市場にはかなりの量が出回っています いろいろな種類 暖房器具、 それにもかかわらず、 自家製ラジエーターはまだ使用されています。 そして、最も一般的なレジスタはパイプで作られています。 加熱レジスターは、冷媒循環用のジャンパーによって互いに接続された水平に配置されたパイプで作られた溶接構造またはプレハブ構造です。
何があるの
加熱レジスターはさまざまな素材で作られています。 さまざまな形。 それぞれに長所と短所があります。
それらは何でできていますか?
材質について言えば、最も一般的なのは鋼です。 電気溶接パイプ。 スチールは熱伝導が最も優れているわけではありませんが、低価格、加工のしやすさ、入手しやすさ、標準サイズの豊富な選択肢によって補われています。
から作られたものは非常にまれです。 ステンレスパイプ— まともな電力を供給するには多数のパイプが必要ですが、ステンレス鋼製品のコストがどれだけかかるかはわかります。 もしそうなら、それはおそらくずっと前のことでしょう。 亜鉛メッキ鋼も使用されていますが、加工がより難しく、調理することができません。
場合によっては、銅製のレジスターを作成することもあります。配線が行われるネットワークで使用されます。 銅は熱伝達率が高いため (鋼鉄の 4 倍)、サイズははるかに控えめです (使用されるパイプの長さと直径の両方)。 さらに、配水管自体が (そうでない場合でも) 十分な量の熱を放出します。 同時に、この金属の可塑性により、特別なトリックや労力を必要とせずにパイプを曲げることができ、溶接は異なる部分の接合部でのみ使用できます。 しかし、これらすべての利点は 2 つの大きな欠点によって相殺されます。1 つ目は - 高価 2 つ目は、動作条件に対する銅の気まぐれさです。 価格についてはすべて明らかですが、操作についてはいくつかの説明があります。
- 固体粒子を含まない中性できれいな冷却液が必要です
- システム内に他の金属や合金が存在することは、互換性のあるもの（青銅、真鍮、ニッケル、クロム）を除いて望ましくありません。したがって、すべての継手および継手はこれらの材料で作られる必要があります。
- 慎重な接地が必須です。接地がないと、水が存在すると、電気化学的腐食プロセスが始まります。
- 素材が柔らかいので保護が必要 - カバーが必要など。
鋳鉄製のレジスターもあります。 しかし、かさばりすぎます。 さらに、それらは非常に大きな質量を持っているため、それに負けず劣らず大きなラックを作る必要があります。 さらに、鋳鉄は壊れやすく、一撃で割れてしまう可能性があります。 このタイプのレジスターにも保護カバーが必要であり、熱伝達が低下してコストが増加することがわかりました。 さらに、それらのインストールは複雑で大変な作業です。 利点としては、高い信頼性と化学的中性が挙げられます。この合金は、どのような冷却剤で動作するかを気にしません。
一般に、銅と鋳鉄は簡単ではありません。 それで判明したのは、 最適な選択- スチールレジスター。
レジスタの種類
最も一般的なタイプは、次のレジスタです。 滑らかなパイプ、そしてほとんどの場合 - 電気溶接鋼。 直径 - 32 mm ～ 100 mm、場合によっては最大 150 mm。 それらはサーペンタインとレジスターの2つのタイプで作られています。 さらに、レジスターはスレッドとカラムの 2 種類の接続を持つことができます。 ネジとは、冷却液がパイプから別のパイプに流れるジャンパーが右側または左側に取り付けられている場合のことです。 冷却剤がすべてのパイプの周りを順番に流れている、つまり接続が順次に行われていることがわかります。 列接続では、すべての水平セクションが両端で互いに接続されます。 この場合、冷媒の動きは平行になります。
単管式、垂直供給型、水平供給型など、あらゆるシステムにあらゆるタイプのレジスタを使用できます。 どのシステムでも、供給が上部パイプに接続されていると、より大きな熱伝達が発生します。
を備えたシステムで使用する場合 自然循環冷却剤の移動に向けて、パイプ1メートルあたり約0.5cmのわずかな傾斜を維持する必要があります。 このような小さな傾斜は、大きな直径（低い水圧抵抗）によって説明されます。
これらの製品は丸いものだけでなく、 角パイプ。 それらは実質的に違いはありませんが、作業がより難しく、油圧抵抗が少し高いだけです。 ただし、この設計の利点には、同じ量の冷却剤でよりコンパクトな寸法が含まれることが含まれます。
フィン付きのパイプで作られたレジスターもあります。 この場合、金属と空気との接触面積が増加し、熱伝達が増加します。 実際、建築業者は今でも、低予算の新築ビルの一部にまさにそのような暖房装置、よく知られた「フィン付きパイプ」を設置しています。 見た目は良くありませんが、部屋をよく暖めます。
任意のレジスターに発熱体を挿入すると、複合加熱装置が得られます。 独立してシステムに接続せず、追加の熱源として使用することもできます。 ラジエーターが発熱体からの加熱のみで断熱されている場合は、次のことが必要です。 頂点膨張タンク（総冷却液量の10％）を取り付けます。 膨張タンクから加熱する場合、原則として構造に組み込まれています。 それが存在しない場合（しばしば起こります）、この場合、膨張タンクを設置する必要があります。 レジスターの材質がスチールの場合、タンクは密閉型が必要です。
極度の寒さの中で十分な暖房がない場合には、電気暖房が役立ちます。 また、このオプションは、システムをフル容量までロードしてオーバークロックする意味がないオフシーズンにも役立ちます。 部屋を少し暖めるだけで十分です。 これは固体燃料ボイラーでは不可能です。 このバックアップオプションは、オフシーズンでも暖かく保つのに役立ちます。
滑らかなパイプからのレジスタの計算
スチール製の加熱レジスターは自分の手で簡単に作ることができます。 このような暖房システムのコストは、誰が調理するかによって異なります。 自分で溶接技術を所有している場合は、溶接工に報酬を支払う必要がある場合は、このオプションが最も低予算です。安価な溶接工とコストに大きな違いはありません。
この場合、レジスターは標準的な加熱装置よりも大きな面積を占めることになります。空気との接触面が小さいため、効率が低くなります。 より強力なポンプを設置することで熱伝達が向上しますが、システム内の騒音の可能性により速度制限が生じます。 について、
前述したように、直径は 32 mm から 100 ～ 150 mm の範囲です。 大きいサイズパイプを使用するとシステムの容積が増加します。 システムを始動して加速するとき、これはマイナスです。冷却剤が加熱されるまでにかなりの時間がかかります。 作業時には、ボリュームが大きい方がむしろ有利です。 穏やかな状況ボイラー用。 一方、次のようなときは、 大量の冷却水の温度調整が難しい。
異径鋼管用伝熱台 さまざまな条件システムの動作（画像をクリックすると拡大表示されます）
レジスター内の 2 本のパイプ間の距離は小さくしてはなりません。これにより、熱伝達が減少します。 したがって、それらは半径 1.5 以上の距離に配置されます。 列の数とレジスタの長さは、必要な電力と選択したパイプの直径によって異なります。 一般的な場合（ロシア中部、平均的な断熱材と天井高が3メートルの部屋の場合）、これは1メートルの鋼管の熱伝達によって計算できます。 これらの値を表に示します。 これを使用すると、部屋の面積ごとのレジスターのサイズと数を見つけることができます。
異なる直径の 1 メートルの鋼管の熱伝達 - 面積ごとに加熱レジスターを計算します。
部屋の熱損失を計算するには、鋼管のリニア メーターの熱出力に関する平均データがあります。 標準的な条件で使用できます。 システムが他の温度で動作する場合は、上下に調整する必要がある場合があります。
これらの表が役に立たない場合は、公式を使用してレジスタを計算できます。
適切な値を代入すると、条件下での 1 つのパイプの熱伝達がわかります。 後続のすべての熱伝達 (2 番目以上) はわずかに低くなります。 見つかった値には 0.9 を掛ける必要があります。 したがって、自分の手で滑らかなパイプからレジスターを計算して作成できるようになります。
インストールする方法
