Thanh ghi sưởi ấm: loại cấu trúc, tính toán các thông số, tính năng cài đặt

Có một số lượng lớn pin có thiết kế và vật liệu khác nhau cho hệ thống sưởi ấm cho khu dân cư và khu phi dân cư.Nhưng các thanh ghi sưởi ấm nổi bật trong số đó vì hiệu suất truyền nhiệt cao và dễ tự lắp ráp.

Về mặt bên ngoài và cấu trúc, các thiết bị trao đổi nhiệt này giống với các cuộn dây treo khăn tắm được làm nóng thông thường, nhưng về kích thước, chúng lớn hơn nhiều so với các thiết bị tương tự dành cho phòng tắm.

Trong bài viết chúng tôi đã trình bày, chúng tôi xem xét chi tiết các loại thanh ghi sưởi ấm và chúng tôi cũng sẽ phân tích các tính năng của việc lắp đặt thiết bị đó.

Các loại thanh ghi nhiệt làm từ ống

Thanh ghi nhiệt là một bộ trao đổi nhiệt nước-không khí cổ điển. Trong hầu hết các trường hợp, nó được làm bằng một ống kim loại có thành nhẵn. Cái sau có thể là đơn lẻ hoặc ở dạng một loạt các đoạn đường ống nằm chồng lên nhau theo chiều ngang. Trong trường hợp này, có những cấu trúc riêng lẻ có vây.

Thiết bị sưởi ấm chỉ được làm từ ống có thành nhẵn sẽ dễ dàng vệ sinh hơn trong quá trình vệ sinh thường xuyên. Không có những đường gân hình đĩa hay những chỗ chật hẹp khó lau bằng giẻ. Kết quả là, các “thuộc địa” bụi bẩn không hình thành trên sổ đăng ký như vậy. Về mặt này, nó vượt trội hơn nhiều so với các bộ tản nhiệt dạng bảng điều khiển phổ biến hiện nay.

Thông thường, các thanh ghi sưởi ấm được lắp đặt trong nhà để xe, nhà kho, nhà xưởng, bệnh viện và trường học - nghĩa là trong những cơ sở có yêu cầu ngày càng cao về an toàn cháy nổ và vệ sinh

Xét về hiệu quả truyền năng lượng nhiệt và chi phí sưởi ấm, thanh ghi đường ống không thua kém pin thông thường, và thường vượt qua chúng. Tổng diện tích bề mặt truyền nhiệt trong cả hai trường hợp là gần như nhau, chỉ trong thiết bị đang xem xét chất làm mát chảy qua một kênh rộng.

Lực cản thủy lực trong tình huống này thấp hơn nhiều so với lực cản thủy lực trong bộ tản nhiệt tiêu chuẩn được làm từ nhiều phần bảng điều khiển. Và điều này ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí năng lượng để bơm nước qua mạch sưởi ấm như vậy.

Các loại theo hình dạng thiết kế

Nhìn bên ngoài, thanh ghi nhiệt trông không sang trọng cho lắm. Nhưng nó rẻ và dễ sản xuất. Và nếu bạn nỗ lực một chút, thì một bộ trao đổi nhiệt nóng như vậy có thể dễ dàng lắp vào bên trong phòng khách.

Trong các ngôi nhà ở làng quê, cho đến gần đây, một phiên bản tương tự của hệ thống sưởi ấm đã được sử dụng ở hầu hết mọi nơi. Vào thời Xô Viết, bộ tản nhiệt dạng tấm không có sẵn để bán, nhưng không quá khó để có được một đường ống rộng.

Và tất cả những gì cần thiết là một chiếc máy hàn. Lò sưởi dạng ống thu được được kết nối với bộ trao đổi nhiệt nước bên trong bếp đốt củi bằng cách hàn một cách đơn giản và nhanh chóng. Tìm hiểu thêm về công nghệ thay pin bằng phương pháp hàn khí. Hơn nữa.

Các ống dọc trong thanh ghi mặt cắt càng gần mép thì khả năng truyền nhiệt của thiết bị càng cao - nước ở hai đầu ống ngang được thay mới chậm hơn so với các khu vực có dòng nước làm mát trực tiếp

Tất cả các loại thanh ghi sưởi ấm được chia thành hai nhóm:

1. Mặt cắt.
2. Cuộn dây (hình chữ S).

Trong trường hợp đầu tiên, các ống nằm ngang được nối với nhau bằng các ống ngang có tiết diện nhỏ hơn và trong trường hợp thứ hai - bằng các cung có cùng đường kính.

Cả hai lựa chọn đều liên quan đến khối lượng công việc hàn lớn. Một thiết bị cuộn dây cũng có thể được chế tạo bằng cách uốn một ống.Tuy nhiên, không phải sản phẩm ống thép có đường kính lớn nào cũng có thể uốn cong theo cách này. Sẽ dễ dàng hơn nhiều khi lấy các vòng cung làm sẵn và hàn chúng vào các đoạn ngang của thanh ghi.

