Varmeregistre: konstruktionstyper, parameterberegning, installationsfunktioner

Der findes et stort antal forskellige typer batterier, hvad angår konstruktion og fremstillingsmateriale, til varmesystemer i boliger og erhvervslokaler. Men varmeregistre skiller sig ud blandt dem med deres høje varmeoverførselseffektivitet og enkelheden ved selvmontering.

Udvendigt og konstruktionsmæssigt minder disse varmevekslere om almindelige slanger fra håndklædetørrere, men i størrelse overgår de langt deres modstykker til badeværelser.

I den artikel, vi præsenterer, er typerne af varmeregistre gennemgået i detaljer, og vi vil også gennemgå monteringsegenskaberne for sådant udstyr.

Forskellige typer varmeregistre af rør

Et varmeregister er en klassisk vand-luft varmeveksler. I de fleste tilfælde er det lavet af et glatvægget metalrør. Sidstnævnte kan være enkelt eller i form af en række af flere sektioner af rørledning placeret vandret over hinanden. Samtidig findes der separate konstruktioner med ribber.

Et varmeapparat, der kun er lavet af et glatvægget rør, er lettere at rengøre ved regelmæssig rengøring. Der er ingen pladeribber eller smalle steder, der er svære at tørre af med en klud. Som et resultat dannes der ingen “kolonier” af støv og snavs på et sådant register. I denne henseende vinder det stort over de nu udbredte panel-sektionsradiatorer.

Normalt installeres varmeregistre i garager, lagre, værksteder, hospitaler og skoler – det vil sige i rum, hvor der er øgede krav til brand- og sanitær sikkerhed.

Med hensyn til effektivitet af varmeenergiafgivelse og omkostninger til opvarmning er rørregistret ikke ringere end almindelige batterier, og overgår dem ofte. Det samlede varmeoverførselsareal er omtrent det samme i begge tilfælde, kun i den pågældende enhed strømmer varmebæreren gennem en bred kanal.

Den hydrauliske modstand i denne situation er meget lavere end i en standard radiator med flere panelsektioner. Og dette påvirker direkte energiomkostningerne til at pumpe vand gennem en sådan varmekreds.

Typer efter form

Udvendigt ser varmeregistret ikke alt for elegant ud. Til gengæld er det billigt og nemt at fremstille. Og hvis man gør en smule indsats, kan sådan en varmeveksler sagtens indpasses i interiøret i selv en stue.

I hjemlige landsbyhuse blev en sådan opvarmningssystemvariant indtil for nylig brugt næsten overalt. I sovjettiden var panelsektionsradiatorer ikke til salg, men det var ikke så svært at få fat i et bredt rør.

Og videre krævedes der kun en svejsemaskine. Den opnåede rørvarmer forbindes med vandvarmeveksleren inde i brændeovnen ved svejsning, enkelt og hurtigt. Læs mere om teknologien til udskiftning af radiatorer med gassvejsning videre.

Jo tættere på kanten de lodrette rørstykker er placeret i et sektionsregister, desto højere er varmeafgivelsen – vandet i enderne af de vandrette rør fornyes langsommere end i områder med direkte flow af varmebæreren.

Alle typer af varmeregistre deles i to grupper:

1. Sektionsregistre.
2. Spiraler (S-formede).

I første tilfælde forbindes de vandrette rør med tværgående rørstykker af mindre tværsnit, og i andet tilfælde med buer af samme diameter.

Begge varianter indebærer store mængder svejsearbejde. En spiralanordning kan også fremstilles ved at bøje et enkelt rør. Men ikke ethvert stålrør med stor diameter kan bøjes på denne måde. Det er meget nemmere at tage færdige buer og svejse dem på de vandrette segmenter af registret.

I en anordning med forbindelsen 'tråd' (rørstykker placeret skiftevis højre/venstre) er der ingen zoner med kold varmebærer, vandet passerer her gradvist gennem alle rør.

Ved forbindelse af de vandrette sektioner af et sektionsregister med forbindelsen 'søjle' svejses tværstykkerne ind i begge ender. Cirkulationen af varmebæreren i en sådan varmeanordning foregår efter et parallelt skema. Som resultat kan visse zoner i den få utilstrækkelig varme. Det varme vand løber simpelthen ned til det nederste segment før det når den yderste ende.

I 'tråden', hvor varmebæreren passerer alle registrets sektioner, opstår sådanne problemer ikke. I den henseende minder dette register meget om en spiral. Kun vandet bevæger sig fra indgangen til udgangen fra batteriet gennem rør af forskelligt tværsnit.

Spiraler kan have flere bøjninger, i dette tilfælde laves der ofte tværgående indsatser af vinkeljern eller tyk stang på en række steder for at forstærke konstruktionen.