設置方法は 2 つあります: 壁に掛けるか、スタンドに置きます。 選択は、結果として得られる構造の寸法と重量、および壁の種類によって異なります。
彼らはそれをかなり頻繁にやります 組み合わせたインストール: スタンドを溶接して壁に取り付けます。 非常に大規模なレジスタもこの方法で取り付けることができます。 このインストール オプションでは、次のような機能も提供されます。 上級安全。
このような各加熱装置は上部にある必要があります。 システムから空気を抜くために必要です。
長所と短所
利点としては、 シンプルなデザイン簡単な計算、材料の入手可能性。 これらすべてを組み合わせることで、自分の手で加熱レジスターを作成することができます。
次の良い点は、熱の大部分が放射エネルギーを使用して伝達され、人はそれをより快適であると認識することです。
次のプラスは、 滑らかな表面、簡単な掃除を保証します。
優れた品質 - あらゆるシステムとの互換性 - 自然循環と強制循環の両方。
欠点もあります: 熱伝達が低い、腐食しやすい、最も魅力的ではない 外観、定期的な塗装の必要性（）。
結果
現在、個人住宅で登録暖房が使用されることはほとんどありません。 大きな選択さまざまな状況に対応した暖房装置。 価格帯もかなり広いです。 しかし、滑らかなパイプやフィン付きのパイプで作られたレジスターは、生産、保管および補助施設、温室、ガレージ、温室などの暖房に使用されることがよくあります。つまり、外部の魅力が重要ではない場合です。
4 本の滑らかなパイプからなる加熱レジスターと冷却剤の流れ図を次の図に示します。
コンピューター、MS Office の電源を入れ、Excel で計算を開始します。
初期データ:
初期データはそれほど多くなく、明確でシンプルです。
- パイプ径 D mm単位で入力してください
セル D3 に: 108,0
- レジスタ長（パイプ1本） L mで書きます
セル D4 に: 1,250
- レジスタ内のパイプの数 N私たちは断片的に書きます
セル D5 に: 4
- 給水温度 tp°C で入力します
セル D6 に: 85
- 戻り水温 に℃で書くと
セル D7 に: 60
- 室温 入ってない℃単位で入力してください
セル D8 に: 18
- ドロップダウン リストからパイプの外面のタイプを選択します
結合されたセル C9D9E9: 「理論計算では」
- ステファン・ボルツマン定数 C0 W/(m 2 *K 4) と入力します。
セル D10 に: 0,00000005669
- 重力加速度値 g m/s 2 で入力します
セル D11 に: 9,80665
初期データを変更することで、あらゆる標準サイズの加熱レジスターであらゆる「温度状況」をシミュレーションできます。
このプログラムを使用すると、水平パイプ 1 本だけの熱伝達も簡単に計算できます。 これを行うには、加熱レジスタ内のパイプの数を指定するだけです。 1に等しい(N=1)。
計算結果:
- パイプ放熱面の黒色度 ε 選択した外面のタイプによって自動的に決定されます
データベースは計算プログラムと同じシート上にあり、27 種類のパイプの外面とその放射率が選択用に表示されます。 (記事の最後にあるダウンロード ファイルを参照してください。)
- 平均パイプ壁温度 tst℃で計算します
セル D14: =(D6+D7)/2 =72,5
t st =(t p +t o)/2
- 温度差 dt℃で計算します
セル D15: =D14-D8 =54,5
dt=t st - t in
- 空気の体積膨張係数 β 1/K で定義します
セル D16: =1/(D8+273) =0,003436
β=1/(t in +273)
- 空気の動粘度 ν m 2 /s で計算します
セル D17: =0.0000000001192*D8^2+0.000000086895*D8+0.000013306 =0,00001491
ν=0.0000000001192*t in 2 +0.000000086895*t in +0.000013306
- プラントル基準 広報定義する
セル D18: =0.00000073*D8^2-0.00028085*D8+0.70934 =0,7045
Pr=0.00000073*t in 2 -0.00028085*t in +0.70934
- 16. 空気の熱伝導率 λ 私たちは数えます
セル D19: =-0.000000022042*D8^2+0.0000793717*D8+0.0243834 =0,02580
λ =-0,000000022042* t in 2 +0.0000793717*t in +0.0243834
- レジスターパイプの伝熱面の面積 あ m 2 で定義します
セル D20: =PI()*D3/1000*D4*D5 =1,6965
A=π*(D/1000)*L*N
- 加熱レジスターパイプ表面からの輻射熱流束 Qと W で計算します
セル D21: =D10*D13*D20*((D14+273)^4- (D8+273)^4)*0.93^(D5-1) =444
Qと=C0*ε*A*((t st+273) 4 - (t で+273) 4)*0.93 (N-1)
- 輻射熱伝達率 αと W/(m 2 *K) で計算します
セル D22: =D21/(D15*D20) =4,8
α と =Q と /(dt*A)
- グラスホフ基準 グループ計算する
セル D23: =D11*D16*(D3/1000)^3*D15/D17^2 =10410000
Gr=g*β*(D/1000) 3 *dt/ν 2
- ヌッセルト基準 ヌ我々は気づく
セル D24: =0.5*(D23*D18)^0.25 =26,0194
Nu=0.5*(Gr*Pr) 0.25
- 熱流の対流成分 Qへ W で計算します
セル D25: =D26*D20*D15 =462
Q～=α～*A*dt
- そして対流時の熱伝達率 α～ W/(m 2 *K) でそれに応じて決定します
セル D26: =D24*D19/(D3/1000)*0.93^(D5-1) =5,0
α ～ =Nu*λ/(D/1000)*0.93 (N-1)
- 加熱レジスターの全熱流量 Q W と Kcal/時間で計算します。
セル D27: =(D21+D25)/1000 =0,906
Q=(Q および +Q k)/1000
セル D28: =D27*0.85985 =0,779
Q’=Q*0.85985
- 加熱レジスタ表面から空気への熱伝達係数 α W/(m2*K) と Kcal/(hour*m2*K) をそれぞれ求めます。
セル D29: =D22+D26 =9,8
α=αと+αで
セル D30: =D29*0.85985 =8,4
α’=α*0.85985
これでExcelでの計算は完了です。 パイプからの加熱レジスターの熱伝達が判明しました。
計算は実践によって繰り返し確認されました。
このサイトの記事も熱工学計算に特化しています。「熱エネルギーについて」 簡単な言葉で!」、「5分で湯沸かしの計算!」。 暖房工学の基本概念を例を挙げてわかりやすく解説しています。
ノート。
- 計算に使用する方が正確です 熱伝達係数ではありません α レジスターの外壁と空気の間、 と熱伝達係数 k冷却剤（水）と加熱レジスターパイプの内壁との間の熱交換、および壁材を通した熱の伝達（壁の熱抵抗）を考慮しています。 水から室内空気への熱伝達係数は、次の式を使用して計算されます。
k=1/(1/α 1 +s st /λ st +1/α)
しかしそれ以来：
α 1 ≈2000…3000 W/(m 2 *K) – 水と内側の鋼壁の間の熱伝達係数
s st ≈0.002…0.005 m – パイプの壁の厚さ
λ st ≈50…60 W/(m*K) – パイプ壁材料の熱伝導率
1/α1 ≈0
s st /λ st ≈0
したがって：
- 加熱レジスターの熱伝達は、加熱レジスターへの給水方法（上から下、下から上など）、周囲の構造物（床から窓枠、天井まで）までの設置距離によって異なります。壁、画面まで)、厚さについて ペイントコーティングおよびその他の要因。 実際の熱伝達は計算値より 15 ～ 20% 少ない場合があります。 これは次の場合に考慮する必要があります 最終和解!