Trong thiết bị có kết nối “ren” (các đường ống nằm xen kẽ bên phải/trái), không có vùng nào có chất làm mát lạnh, nước ở đây dần dần đi qua tất cả các đường ống

Khi kết nối các phần ngang của thanh ghi mặt cắt bằng kết nối “cột”, các ống thanh ngang được hàn ở cả hai đầu. Sự lưu thông của chất làm mát trong thiết bị sưởi ấm như vậy xảy ra theo mạch song song. Kết quả là một số vùng nhất định trong đó có thể không nhận đủ nhiệt. Nước nóng chỉ đơn giản là chảy vào đoạn dưới trước khi đến phần cuối.

Trong “luồng”, nơi chất làm mát đi qua tất cả các phần của thanh ghi, những vấn đề như vậy không phát sinh. Về mặt này, sổ đăng ký này giống như một đường ngoằn ngoèo. Chỉ có nước trong đó di chuyển từ đầu vào đến đầu ra của pin thông qua các đường ống có phần khác nhau.

Cuộn dây có thể có nhiều chỗ uốn cong; trong trường hợp này, để tăng cường kết cấu ở một số nơi, các phần chèn ngang thường được làm từ một góc hoặc một thanh dày

Nếu không có sẵn các cung tròn cho thanh ghi hình chữ S, thì tốt hơn là bạn nên tự làm một thiết bị cắt. Việc uốn đều một đường ống có tiết diện lớn nếu không có thiết bị đặc biệt là vô cùng khó khăn. Hầu như lựa chọn duy nhất là làm nóng kim loại bằng hàn khí và uốn cong cẩn thận. Nhưng có nguy cơ thành ống bị mất đi độ bền.

Loại mặt cắt cũng bao gồm một thanh ghi với một cặp bộ thu bên. Chúng được làm từ một ống có cùng đường kính với các phần chính, đóng vai trò là các ống ngang. Trong trường hợp này, nước không di chuyển từ trên xuống dưới mà từ trái sang phải (hoặc ngược lại).

Tùy chọn vật liệu

Thông thường, các thợ thủ công tại nhà tự làm các thanh ghi nhiệt từ ống thép. Ưu điểm chính của tùy chọn này là chi phí thấp, sẵn có vật liệu và dễ hàn tương đối.

Ngoài một ống tròn, thanh ghi nhiệt cũng có thể được chế tạo từ chất tương tự được định hình của nó - lực cản thủy lực sẽ hơi khác một chút, nhưng không có gì hơn

Trong điều kiện nhà máy, các thanh ghi được sản xuất từ:

• trở nên;
• nhôm;
• đồng;
• gang thép

Dẫn đầu về truyền nhiệt và độ bền tùy chọn đồng. Nhưng với kích thước lớn, một chiếc máy sưởi như vậy sẽ có giá khá cao. Thiết bị nhôm kém hơn nó về độ dẫn nhiệt nhưng cũng có giá thành thấp hơn nhiều.

Loại thanh ghi sưởi ấm phổ biến và rẻ tiền nhất là thép. Tuy nhiên, đây cũng là phương án truyền nhiệt từ nước sang không khí kém hiệu quả nhất trong số tất cả những sản phẩm được bán trong các cửa hàng thiết bị sưởi ấm.

Hệ số dẫn nhiệt của các loại thép khác nhau dao động trong khoảng 45–48 W/(m*K). Đối với gang là khoảng 60, đối với nhôm là 200–240 và đối với đồng là khoảng 400 W/(m*K). Thép kém hơn tất cả chúng ở thông số kỹ thuật này.

Khi lựa chọn ống thép, nên ưu tiên các sản phẩm làm từ thép carbon, chúng bền nhất và chịu được nhiệt độ cao.

Gang và nhôm thường chỉ được sử dụng trong sản xuất sổ đăng ký tại nhà máy. Quá khó để hàn các kim loại này một cách độc lập trong điều kiện thủ công. Điều tương tự cũng áp dụng cho thép không gỉ hoặc thép mạ kẽm, vì vậy tốt hơn là không sử dụng ống làm từ những vật liệu này. Chúng khó nấu hơn và khả năng truyền nhiệt của chúng thấp hơn so với loại đen thông thường.

Nếu bạn có kinh nghiệm hàn bề mặt đồng, việc lập sổ đăng ký từ những đường ống như vậy không quá khó khăn.Do tốc độ truyền nhiệt cao, chúng có thể được lấy với đường kính nhỏ hơn so với khi chọn tùy chọn thép. Vì vậy, thiết bị sưởi ấm sẽ có giá thành thấp hơn.