Hvis der ikke er færdige buer til et S-formet register ved hånden, er det bedre at fremstille en sektionsanordning selv. Det er ekstremt vanskeligt at bøje et rør med stort tværsnit lige uden specialudstyr. Stort set den eneste mulighed er at opvarme metallet med gassvejsning og forsigtigt bøje det. Men her er der risiko for tab af styrke i rørvæggene.

Til sektionstypen hører også et register med et par sidekollektorer. De fremstilles af rør af samme diameter som hovedsektionerne og fungerer som tværgående rørstykker. Vandet bevæger sig i dette tilfælde ikke oppefra og ned, men fra venstre mod højre (eller omvendt).

Muligheder efter fremstillingsmateriale

Ofte fremstiller gør-det-selv-håndværkere varmeregistre af stålrør. De vigtigste fordele ved dette valg er billighed, tilgængelighed af materialet og relativ simpel svejsning.

Foruden rundt rør kan varmeregisteret også laves af et profileret modstykke – den hydrauliske modstand bliver en smule anderledes, men ikke mere end det.

I fabrikker fremstilles registre af:

• stål;
• aluminium;
• kobber;
• støbejern.

Med hensyn til varmeafgivelse og holdbarhed fører kobbervarianten. Men ved store størrelser vil en sådan varmeovn koste en pæn skilling. Aluminiumsmodellen er ringere med hensyn til varmeledningsevne, men koster også væsentligt mindre.

Den mest almindelige og billige type varmeregistre er stål. Men det er også den mindst effektive til varmeoverførsel fra vand til luft af alle de modeller, der sælges i varmeteknikbutikker.

Varmeledningsevnen for forskelligt stål svinger mellem 45–48 W/(m*K). For støbejern er den omkring 60, for aluminium 200–240, og for kobber omkring 400 W/(m*K). Stål er ringere end dem alle i denne tekniske henseende.

Ved valg af stålrør bør du foretrække produkter af kulstofstål, da de er mest robuste og modstandsdygtige over for høje temperaturer.

Støbejern og aluminium bruges normalt kun ved fabriksfremstilling af registre. Det er for svært at svejse disse metaller selv under hobbyforhold. Det samme gælder rustfrit eller galvaniseret stål, så rør af disse materialer bør helst undgås. De er sværere at svejse, og varmeafgivelsen er lavere end hos almindeligt sort stål.

Hvis man har erfaring med svejsning af kobberoverflader, er det ikke alt for problematisk at lave et register af sådanne rør. På grund af den høje varmeoverførsel kan man vælge en mindre diameter end ved valg af stålvarianten. Dermed bliver varmeapparatet billigere.

Men kobber har her en alvorlig ulempe – behovet for en neutral og ren varmebærer. Hvis der cirkulerer "beskidt" vand med urenheder i varmesystemet, kan man glemme alt om en lang levetid for et sådant varmeregister.

Et lignende problem ses ofte på grund af tilstedeværelsen af elementer af metaller, der ikke er kompatible med kobber i systemet. Hvis ikke en række forholdsregler træffes, vil et sådant register på grund af elektrokemisk korrosion have en kort levetid.

Apparater med indbygget varmelegeme

Standardvarianten af registeret involverer tilslutning til varmesystemets rør i et centraliseret system eller til en vandvarmer. Men der findes også helt autonome apparater. I et af de nederste rør indbygges et varmelegeme, der forsynes fra elnettet med 220 V.

Med hensyn til konstruktion og funktionsprincip er varmepatronen i registret en almindelig elkedel, der fungerer fra en standard enkeltfaset stikkontakt.

Effekten af det vandopvarmende element kan variere mellem 1 og 6 kW afhængigt af varmevekslerens indre volumen. En sådan varmeindretning er ofte udstyret med en cirkulationspumpe, så varmemediet når alle dens dele.

Et sådant autonomt register bruges ofte som en ekstra varmekilde, der kun tændes ved hård frost. Ved ikke alt for lave temperaturer udenfor opvarmes rummet fra det centrale varmesystem. Ud over vand kan der også hældes frostvæske i det elektriske register.

På vores hjemmeside er der en artikel, hvor vi har beskrevet i detaljer, hvordan man vælger og tilslutter varmepatroner til radiatorer. Læs mere – følg linket.

Beregning af varmeapparatets konstruktion

Først skal den nødvendige varmeydelse til det specifikke rum beregnes.

Ifølge reglerne skal en sådan varmeteknisk beregning udføres under hensyntagen til:

• arealet og orienteringen af ydervægge (mod syd i solretning eller ej);
• rummets kubikindhold;
• niveauet af de maksimalt mulige negative temperaturer i regionen;
• graden af varmeisolering af vægge mod det fri;
• tilstedeværelsen af et andet opvarmet rum over og/eller under;
• antallet, arealet og typen af installerede vinduer;
• tilstedeværelsen/fraværet af døre, der åbner direkte ud til det fri.