- パイプ間の距離とパイプの数も、加熱レジスターの熱伝達に影響します。 プログラムでは、パイプの追加行ごとに削減係数 (0.93) の使用が部分的に考慮されます。 パイプ間の距離をパイプの直径以上に保つことをお勧めします。 D（多ければ多いほど良いです）。
- 熱伝達係数 k特定の加熱装置では一定の値ではなく、温度圧力の変化によって大きく変化します dt!
加熱システムレジスターは、滑らかな壁のパイプラインで作られたデバイスです。 その設計上の特徴により、レジスターはほとんどのラジエーターの基礎として機能しました。 多くの場合、これらのデバイスは技術的な場所にあり、 工業用地。 さらに、自律暖房システムの一部としてアパートに設置されるケースもよくあります。 ただし、レジスターの熱伝達の計算方法を誰もが知っているわけではありません。
主な種類と技術的特徴
これらの加熱装置にはいくつかの主なタイプがあります。 レジスターは設置方法、デザイン、材質によって分類されます。 したがって、加熱用の滑らかなパイプで作られたレジスタを計算する前に、これらのデバイスの各グループをより詳細に検討します。
実施形態によると
- セクションレジスタ。 このような熱交換器は、直径25〜400 mmの1つまたは複数の滑らかな壁のパイプラインで作られ、パイプで互いに接続され、プラグで閉じられています。 冷却剤はパイプを通って上部に流れ、次の反対側のセクションに流れます。
- 蛇行 (S 字型) デバイス - パイプラインが円弧で接続され、連続したパイプになります。 この形状により、装置の表面を全体として使用することができ、熱交換器の有効面積が増加します。 以下では、滑らかなパイプで作られたレジスターの熱伝達を計算する方法を検討します。
インストール方法別
加熱システム用のレジスターは、ポータブルと据え置き型に分けられます。 ポータブルまたは モバイルデバイス、原則として、主暖房システムが設置されるまで、特定の温度を一時的にサポートする必要がある部屋で使用されます。 例えば、建物を新築するときや、工事をするときなどです。 修理作業ガレージで。 このようなシステムでは、不凍液が冷却剤として使用されるか、電気発熱体によって熱エネルギーが生成されます。
素材別
- 鋼のほとんど 人気のビュー鋼鉄で作られた装置。 スチールが非常に優れていることも注目に値します。 耐久性のある素材。 溶接性が良く、同時に熱伝導性も良好です。
- 鋳鉄製の装置。 現在、鋳鉄パイプラインで作られたレジスターが最も人気があります。 しかし、低コストにもかかわらず、この材料は非常に壊れやすく、機械的損傷に対して不安定です。 また、鋳鉄は溶接が難しく、取り付けが困難です。
- アルミレジスター。 人気の点では、これらのデバイスは鋼管レジスターよりわずかに劣ります。 同時に、見た目が美しく、重量が軽く、熱をよく放出し、耐腐食性があるなど、多くの利点があります。 アルミニウムレジスターの主な唯一の欠点は、価格が高いことです。
熱伝達の計算: 要点
暖房システムの設置中、多くの人は滑らかなパイプで作られたレジスターの計算に興味を持ちます。 それらの数が多すぎないように（非常に暑くなる）、または少なすぎないように（涼しくなります）するにはどうすればよいですか？
- 民家やアパートの場合、この場合、特定の温度値は重要ではないため、正確な数値を計算する必要はありません。 温度が最適であることが重要です。
- 最も単純な計算: 2 m2 あたり 1 つのセクション (鋳鉄またはアルミニウム)、1.5 m2 あたり 1 つのセクション (バイメタル) が必要です。
- 天井高が3メートルを超える場合は、セクションを1つ追加する必要があります。 バルコニーがある場合は、バルコニーが断熱されているかどうかに応じて、1 つまたは 2 つのセクションも追加されます。 部屋が角の場合はセクションが追加されます。
- マンションでは冷媒供給温度が規定されているため、気候に関係なくレジスターの熱伝達を計算することが可能です。
- 民家では、建物が温暖な地域にある場合、システムに多量の水が流入し、深刻な過熱が発生するため、この計算は適していません。
- さらに、加熱レジスターの熱伝達の計算は、オンライン計算機を使用して実行できます。 これを行うには、いくつかのデータを入力する必要があります。その後、プログラムが必要なパイプの数を計算します。
計算方法
このデバイスを選択するときは、レジスターが作成されるパイプラインの直径を正しく選択することが重要です。 最適な直径は 32 mm ですが、他の直径のレジスターも取り付けることができますが、最大 80 mm までです。 直径が80 mmを超える場合、ボイラーが必要な量の冷却剤を供給できないため、そのようなデバイスを暖めるのに十分な加熱システムからの電力が存在しない可能性があります。
この配管要素を正しく選択し、レジスターの熱伝達を計算するには、次の要素を考慮する必要があります。
- 構造を構成する材料。
- 壁の厚さ。
- 窓とドアの開口部の数。
レジスタの熱伝達を計算する場合、パイプライン 1 本のリニア メーターの熱伝達値を知る必要があります。 たとえば、1 つ リニアメーター直径60 mmのパイプラインは、高さ3メートル以下の部屋の1平方メートルを暖房できます。
以下の表は、パイプラインの直径に応じたレジスターの熱伝達のおおよその計算を示しています。
この表は、天井高さが 3 メートル以下の場合のデータを示しています。 言い換えれば、60平方メートルを暖房するには、直径40mmのパイプラインが87メートル、または直径89mmのパイプラインが44メートル必要になります。 計算後は図面を作成する必要があります。 また、部屋にレジスターを配置する際のすべてのニュアンスを考慮する必要があります。
レジスターの設置
レジスターを設置する場合、最も高価なものは次のとおりです。 溶接作業、これは最終的にラジエーターとレジスターのどちらを選択するかを決定する要因になります。 ただし、それらがなくても大丈夫です。 この場合、接合部は溶接接合部よりも多少劣るという事実にもかかわらず、その助けを借りて接続されますが、かなり長期間持続することもできます。
これらの装置の設置時には、冷却水の進行方向にわずかな傾斜（0.05 パーセント）を維持する必要があります。
結論
要約すると、レジスターは他のタイプの加熱装置と競合できるということは注目に値します。 最適なデバイス構成は、それぞれに個別に選択する必要があります。 特定のケース個人の希望や部屋の特徴を考慮して、 ただし、加熱レジスターの製造とその設置は専門家に委託することをお勧めします。
温度差がある場合、物体と媒体の間で熱伝達（熱伝達）、つまり熱エネルギーの伝達が発生することは誰もが知っています。 環境や身体がそれ以上のものを持っている 高温、冷却し、寒い環境を加熱し、その温度を上昇させます。
給湯システムにおいて お湯（冷却剤）が加熱装置に入り、その壁（シェル）を加熱します。 壁は、その外面を通じて、主に対流と放射という 2 つの方法で熱を空気に放出します。
対流は、加熱装置の熱い壁に沿って流れる気流への熱の伝達です。
熱放射は、加熱装置の高温の壁による電磁波の周囲空間への放射による熱エネルギーの伝達です。
わかりやすい例行動 熱放射火事です。 涼しい夜に、くすぶっている炭火の横に3～4メートル離れたところに立つと、火に面している顔の部分はすぐに熱くなりますが、顔の反対側の部分は冷たいままです。 この場合、両側の気温はほぼ同じになります。
すべてのデバイス - 鋳鉄電池、パイプ、スチール、および アルミパネル、対流器および 赤外線エミッター– 周囲の空気や物体への主な熱伝達のタイプが互いに異なります（寸法、外観、熱伝達率を除く）。 この場合、原則として、対流と放射の両方が同時に存在し、並行して作用します。