Tuy nhiên, đồng có một nhược điểm nghiêm trọng ở đây - cần có chất làm mát trung tính và sạch. Nếu nước “bẩn” có tạp chất lưu thông trong hệ thống sưởi, thì bạn có thể quên đi tuổi thọ lâu dài của loại pin như vậy.

Một vấn đề tương tự cũng thường được quan sát thấy do sự hiện diện trong hệ thống các nguyên tố kim loại không tương thích với đồng. Nếu không thực hiện một số biện pháp phòng ngừa, sổ đăng ký đó sẽ không tồn tại được lâu do ăn mòn điện hóa.

Thiết bị có bộ phận làm nóng tích hợp

Phiên bản tiêu chuẩn của thanh ghi liên quan đến việc kết nối nó với các ống sưởi ấm của hệ thống tập trung hoặc với nồi hơi đun nước nóng. Nhưng có những thiết bị hoàn toàn tự động. Ở một trong các ống phía dưới, một bộ phận làm nóng được tích hợp vào chúng, được cấp nguồn từ mạng điện 220 V.

Theo thiết kế và nguyên lý hoạt động, bộ phận làm nóng trong thanh ghi là một nồi hơi điện thông thường, hoạt động từ ổ cắm một pha tiêu chuẩn

Công suất của bộ phận làm nóng nước có thể thay đổi trong khoảng 1–6 kW tùy thuộc vào thể tích bên trong của bộ trao đổi nhiệt. Một thiết bị sưởi ấm như vậy thường được trang bị bơm tuần hoàn để chất làm mát tiếp cận tất cả các khu vực của nó.

Một thanh ghi tự trị như vậy thường được sử dụng như một nguồn nhiệt bổ sung, chỉ được bật khi có sương giá nghiêm trọng. Khi nhiệt độ bên ngoài không quá thấp, căn phòng sẽ được sưởi ấm từ hệ thống sưởi chung. Ngoài nước, chất chống đông có thể được thêm vào thanh ghi điện.

Có một bài viết trên trang web của chúng tôi, nơi chúng tôi mô tả chi tiết các tính năng của sự lựa chọn và sự tinh tế của việc kết nối các bộ phận làm nóng cho bộ tản nhiệt sưởi ấm. Thêm chi tiết - đi đến liên kết.

Tính toán thiết kế lò sưởi

Trước tiên, bạn cần tính toán công suất sưởi ấm cần thiết cho một căn phòng cụ thể.

Theo quy định, việc tính toán nhiệt như vậy phải được thực hiện có tính đến:

• diện tích và hướng tường ngoài (hướng có nắng phía Nam hoặc không);
• dung tích khối của phòng được sưởi ấm;
• mức nhiệt độ âm tối đa có thể có trong khu vực;
• mức độ cách nhiệt của tường hướng ra đường;
• sự hiện diện của một căn phòng được sưởi ấm khác bên dưới và/hoặc bên trên;
• số lượng, kích thước và chủng loại cửa sổ được lắp đặt;
• sự hiện diện/không có cửa mở trực tiếp ra đường.

Các quy tắc xây dựng thậm chí còn khuyên bạn nên tính đến gió thịnh hành vào mùa đông. Ở phía đón gió gần tường, tổn thất nhiệt trong thời kỳ mùa đông rõ ràng sẽ cao hơn.

Đơn giản hóa, đối với một căn phòng có chiều cao trần khoảng 2,7 mét, nhiệt năng cần thiết được tính bằng cách nhân diện tích phòng với 100 W.

Nếu trần trong phòng được đặt ở độ cao từ 3 mét trở lên, thì để tính toán đơn giản, công suất khối của không gian được sưởi ấm phải được nhân với 34 hoặc 41 W. Hệ số đầu tiên được lấy cho các tòa nhà bằng gạch và hệ số thứ hai được lấy cho các tòa nhà bê tông cốt thép.

Nhân một vài số không khó. Nhưng chúng ta phải nhận thức rõ ràng rằng những phép tính có điều kiện như vậy có thể rất xa so với số liệu thực tế, vì ở đây có nhiều sắc thái.

Cách tốt nhất là đặt hàng phép tính cần thiết từ một chuyên gia, người sẽ tính đến tất cả các thông số của căn phòng. Sự mất nhiệt xảy ra qua tường, cửa sổ, sàn nhà, trần nhà và thậm chí cả hệ thống thông gió.Để có được con số chính xác, mọi thứ đều phải được tính đến mà không có ngoại lệ.

Tiếp theo, bạn cần tính toán kích thước của các đường ống cho thanh ghi nhiệt. Để làm điều này, hãy sử dụng công thức:

Q= K* St*dt

ký hiệu chữ cái:

• Q - nhiệt năng của thanh ghi;
• K - hệ số truyền nhiệt, phụ thuộc vào vật liệu ống;
• St – diện tích truyền nhiệt (bằng số PI nhân với đường kính và chiều dài ống);
• dt - áp suất nhiệt.