Bygningsreglementet anbefaler endda at tage højde for den dominerende vindrose om vinteren. På luvsiden vil varmetabet gennem væggen i løbet af vinterperioden være væsentligt højere.

Forenklet for et rum med en loftshøjde omkring 2,7 meter beregnes den nødvendige varmeydelse ved at gange rummets areal med 100 W.

Hvis lofterne i rummet er i en højde på 3 meter eller derover, skal man til en forenklet beregning i stedet gange det opvarmede rums kubikindhold med 34 eller 41 W. Den første koefficient bruges til murstensbygninger og den anden til bygninger af jernbeton.

At gange et par tal er ikke svært. Men man skal være helt klar over, at sådanne betingede beregninger kan være meget langt fra de reelle tal, da der er mange nuancer.

Den bedste løsning er at bestille den nødvendige beregning hos en specialist, som tager hensyn til alle rummets parametre. Varmetab sker gennem vægge, vinduer, gulv, loft og endda ventilation. For at få præcise tal skal alt uden undtagelse tages i betragtning.

Dernæst skal man beregne rørstørrelserne til varmerregistret. Til dette skal man bruge formlen:

Q= K* St*dt

Bogstavbetegnelser:

• Q – varmerregistrets varmekapacitet;
• K – varmeoverførselskoefficient, afhænger af rørmaterialet;
• St – varmeafgivelsesareal (lig med pi gange rørets diameter og længde);
• dt – varmetryk.

Følgelig, når du kender Q og dt, er det kun at vælge rørdiameter og samlet længde. Derefter, afhængigt af registerets konstruktion, kan dette rør opdeles i flere sektioner, som efterfølgende forbindes med tværstykker. Varmeafgivelsen fra disse bør, for ikke at komplicere beregningerne, ikke tages i betragtning.

Tallet dt beregnes ud fra den nødvendige rumtemperatur (Tv) og værdierne for fremløb (Tp) og returløb (To) – altså dt=(Tp+To)/2-Tv

Når rørene tilsluttes i en slange, modtager hvert efterfølgende vandret segment cirka 10% mindre varmeenergi end det ovenfor. Hvert sådant segment af registerrørledningen bør betragtes som et separat batteri. Varmebæreren afkøles gradvist og uundgåeligt, når den bevæger sig gennem dem, og varmen afgives til rummet.

En anden parameter er afstanden mellem de vandrette sektioner (hovedrørene), som angiver højden af et enkelt rørstykke. Hvis denne afstand gøres for lille, vil varmestrømmene oppefra og nedefra begynde at overlappe og påvirke hinanden negativt.

Dette tal skal vælges, så det er lidt større end rørdiameteren. Så vil registerets effektivitet være så høj som muligt.

Mere detaljerede beregninger af varmebatteriers effekt og antal kan læses her.

Funktioner ved montering

Der er ikke noget særligt svært ved at installere et varmeregister. Vanskeligheder kan kun opstå ved svejsning af separate rør. Hvis du ikke har stor erfaring med svejsning, er det bedst at øve dig først. Ved køb af et færdigt fabriksfremstillet apparat bør der ikke opstå monteringsproblemer overhovedet.

Ophængning af rørregisteret på vægge sker med kraftige beslag (kroge). Hvis det placeres på gulvet, er jernben tilstrækkelige. Det er vigtigt at huske, at den pågældende stålvarmer vejer ganske meget. Derudover tilkommer vægten af vandet indeni, så fastgørelser og understøtninger skal være ekstremt pålidelige.

Enderne af rørsektionen lukkes med specielle sfæriske blindpropper eller svejses ved hjælp af små stålskiver skåret ud af pladejern. Studse med udvendigt gevind til montering af ventil til udluftning og tilslutning til varmesystemet skæres direkte ind i rørvæggene eller i endepladen.

Overfladen på det stålskabte batteri bør males med varmebestandig maling. Takket være den vil apparatet ikke kun blive mere æstetisk, men også opnå yderligere korrosionsbeskyttelse.

En detaljeret vejledning til at lave varmeregistre selv kan læses i dette materiale.

Konklusioner og nyttig video om emnet

De nedenstående videomaterialer vil hjælpe dig med at forstå alle nuancerne i beregning af varmeregister og dets montering i rummet.

Fremstillingsteknologi for register af rektangulært profilrør:

Fordele og effektberegning for varmeregister:

Hvis du har brug for at opvarme et stort rum i kubikmeter, er et register af glatvæggede stålrør ideelt til dette. Hvis du har færdigheder i svejsearbejde, er det nemt at samle et sådant hjemmelavet batteri selv. Du skal blot beregne parametrene for denne enhed nøjagtigt og vælge de rigtige rørprodukter til den.

Har du spørgsmål, fundet fejl eller har du værdifulde oplysninger, som du kan dele med besøgende på vores hjemmeside? Du er velkommen til at efterlade dine kommentarer og stille spørgsmål i feedbackformularen, der findes under artiklen.