この記事では、パイプからの加熱レジスターの熱伝達を計算する例を検討します。 今も昔も、滑らかなパイプから加熱レジスターを作ることが経済的に利益をもたらしたことはありません。 30～50年前であれば、高品質で安価な製品が不足していたため、広く使用されていました。 効率的なデバイス暖房を使用する場合、今日のレジスターの使用はむしろ暖房技術者の慣性的な習慣となっています。 たとえば対流器を使用した加熱システムのコストは、パイプ加熱レジスタを使用したシステムのコストより 20 ～ 30% 低くなります。 デバイスの熱伝達は、最小限のコストで最大限に発揮される必要があり、それに応じて、製造の材料消費量と労働集約度も最小限に抑える必要があります。 ただし、これらは相互に排他的な基準であることがよくあります。
ただし、鋼管からの熱伝達の問題は、鋼管が配線に使用される場合や比較計算を行う場合にも依然として関係します。 さまざまなオプションシステムや、滑らかなパイプで作られた加熱レジスターが使用されている既存のシステムの修理中に。
熱伝達に関する理論と実際の実験、および多数の表データに基づいています。 エクセルを使って私は、空気の熱物理的特性 (熱拡散率、熱伝導率、動粘度、プラントル基準) の温度に対するかなり正確な式の依存性を見つけることができました。 以下は、水平方向からの加熱レジスターの熱伝達を計算するプログラムです。 金属パイプ行われた作業の結果である自由な空気の動きを伴います。
計算プログラムは MS Excel で作成されていますが、Open Office パッケージの OOo Calc プログラムを使用することもできます。
このブログの記事で使用される Excel ワークシートのセルの書式設定のルールは、「ブログについて」ページに記載されています。
滑らかなパイプで作られた加熱レジスターからの熱伝達。 Excelでの計算。
4 本の滑らかなパイプからなる加熱レジスターと冷却剤の流れ図を次の図に示します。
コンピューター、MS Office の電源を入れ、Excel で計算を開始します。
初期データ:
初期データはそれほど多くなく、明確でシンプルです。
1. パイプ直径 D (mm) を入力します。
セル D3 へ: 108.0
2. レジスター (1 つのパイプ) の長さ L を m 単位で書き込みます。
セル D4 へ: 1,250
3. パイプの数をレジスタ N に分割して書き込みます
セル D5 へ: 4
4. 「供給」水温 tп を °C で入力します。
セル D6 へ: 85
5.戻り水の温度を℃で書きます
セルD7へ: 60
6. 室温 tb を °C 単位で入力します。
セル D8 へ: 18
7. ドロップダウン リストからパイプの外面のタイプを選択します
結合セル内 C9D9E9: 「理論計算中」
8. ステファン・ボルツマン定数 C0 を W/(m2*K4) に入力します。
セル D10 へ: 0.00000005669
9. 自由落下の加速度 g の値を m/s2 で入力します。
セル D11 へ: 9.80665
初期データを変更することで、あらゆる標準サイズの加熱レジスターであらゆる「温度状況」をシミュレーションできます。
このプログラムを使用すると、水平パイプ 1 本だけの熱伝達も簡単に計算できます。 これを行うには、加熱レジスタ内のパイプの数が 1 (N=1) であることを示すだけで十分です。
計算結果:
10. パイプの放射面の放射率 ε は、選択した外面のタイプによって自動的に決定されます。
データベースは計算プログラムと同じシート上にあり、27 種類のパイプの外面とその放射率が選択用に表示されます。 (記事の最後にあるダウンロード ファイルを参照してください。)
11. パイプ壁の平均温度 tst を °C で計算します。
セル D14: =(D6+D7)/2 =72.5
tst=(tp+to)/2
12. 温度差 dt (°C) を計算します
セル D15: =D14-D8 =54.5
13. 空気の体積膨張係数 β (1/K) を決定します。
セル D16: =1/(D8+273) =0.003436
14. 空気の動粘度 ν を m2/s で計算します。
セル D17: =0.0000000001192*D8^2+0.000000086895*D8+0.000013306 =0.00001491
ν=0.0000000001192*t×2+0.000000086895*t×+0.000013306
15. プラントル基準 Pr が決定される
セル D18: =0.00000073*D8^2-0.00028085*D8+0.70934 =0.7045
Pr=0.00000073*tv2-0.00028085*tv +0.70934
16. 空気の熱伝導率 λ を計算します。
セル D19: =-0.000000022042*D8^2+0.0000793717*D8+0.0243834 =0.02580
λ=-0.000000022042*t×2+0.0000793717*t×+0.0243834
17.レジスタAパイプの伝熱面の面積（m2）が決定されます
セル D20: =PI()*D3/1000*D4*D5 =1.6965
A=π*(D/1000)*L*N
18. 加熱レジスターのパイプの表面からの放射の熱流束 Q および W が計算されます。
セル D21: =D10*D13*D20*((D14+273)^4- (D8+273)^4)*0.93^(D5-1) =444
Qi=C0*ε*A*((tst+273)4-(tb+273)4)*0.93(N-1)
19. 放射の熱伝達係数 αi を W/(m2*K) で計算します。
セル D22: =D21/(D15*D20) =4.8
20. グラスホフ基準 Gr を計算する
セル D23: =D11*D16*(D3/1000)^3*D15/D17^2 =10410000
Gr=g*β*(D/1000)3*dt/ν2
21. ヌッセルト基準 Nu を見つけます
セル D24: =0.5*(D23*D18)^0.25 =26.0194
Nu=0.5*(Gr*Pr)0.25
22. 熱流 Qк の対流成分を W で計算します。
セル D25: =D26*D20*D15 =462
23. そして、対流中の熱伝達係数 αk (W/(m2*K)) は次のように決定されます。
セル D26: =D24*D19/(D3/1000)*0.93^(D5-1) =5.0
αк=Nu*λ/(D/1000)*0.93(N-1)
24. 加熱レジスターの熱流の総電力 Q をそれぞれ W および Kcal/時間で計算します。
セル D27: =D21+D25 =906
セル D28: =D27*0.85985 =779
25. 加熱レジスタの表面から空気への熱伝達係数 α をそれぞれ W/(m2*K) と Kcal/(hour*m2*K) で求めます。
セル D29: =D22+D26 =9.8
セル D30: =D29*0.85985 =8.4
α’=α*0.85985
これでExcelでの計算は完了です。 パイプからの加熱レジスターの熱伝達が判明しました。
計算は実践によって繰り返し確認されました。
このサイトでは、他の多くの記事が熱計算に特化しています。 記事の下にあるリンクを使用するか、「すべてのブログ記事」ページからすぐにアクセスできます。 これらの記事では、加熱工学の基本概念を例を挙げて簡単かつ明確に説明します。
ノート。
1. レジスタの外壁と空気との間の熱伝達係数 α ではなく、冷媒 (水) と空気の間の熱交換を考慮した熱伝達係数 k を使用して計算する方が正確です。加熱レジスターパイプの内壁、および壁材を通した熱の伝達（壁の熱抵抗）。 水から室内空気への熱伝達係数は、次の式を使用して計算されます。
k=1/(1/α1+sst/λst+1/α)
しかしそれ以来：
α1≈2000…3000 W/(m2*K) – 水と内側の鋼壁間の熱伝達係数