Theo đó, biết Q và dt, tất cả những gì còn lại là chọn đường kính của ống và tổng chiều dài của nó. Sau đó, tùy thuộc vào thiết kế của thanh ghi, đường ống này có thể được chia thành nhiều phần, sau đó sẽ được kết nối bằng các thanh ngang. Để không làm phức tạp việc tính toán, tốt hơn là không tính đến sự truyền nhiệt từ phía sau.

Ngược lại, con số dt được tính toán dựa trên nhiệt độ phòng yêu cầu (Tv) và các chỉ số của nó trong nguồn cung cấp (Tp) và trở lại (To) - tổng dt = (Tp+To)/2-Tv

Khi nối các đường ống với một con rắn, mỗi đoạn ngang tiếp theo nhận được năng lượng nhiệt ít hơn khoảng 10% so với đoạn nằm ở trên. Mỗi phần như vậy của đường dẫn đăng ký phải được coi là một cục pin riêng biệt. Và khi chất làm mát di chuyển qua chúng, nó dần dần nguội đi và chắc chắn sẽ nguội đi, và hơi nóng sẽ tràn vào phòng.

Một thông số khác là khoảng cách giữa các phần ngang (ống chính), phản ánh chiều cao của từng ống. Nếu khe hở này được làm quá nhỏ thì nhiệt truyền từ trên xuống dưới sẽ bắt đầu chồng lên nhau, ảnh hưởng tiêu cực lẫn nhau.

Con số này phải được chọn sao cho lớn hơn một chút so với đường kính của ống. Khi đó hiệu quả của việc đăng ký sẽ đạt mức tối đa có thể.

Để tính toán chi tiết hơn về sức mạnh của pin sưởi ấm và số lượng của chúng, bạn có thể đọc Đây.

Tính năng cài đặt

Không có gì đặc biệt khó khăn khi cài đặt một máy ghi nhiệt. Khó khăn chỉ có thể xảy ra khi hàn nó từ các ống riêng lẻ. Nếu bạn chưa có nhiều kinh nghiệm về công việc hàn thì tốt nhất nên thực hành trước. Khi mua một thiết bị làm sẵn, sản xuất tại nhà máy, các vấn đề về lắp đặt sẽ không phát sinh chút nào.

Thanh ghi ống được treo trên tường bằng các giá đỡ (móc) chắc chắn. Nếu đặt trên sàn thì chân sắt là đủ. Điều quan trọng cần nhớ là lò sưởi thép được đề cập nặng khá nhiều. Thêm vào đó, trọng lượng của nước bên trong được cộng thêm nên các giá đỡ và chân đế phải cực kỳ chắc chắn.

Các đầu của đoạn ống được đóng lại bằng các nút hình cầu đặc biệt hoặc hàn bằng các vòng thép nhỏ cắt từ sắt tấm. Các phụ kiện ren nam để lắp van thông gió và kết nối với hệ thống sưởi được cắt trực tiếp vào thành ống hoặc vào tấm cuối.

Bề mặt của pin làm bằng thép phải được phủ một lớp sơn chịu nhiệt. Nhờ đó, thiết bị không chỉ trở nên đẹp hơn về mặt thẩm mỹ mà còn có thêm lớp bảo vệ chống ăn mòn.

Bạn có thể tìm thấy hướng dẫn chi tiết để tạo các thanh ghi sưởi ấm bằng tay của chính mình trong vật liệu này.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Các tài liệu video được thu thập dưới đây sẽ giúp bạn hiểu tất cả các sắc thái của việc tính toán thanh ghi nhiệt và lắp đặt nó trong phòng.

Công nghệ sản xuất thanh ghi từ ống hình chữ nhật:

Ưu điểm và tính toán công suất đăng ký nhiệt:

Nếu bạn cần sưởi ấm một căn phòng lớn, thì một chiếc máy tính làm bằng ống thép có thành nhẵn là lý tưởng cho việc này.Nếu bạn có kỹ năng hàn, việc lắp ráp một cục pin tự chế như vậy bằng tay của chính bạn không khó. Bạn chỉ cần tính toán chính xác các thông số của thiết bị này và lựa chọn những sản phẩm ống phù hợp cho nó.

Bạn có bất kỳ câu hỏi nào, tìm thấy bất kỳ thiếu sót nào hoặc có thông tin có giá trị mà bạn có thể chia sẻ với khách truy cập vào trang web của chúng tôi không? Vui lòng để lại ý kiến ​​và đặt câu hỏi theo mẫu phản hồi nằm bên dưới bài viết.