дизайна нестандартных помещений;
• относительно легко изготавливаются своими руками, не крутятся в процессе работы;
• можно сделать из обрезков труб, оставшихся после строительных работ.

Тем не менее, недостатков тоже хватает:

• профильная труба не предназначена для транспортировки жидкости;
• более низкая устойчивость к гидравлическим ударам и действию высокого давления;
• длина сварных швов больше, чем у аналогичных регистров из круглой трубы, что повышает вероятность протекания и уменьшает общую надежность прибора.

Таким образом, перед принятием решения о целесообразности применения регистров из профильных труб следует оценить все возможные варианты, внимательно проанализировать условия эксплуатации и требования, которым должны соответствовать отопительные приборы в каждом конкретном случае.

Выбор параметров

Параметры отопительного регистра определяются на основании требуемой теплоотдачи. Самые точные значения дает подробный теплотехнический расчет теплопотерь через ограждающие конструкции, но поскольку он довольно трудоемкий рассмотрим альтернативные варианты.

Очень приблизительно для типичного утепленного помещения с высотой не более 3 м можно принять 1 кВт тепловой мощности на 10 м². Более точные значения можно определить по приведенной таблице в зависимости от качества теплоизоляции и объема помещения.

Теплоотдача 1 м.п. профильной трубы определяется по формуле:

Q=K ·F · ∆t,

где:

K – коэффициент теплопередачи, Вт/(м² · ⁰С), для одиночной трубы K = 11,3 Вт/(м² · ⁰С);

F – площадь поверхности трубы, м², F = 2· (a+b) · l,

где a и b – размеры сторон поперечного сечения, а l – длина трубы соответственно, м;

∆t – температурный напор, ⁰С, ∆t= 0,5·(t₁ + t₂) – t_к,

где t₁ и t₂ – температуры теплоносителя на входе и выходе прибора; t_к – температура в комнате.

Необходимая длина труб рассчитывается путем деления требуемой тепловой мощности на теплоотдачу 1 м трубы. Количество рядов определяется с округлением в большую сторону и обуславливается наличием свободного места и конфигурацией помещения. Для полученного числа уточняется значение теплоотдачи с учетом взаимного облучения труб с помощью понижающего коэффициента 0,9 на каждый ряд.

Длина регистра может приниматься конструктивно с учетом особенностей помещения и расположения оборудования. Например, если имеется большое окно, то желательно, чтобы длина ниток была не менее размера окна, создавая широкую тепловую завесу для холодного воздуха.

Совет! В ряде случаев есть смысл брать длину регистра по всей ширине помещения. Это обеспечит максимально равномерный прогрев помещения. Для таких объектов, как теплицы, это особенно важно.

Сечение профильной трубы принимается либо исходя из имеющегося материала, либо подбирается путем пробных расчетов и нахождения оптимального сочетания сечения и длины рядов отопительного регистра. Чаще всего применяются трубы 60*40, 60*60 и 80*60 с толщиной стенки 3 мм. Большие сечения не желательны, так как повышенный объем теплоносителя будет создавать дополнительную нагрузку на котел.

На заметку: на толщине стенки лучше не экономить. Чем больше толщина стенки трубы, тем дольше прослужит отопительный прибор. Он сможет выдерживать большие скачки давления и более устойчив к действию коррозии.

На основании проведенных расчетов осуществляется окончательный выбор параметров отопительного регистра и составляется чертеж. Согласно принятым размерам заказывается нагревательный прибор или выполняется изготовление регистра своими руками.

Изготовление регистров своими руками

Стальные регистры имеют довольно простую конструкцию и не требуют большого мастерства для их создания. Практически любой человек, имеющий опыт работы со сварочным аппаратом может изготовить самодельные радиаторы отопления из профильной трубы. В отличие от круглых, их удобно фиксировать на месте, что облегчает проведение сварочных работ.

Необходимые материалы и инструменты

Перед началом работ нужно запастись всем необходимым. Рассмотрим подробно, что потребуется для простейшего трехрядного регистра.

Материалы:

1. Профильная труба в соответствии с расчетными параметрами. Размеры могут быть от 30х30х3 до 80х80х3 мм.
2. Круглая труба с той же толщиной стенки диаметром 25 или 32 мм в зависимости от сечения профильной трубы.
3. Стальной лист толщиной 3 мм.
4. Патрубки с наружной или внутренней резьбой в соответствии с диаметром и типом подключения – 2 шт.
5. Стальная муфта с внутренней резьбой диаметром 15 мм и кран Маевского.

Инструменты:

1. Сварочный аппарат.
2. Дрель.
3. Болгарка.
4. Молоток.
5. Маркер или металлический стержень.
6. Рулетка.

Подготовка материалов:

1. Профильная труба режется на отрезки требуемой длины в соответствии с чертежом.
2. Круглая труба режется на 4 отрезка по 10 см.
3. Из листового металла вырезается 6 заглушек в соответствии с размером и формой профильной трубы. Они должны быть на 3-5 мм меньше сечения трубы. Это позволит аккуратно спрятать сварной шов в зазоре.
4. Трубы укладываются на ровную горизонтальную поверхность строго параллельно на расстоянии 10 см. Можно использовать два деревянных бруса для опоры. Торцы выставляются в одну линию. Делаются метки для отверстий на расстоянии около 5-10 см от края.
5. С помощью резака или дрели вырезаются намеченные отверстия в соответствии с диаметром перемычек.

Порядок выполнения работ

1. Перемычки фиксируются на своих местах и прихватываются сваркой в 2-3 точках.
2. Расположив конструкцию вертикально, окончательно приваривают перемычки. Рекомендуется сначала выполнить тонкий шов при малом токе, что позволит хорошо заполнить щели. Далее выполняется толстый основной шов при увеличенном токе.
3. Очищается внутреннее пространство регистра от металлического мусора и шлака.
4. Прикладываются, прихватываются и привариваются заглушки к торцам профильных труб.
5. Обрабатываются сварочные швы. Выступающие части сбивают молотком, затем каждый шов зачищают болгаркой.
6. Отверстия в регистре сверлятся в зависимости от выбранной схемы подключения. При этом их лучше размещать не по центру торцов, а чуть выше или ниже.
7. К отверстиям привариваются присоединительные патрубки.
8. Зачищаются швы и заглушаются все отверстия кроме одного. Регистр заполняется водой под давлением и выполняется проверка качества сварки. Швы должны выдерживать давление до 13 атм.
9. Внешняя поверхность очищается, обезжиривается и красится термостойкой краской.
10. К верхнему ряду приваривается штуцер и устанавливается кран Маевского.

Иногда к регистру привариваются опоры, но более универсальны приборы без них. При необходимости всегда можно воспользоваться подставкой, зато вес меньше и сохраняется возможность крепления на стену.

Заключение

Самодельные радиаторы из профильной трубы хорошо подходят для отопления больших помещений. Приборы с питанием от сети удобно использовать на объектах периодического использования: строительных площадках, гаражах, мастерских, дачах. Стационарные регистры находят свое применение в производственных цехах, теплицах, складах и других технических объектах.

Они имеют достаточно простую конструкцию, что обеспечивает относительную легкость изготовления. Это позволяет делать стальные регистры своими руками, что дает существенную экономию средств. При желании можно поизощряться и создать аналоги современных дизайнерских моделей, которые могут стать не только эффективными источниками тепла, но и украшением интерьера.