sst≈0.002…0.005 m – パイプ肉厚
λst≈50…60 W/(m*K) – パイプ壁材料の熱伝導率
sst/λst≈0
したがって：
2. 加熱レジスターの熱伝達は、加熱レジスターへの給水方法（上から下、下から上など）、周囲の構造物までの設置距離（床から窓枠まで、壁、スクリーンまで）、塗料やワニスのコーティングの厚さ、その他の要因に応じて異なります。 実際の熱伝達は計算値より 15 ～ 20% 少ない場合があります。 最終的な計算を行う際には、これを考慮する必要があります。
3. パイプ間の距離とパイプの数も、加熱レジスターの熱伝達に影響します。 プログラムでは、パイプの追加行ごとに削減係数 (0.93) の使用が部分的に考慮されます。 パイプ間の距離を少なくともパイプの直径 D と同じくらい大きく保つことをお勧めします (大きいほど良い)。
4. 熱伝達係数 k は、特定の加熱装置では一定の値ではなく、温度圧力 dt の変化とともに大きく変化します。 これに関する詳細 (およびその他) については、今後のブログ記事をお読みください。
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アルヴォル
- 家の職人を助けるために！
住宅敷地内に設置されている従来の熱交換装置は、暖房ラジエーターです。 しかし、明らかに経済的な理由から、所有者が自家製のレジスター、つまりパイプのカスケード溶接部分で間に合わせることを好む状況によく遭遇します。 大径。 このアプローチは通常、ユーティリティまたはユーティリティの建物や敷地で広く使用されていますが、慎重に組み立てて塗装すれば、レジスターはリビングルームのインテリアに簡単にフィットします。
加熱レジスタパラメータを計算するための計算機
ただし、このアプローチによる節約効果は明らかではありません。実際、熱伝達能力の点では、通常、どのレジスターも、はるかにコンパクトで見た目が整ったラジエーターに負けます。 いずれにせよ、その設置に奇跡を期待する必要はありません。 その場合は、計算が実行されてからのみ、そのような加熱装置の設置を計画する必要があります。 比較解析コストと効率。 そして、加熱レジスタパラメータを計算するための計算機は、この問題に役立ちます。
次の計算アルゴリズムが提案されています。
- まず、最初の計算機は、暖房システムからの補償が必要な熱損失の量を決定します。 つまり、特定の部屋に必要な暖房能力が計算されます。
- 必要な電力の値が得られると、2 番目の計算機で、必要な熱伝達を備えた加熱レジスターを迅速かつ正確に「設計」できます。つまり、製造に使用される加熱レジスターの長さ、セクション数、直径 (セクション) を決定します。パイプの。
以下では、計算機自体の下で、計算を実行するために必要な説明が与えられます。
加熱レジスタパラメータを計算するための計算機
部屋を暖房するために必要な火力を計算するための計算機
最適な加熱レジスタパラメータを選択するための計算機
計算の説明
1. 火力計算によると
アルゴリズムはそれらに基づいています 特定の機能そこからの熱損失の量に影響を与える施設:
- 部屋の面積と天井の高さによって、部屋のおおよその容積が決まります。
- 次のポイントは通りに面した壁の数です。 もっと 外壁、それらによる熱損失が大きくなるほど、計算プログラムに適切な修正が加えられます。
- 特定のデータ - 方位と冬の卓越風に関連して外壁がどこに面しているか。 これは些細なことのように思えますが、写真の信頼性を考えると、考慮に入れても問題ありません。 北側の壁、つまり太陽がまったく見えない、またはほとんど常に冷たい風に面している壁は、はるかに早く冷えることは明らかです。
- 次のポイントは、 最低気温、一年で最も寒い10年間のこの地域の特徴。 強調するのは異常な霜ではなく、あなたのために最低限必要な霜です。 気候条件標準です。
- 次の入力フィールドは部屋の断熱度を反映し、外壁の断熱度を評価します。 完全に断熱されているとみなせるのは、熱工学計算に基づいて完全に断熱作業が行われたものだけです。 原則として、住宅の建物には断熱されていない壁があってはなりません。それはガレージや納屋などである可能性がありますが、その場合でも、善良な所有者は少なくとも断熱壁を提供するよう努めます。 最低レベル断熱材。
- 次に、部屋の「隣接」を垂直方向、つまり上下に評価する必要があります。 天井や床からの熱漏れはかなり大きくなる可能性があるため、この状況を無視するのは賢明ではありません。 ドロップダウン リストから必要な項目を選択する必要があります。
- 次に窓です。 種類、数量、サイズを入力する必要があります。 これらのデータに基づいて、計算プログラムは最終結果に必要な修正を加えます。
- そして最後に、部屋には通りに面したドアがあるかもしれません（ 暖房のない部屋）。 ドアが定期的に使用されている場合、ドアが開くと大量の冷気が室内に侵入するため、暖房能力を高めることによって一定の「補償」が必要になります。
最終結果はワットとキロワットで表示されます。 値を書き留めて、次の計算機に進みます。
2. 加熱レジスタパラメータを選択することにより
はい、必要な火力の計算に基づいて正確に選択します。
実際のところ、加熱レジスターの製造と設置が計画されている場合、所有者は原則として、すでにいくつかの初期データを持っています。 たとえば、部屋ではレジスターを設置するために外壁に沿って 4 メートルを割り当てることができ、それ以上は割り当てられないことを彼は確実に知っていますが、平行セクションの数には特別な制限はありません。 別の例としては、レジスターを作成するというアイデアそのものが、他の目的には不要な特定の直径のパイプが農場に存在したことがきっかけであったということです。 無駄に転がらないように、暖房装置を作るために使用されます。
他の初期オプションも可能ですが、それでも計算機を使用すると、レジスターを非常に迅速かつ正確に「設計」できます。
入力フィールドに示される内容:
- 加熱システムの温度レジームは、供給パイプと戻りパイプの平均温度です。 これらのパラメータに基づいて、室内の気温を考慮して（簡単にするために+20°Cで安定していると仮定します）、さらなる計算に必要ないわゆる熱圧力の値が計算されます。 これらの温度データは、今後の計算で変更する必要はありません。
- しかし、レジスターの寸法インジケーターを「遊ぶ」ことはかなり可能です。 これは、計算の最終値が得られた値を下回らないように、セクションの数、レジスターの長さ、デバイスを作成するパイプの直径または断面積を変更してみることができることを意味します最初の電卓を使用するとき。
これはまったく難しいことではなく、実際には文字通り 1 ～ 2 分かかります。 しかし、パイプなどから、いくつかの許容可能なオプションを見つけることが可能になります。 さまざまなセクション- と 異なる金額セクション。 これらのオプションの費用対効果、組み立ての複雑さの程度、外観を比較することで、最終的に条件に最適なオプションを決定できます。
加熱レジスターの長所と短所
部屋を暖房するための「魔法のような」性質がこれらの機器にあると考えすぎないでください。 むしろ逆に、本当にやむを得ない理由がある場合には、その設置に頼るべきです。 これに関する詳細と、加熱レジスターの計算と製造については、ポータルの特別出版物を参照してください。
stroyday.ru
加熱レジスターの数の計算方法 - 重要なルール
加熱レジスターは、垂直パイプ（平滑パイプがよく使用されます）によって互いに接続されたパイプラインの構造です。 このような装置は、産業施設、暖房組織、ガレージ、倉庫などで広く使用されています。 アパートや住宅にこのような構造を使用する頻度ははるかに低く、次の場合にのみ使用されます。 自律暖房.
暖房システムの設置に関連する最も重要な問題の 1 つは、暖房レジスターの数をどのように計算するかという問題です。
システムのその後の動作は、正しい計算に依存します。 選択を誤ると、部屋の暖房が不十分になったり、熱源が過剰に消費されたりする可能性があります。
基本的な計算ルール
大きな直径のパイプラインを使用する場合、80 mm を超えるパイプは避けてください。 これはボイラーが作動しているため、供給能力がありません。 必要な数量部屋を適切に暖房するためにシステムに水を供給します。
最も重要なものの 1 つ 簡単な方法計算は次のとおりです。レジスタ パイプラインの 1 セクションを 2 平方メートルに設置します。 このオプションは正確ではなく、計算は非常に近似的であるため、室内で起こり得る熱損失を考慮する必要があります。
この目的のために、次のように決定されます。
- 窓とドアの数、製造素材。
- 壁の厚さと製造材料。
- 部屋の場所は角にあります（2 つ以上の壁が通りに面しています）。
- バルコニーまたはロッジアの存在を考慮に入れます。
- 天井の高さ。
すべてのパラメータを考慮すると、部屋に必要なレジスターの数をできるだけ正確に選択でき、最も快適な環境が保証されます。 温度条件どの季節でも。 必要に応じて、追加のレジスターが加熱装置に溶接されます。
面積の計算
部屋の面積ごとの加熱レジスターの計算は、パイプの熱伝達率に基づいています。
断面が 60 mm、長さが 1 メートルのパイプラインの場合、 平方メートル暖房の効いた部屋。 計算は天井高が3m以下の部屋に対して行われます。
コテージや民家の場合、専門家は、部屋の熱損失を1つのレジスターの熱伝達で割る計算に従うことを推奨しています。 このアプローチにより、計算誤差を最小限に抑え、加熱レジスターに冷媒流量を適用して、加熱システムを効率的にすることができます。
設備の設置
溶接で接続されたレジスター
取り付けには溶接が必要です。 この点が若干の困難を引き起こします。
正しく実行された高品質の要素により、溶接が大幅に簡素化されます。 可能であれば、レジスターの部品は屋外で溶接されます。
パイプラインを設置するときは、システム内の水流側のレジスター勾配を0.05％とする規則に従うのが通例です。 この方式により効率よく室内に熱を供給することができます。
溶接レジスターの気密性を確認する方法: パイプの下部接続を閉じることができます。 この後、キャビティは水で満たされます。 すべての接合部に漏れがないか注意深く検査する必要があります。 水が浸入した場合は再溶接が必要となります。
冷却水を抜き作業を行います。 溶接が完了したら、処理部分を洗浄し、塗装します。
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良い１日を！
kvarremontnik.ru
加熱レジスターの熱出力の計算
加熱システムレジスターは、滑らかな壁のパイプラインで作られたデバイスです。 その設計上の特徴により、レジスターはほとんどのラジエーターの基礎として機能しました。 多くの場合、これらのデバイスは技術施設や産業施設に設置されています。 さらに、自律暖房システムの一部としてアパートに設置されるケースもよくあります。 ただし、レジスターの熱伝達の計算方法を誰もが知っているわけではありません。 
主な種類と技術的特徴
これらの加熱装置にはいくつかの主なタイプがあります。 レジスターは設置方法、デザイン、材質によって分類されます。 したがって、加熱用の滑らかなパイプで作られたレジスタを計算する前に、これらのデバイスの各グループをより詳細に検討します。 
実施形態によると
- セクションレジスタ。 このような熱交換器は、直径25〜400 mmの1つまたは複数の滑らかな壁のパイプラインで作られ、パイプで互いに接続され、プラグで閉じられています。 冷却剤はパイプを通って上部に流れ、次の反対側のセクションに流れます。
- 蛇行 (S 字型) デバイス - パイプラインが円弧で接続され、連続したパイプになります。 この形状により、装置の表面を全体として使用することができ、熱交換器の有効面積が増加します。 以下では、滑らかなパイプで作られたレジスターの熱伝達を計算する方法を検討します。
インストール方法別
加熱システム用のレジスターは、ポータブルと据え置き型に分けられます。 ポータブルまたはモバイル デバイスは通常、主暖房システムを設置する前に特定の温度を一時的にサポートする必要がある部屋で使用されます。 たとえば、新しい建物を建設するとき、またはガレージで修理作業を行うとき。 このようなシステムでは、不凍液または合成油が冷却剤として使用され、電気発熱体によって熱エネルギーが生成されます。 
素材別
- スチールレジスター。 スチール製の器具の中で最もポピュラーなタイプです。 スチールはかなり耐久性のある素材であることも注目に値します。 溶接性が良く、同時に熱伝導性も良好です。
- 鋳鉄製の装置。 現在、鋳鉄パイプラインで作られたレジスターが最も人気があります。 しかし、低コストにもかかわらず、この材料は非常に壊れやすく、機械的損傷に対して不安定です。 また、鋳鉄は溶接が難しく、取り付けが困難です。
- アルミレジスター。 人気の点では、これらのデバイスは鋼管レジスターよりわずかに劣ります。 同時に、見た目が美しく、重量が軽く、熱をよく放出し、耐腐食性があるなど、多くの利点があります。 アルミニウムレジスターの主な唯一の欠点は、価格が高いことです。
熱伝達の計算: 要点
暖房システムの設置中、多くの人は滑らかなパイプで作られたレジスターの計算に興味を持ちます。 それらの数が多すぎないように（非常に暑くなる）、または少なすぎないように（涼しくなります）するにはどうすればよいですか？ 
- 民家やアパートの場合、この場合、特定の温度値は重要ではないため、正確な数値を計算する必要はありません。 温度が最適であることが重要です。
- 最も単純な計算: 2 m2 あたり 1 つのセクション (鋳鉄またはアルミニウム)、1.5 m2 あたり 1 つのセクション (バイメタル) が必要です。
- 天井高が3メートルを超える場合は、セクションを1つ追加する必要があります。 バルコニーがある場合は、バルコニーが断熱されているかどうかに応じて、1 つまたは 2 つのセクションも追加されます。 部屋が角の場合はセクションが追加されます。
- 冷媒供給温度は公共サービスによって調整されるため、気候に関係なくアパートのレジスターの熱伝達を計算することができます。
- 個人宅では、システムに入る水が熱すぎるため、この計算は適していません。 建物が暖かい地域にある場合、これにより深刻な過熱が発生します。
- さらに、加熱レジスターの熱伝達の計算は、オンライン計算機を使用して実行できます。 これを行うには、いくつかのデータを入力する必要があります。その後、プログラムが必要なパイプの数を計算します。
計算方法
このデバイスを選択するときは、レジスターが作成されるパイプラインの直径を正しく選択することが重要です。 最適な直径は 32 mm ですが、他の直径のレジスターも取り付けることができますが、最大 80 mm までです。 直径が80 mmを超える場合、ボイラーが必要な量の冷却剤を供給できないため、そのようなデバイスを暖めるのに十分な加熱システムからの電力が存在しない可能性があります。
この配管要素を正しく選択し、レジスターの熱伝達を計算するには、次の要素を考慮する必要があります。
- 構造を構成する材料。
- 壁の厚さ。
- 窓とドアの開口部の数。
レジスタの熱伝達を計算する場合、パイプライン 1 本のリニア メーターの熱伝達値を知る必要があります。 たとえば、直径 60 mm のパイプラインの 1 リニア メーターで、高さ 3 メートル以下の部屋 1 m2 を暖房できます。
以下の表は、パイプラインの直径に応じたレジスターの熱伝達のおおよその計算を示しています。
この表は、天井高さが 3 メートル以下の場合のデータを示しています。 言い換えれば、60平方メートルを暖房するには、直径40mmのパイプラインが87メートル、または直径89mmのパイプラインが44メートル必要になります。 計算後は図面を作成する必要があります。 また、部屋にレジスターを配置する際のすべてのニュアンスを考慮する必要があります。
レジスターの設置
レジスターを取り付ける場合、最も費用がかかるのは溶接作業であり、その結果、ラジエーターとレジスターのどちらを選択するかが決定要因となります。 ただし、それらがなくても大丈夫です。 この場合、ジョイントは次の方法で接続されます。 ねじ接続、溶接接続よりも多少劣るという事実にもかかわらず、かなり長期間持続することもできます。
これらの装置の設置時には、冷却水の進行方向にわずかな傾斜（0.05 パーセント）を維持する必要があります。
結論
要約すると、レジスターは他のタイプの加熱装置と競合できるということは注目に値します。 個人の希望や部屋の特性を考慮して、特定のケースごとに最適なデバイス構成を個別に選択する必要があります。 ただし、加熱レジスターの製造とその設置は専門家に委託することをお勧めします。
自立型住宅給水暖房電力
ラジエーターが部屋の大部分の暖房に対応できない大きな部屋では、大きな断面積の平行パイプのシステムである加熱レジスターが使用されます。 このような熱交換器は、効率が高く、設置やメンテナンスが比較的容易であるため、産業用および商業用の建物で広く使用されています。 自分の手で加熱レジスターを作成することは可能ですが、それには必要があります 正確な計算パイプベンダーや溶接機を扱うスキルを持っています。
建物内の快適な環境 さまざまな目的のために発熱ユニット、エネルギーを輸送するパイプライン、加熱装置で構成される加熱システムを作成します。 後者は熱伝達面積が大きいため、空気を素早く加熱できます。
アパート、民家、小規模な住宅では、 非住宅用地このような要素としては、伝統的に小型ラジエーターが使用されてきました。 ただし、敷地内を快適な温度に維持する必要がある工業、公共、商業の建物では、 ビッグサイズ、そのような大規模なタスクに対応できないラジエーターの代わりに、互いに接続された滑らかな壁のパイプのシステムである加熱レジスターを使用します。 レジスタパイプの断面積はパイプラインの断面積より大きいため、 より広いエリア表面とより高い熱伝達。 ラジエーターとは異なり、レジスターは取り付けが簡単で、外部の汚染物質を簡単に掃除できます。
加熱レジスタの種類
このタイプの熱伝達装置には、その目的に応じていくつかのタイプがあります。 デザインの特徴、パイプの形状と製造材料。
さまざまなデザインのサーマルレジスター
加熱レジスターの設計はコイル型または断面型にすることができます。
複数の平行なパイプを円弧状のパイプで接続したもの、または 1 本のパイプを蛇のように曲げたもので構成されています。 部屋の特性と必要な温度に応じて、デバイスは 1 つ以上の屈曲部で作られます。
この設計では、レジスターのすべての要素が熱交換プロセスに参加し、 高効率省スペースで暖房を実現。 コイルの製造は次のいずれかで困難です。 溶接機個々の部品からレジスターを組み立てる場合や、長いパイプを曲げる場合のパイプ ベンダーなど、これらのツールを使用するのに一定のスキルが必要です。
セクションレジスタ
セクションの形で作成されたレジスターは、接続パイプによって端で接続されたパイプのいくつかの同一セクションを表すため、製造がはるかに簡単です。 セクションは直列または並列に接続されます。
- 最初のケースでは、接続パイプはセクションの左端または右端から取り付けられます。 接続配管の容量は輸送配管の容量と同じです。 反対側の端には、接続部の代わりに、パイプを保持するサポートが取り付けられています。 正しい位置で、パイプの端はプラグで閉じられています。 エネルギーキャリアは、コイルレジスター内と同じように熱伝達回路に沿って移動し、セクションを 1 つずつ通過します。
注記！ セクション式熱交換器を組み立てるこの方法は、「スレッド」または「スレッドに沿った接続」と呼ばれます。次の接続ノードをどちら側に作成するかを混乱しないように、セクションに沿ってスレッドまたはコードを蛇行させます。
- 並列セクションレジスタでは、高温の冷却剤が熱伝達装置のすべてのパイプを並列に通過します。 各セクションはパイプまたはマニホールドを使用して接続されます。 最初のケースでは、接続パイプがパイプの両端近くに取り付けられ、セクションの端がプラグで閉じられます。 2番目のケースでは、平行なパイプの端がコレクターに接続されています。パイプの2つの横断セクションは、セクションと同じ断面を持っています。
注記！ セクションレジスタは以下の場合に適切に機能します。 暖房システム、装備されています 循環ポンプ. 強制循環コールドゾーンを形成したり空気を入れたりすることなく、セクションを均一に加熱します。
断面形状による分類
加熱装置のヘビまたはセクションは、さまざまな形状のパイプで作ることができます。
| パイプ形状 | 長所 | マイナス |
| 円形断面 | 消耗品のコストが安い、 販売用の付属品と付属品の入手可能性、 高スループット、 低い油圧抵抗、 外部の掃除が簡単。 |
接続用の穴の形状計算の複雑さ、 大量の既製のレジスター。 |
| 長方形または正方形の断面 | 計算と設置が簡単であること、 外部の掃除のしやすさ、 コンパクトさ。 |
高価、 丸パイプに比べて能力は低いですが、 高い油圧抵抗 |
| フィン付きパイプ - 断面に垂直な伝熱プレート | 熱伝達の増加、 コンパクトさ。 |
見栄えのしない外観、 外部の掃除が大変で、 インストールの複雑さ、 高価。 |
製造材料別のレジスタの種類
パイプの製造に使用される材料も、レジスターのコスト、サイズ、効率、美観に影響します。
| 材料 | 長所 | マイナス |
| 炭素鋼 | 低コスト、 取り付けの容易さ、 |
熱伝達が低く、 腐食しやすい、 着色の必要性 |
| 亜鉛めっき鋼 | 低コスト、 腐食防止 |
熱伝達が低く、 電気溶接ができないため設置が困難、 見た目が悪い |
| ステンレス鋼 | 耐腐食性、 取り付けの容易さ、 着色は必須ではありませんが、可能です |
熱伝達が低く、 高価 |
| 銅 | 高い熱伝達、 コンパクトさ、 軽量、 可塑性により、あらゆる形状のレジスターを作成できます。 耐食性、 美学 |
高価、 に適用できない 加熱回路酸化する可能性があるため、銅と互換性のない合金（鋳鉄、鋼、アルミニウム）で作られており、 クリーンで化学的に中性の冷却剤にのみ適しています。 機械的損傷に対する不安定性 |
| アルミニウム | 高い熱伝達、 軽量、 |
高価、 溶接には特殊な設備が必要なため、自社生産は不可能ですが、 |
| 鋳鉄 | 高い熱伝達、 耐久性、 機械的損傷に対する耐性、 平均的な価格帯、 化学的不活性 |
重い重量、 大きなサイズ、 インストールの複雑さ、 熱くなるのが遅く、冷めるまでに時間がかかる |
パイプで作ったレジスター 様々な形態材料は独自に作成することも、から購入することもできます。 完成形、その後、残っているのは、デバイスを取り付けて熱回路に接続することだけです。
注記！ モノメタル製のものに加えて、工場でのみ製造される、ステンレス製のコアとフィン付きの銅またはアルミニウム製のケースからなるバイメタル製レジスターもあります。 このようなパイプの内面は腐食から保護されているため、耐用年数が長くなり、プレートのある外面は熱伝達を高めるのに役立ちます。 バイメタル熱交換器は非常に高価ですが、耐久性があり効率的です。
レジスターの火力計算方法
暖房装置を設置するときは、部屋の特性と必要な温度に応じて電力を正確に計算することが重要です。 電力が少ないと暖房に対応できず部屋が寒いです。 予備の熱交換器を設置するとスペースが必要になり、部屋が暑くなります。
熱交換器の平均必要電力は、部屋の面積に100ワットを掛けたものとして計算されます。
注記！ 道路に面した窓やドア、外壁がある場合、 高い天井、屋外の極度の低温、暖房された部屋の下または上の冷蔵室の場所では、熱損失を減らすために、より大きなレジスターの電力が必要になります。
これらすべての要素を考慮して自分で計算を実行することはほとんど不可能です。このためには、特別な表、オンライン計算機を使用するか、専門家に頼る必要があります。 部屋を暖房するために必要な電力を正確に知ることによってのみ、熱交換器のパラメータを計算できます。
1 つのレジスタ パイプ (Q1) の熱出力は次の式で計算されます。
Q1=S*k*△t。
S – 熱交換器の表面積。
k は熱伝達係数です。この値は、次の材質のパイプでは異なります。 異なる素材。 係数は、パイプまたは特別なテーブルの付属ドキュメントに記載されています。
△t – 配管内の平均温度と必要な室温の差:
△t=(t1-t2)/2 — t0、
ここで、t1 は供給される冷媒の温度、t2 は「戻り」の冷媒の温度、t0 は室内の必要温度です。
円形断面のパイプの場合、表面積は円周 (l) にパイプ断面の長さ (L) を乗算して計算されます。
S=l*L=3.14D*L、
ここで、D はパイプの直径です。
長方形または正方形の断面を持つパイプの場合、面積は断面の周囲長 (p) にパイプ断面の長さ (L) を乗じることによって得られます。
S=p*L=2(a+b)*L,
ここで、a と b はパイプ セクションのパラメータです。
冷却剤は徐々に冷却されるため、並列パイプのシステムの総出力を計算する場合、後続の各セクションの出力は 10% 減少すると考えられます。 それが判明 等比数列、学校の代数学を思い出せば、合計は簡単に計算できます。 Q1 を進行の最初のメンバーとみなし、進行係数は前のパイプのパワーの 0.9 ～ 90% です。
合計レジスタ電力 (Q) は次のように取得されます。
Q= Q1*(1-0.9n)/(1-0.9)=10Q1*(1-0.9n)
部屋のレイアウトにより、任意の形状の熱交換器を配置できる場合は、必要な電力と既存のパイプのパラメーターに応じて、必要な長さとセクションの数を計算します。
制限がある場合、たとえばレジスターを空き領域に配置する必要がある場合 小さいサイズ、十分な電力のデバイスを得るには、パイプのパラメータとセクションの数を決定する必要があります。
計算例: レジスタ配置領域の長さは既知なので、それを L とします。 温度体制、熱伝導率、必要な電力は既知です。 セクションの数 n を決定します。 次に、伝熱面の面積を計算することが残ります。
S=Q(10*k*△t*(1-0.9n))。
S を L で割ると、パイプの円周または断面の周囲長が得られ、この数値に応じて適切なパイプ パラメーターを選択できます。
注記！ 自分で計算を行わなくても済むように、オンライン計算機を使用すると、式で指定されたパラメータの受信電力を迅速かつ正確に計算できます。
自分でレジスターを作成する手順
鋼製熱交換器を自作するのが最も簡単な方法ですが、その組み立てには溶接や研削装置の操作と特定のルールに従うスキルが必要です。
- 設置前に、パイプと接続要素の寸法、継手と接続点の位置を示す計算と図面を実行する必要があります。 図面は、消耗品の数量とパラメータを正確に計算するのに役立ちます。
- セクション間の隙間は 1.5D または D+0.5 cm とみなされます (D はパイプの直径)。 コイルレジスターの平行部間の距離は、使用する円弧要素やパイプベンダー使用時の回転半径（R）に応じて計算されます。 最初のケースでは、距離は円弧要素の高さ (F) と直径の差の 2 倍、2(F-D) に等しくなります。 2 番目の場合、距離は 2R-D になります。 距離が小さくなると、熱伝達が減少します。
- 施工の際は溶接・研磨設備を使用しますので、必ず保護服・保護靴を着用し、専用のマスクやゴーグルで顔を保護してください。
- レジスターを効率的に操作するには、そのセクションの厳密な平行度が必要です。レベル、鉛直線、および構築角度は、作業中にこのパラメーターを制御するのに役立ちます。
- 供給管から最も遠いレジスター上部にエアーベントを設置し、 空気詰まり回路の中で。 コレクタを備えた並列熱交換器を設置する場合、各コレクタの上部に通気孔が配置されます。
- レジスターを固定するにはスタンドとブラケットが必要です。 構造が大きくなるほど、より多くの留め具が必要になります。
作業命令
- 作業エリアは清掃中です。
- レジスター要素にはマークが付けられ、図面に従って切断されます。
- 内部および 外面パイプと穴の縁はスチールブラシで破片や錆を取り除きます。
- プラグからゴミやプラークが取り除かれます。 加熱回路に接続するために 2 つのプラグに穴が開けられています。
- プラグ、ジャンパー、接続パイプまたはマニホールドは図面に従って溶接されます。 各要素を結合した後、セクションの平行度がチェックされます。
- 溶接部がきれいになります。
- 結果として得られるレジスターの気密性がチェックされます。出口穴が密閉され、加圧された水が入口穴から注入されます。 継ぎ目に小さな滴でも現れた場合は、液体を排出し、継ぎ目をさらに沸騰させる必要があります。
- 必要に応じて、熱交換器を耐熱金属塗料で塗装してください。
- レジスターは支持要素と吊り下げ要素に固定されています。
- 暖房システムに接続されています。
