Los dispositivos de intercambio de calor, cuya tarea directa es transferir energía térmica de una habitación a otra, son una parte integral de cualquier sistema de calefacción. Hasta la fecha, la gama de estos dispositivos es extremadamente amplia. En tiendas especializadas puede encontrar productos nacionales e importados de varios diseños: estos son radiadores hechos de varios materiales (hierro fundido, acero, aluminio, opciones bimetálicas), convectores de instalación abierta u oculta, sistemas

Sin embargo, el anhelo indestructible de nuestra persona por la creatividad independiente a menudo se convierte en la razón por la que muchos propietarios de casas privadas prefieren fabricar sus propios dispositivos de calefacción. La mayoría de las veces hablamos de registros relativamente simples pero muy efectivos, que son excelentes para instalar en dependencias o garajes, y con un ensamblaje y diseño cuidadosos, también pueden encajar en un espacio habitable.

Entonces, echemos un vistazo a este tipo de dispositivos de transferencia de calor: ¿qué son los registros de calefacción? Cálculo de la transferencia de calor y fabricación de bricolaje.

La definición de "registro" en este caso se entiende comúnmente como un intercambiador de calor para calefacción, cuyo elemento estructural principal es una tubería de paredes lisas. Al mismo tiempo, una sola tubería se usa muy raramente; más a menudo se usa una cascada de dos o más secciones paralelas conectadas por un sistema de tuberías para la circulación del refrigerante. La ubicación “clásica” del registro es horizontal (los tubos forman una “escalera” característica de este aparato), aunque también se pueden encontrar opciones para la orientación vertical de los tubos.

En la mayoría de los casos, el movimiento del refrigerante se organiza de acuerdo con un esquema secuencial: el flujo pasa alternativamente a través de las tuberías, de arriba a abajo o viceversa, según la ubicación de las líneas de suministro y retorno. Pero también puedes encontrar modelos en los que los tubos de registro están soldados por ambos lados en una especie de colectores, es decir, en ellos se organiza una corriente de refrigerante paralela.

Por regla general, los calentadores de este tipo se utilizan en talleres industriales, almacenes, garajes y otras salas industriales o de servicios públicos. Pero nada impide que se instalen en las salas de estar de una casa privada: con un ensamblaje cuidadoso, el registro puede encajar bastante en el interior, y algunos modelos incluso están especialmente diseñados para tal aplicación.

Los registros se pueden hacer de forma independiente, comprarlos listos o pedirlos a un artesano de acuerdo con sus propios tamaños. En cualquier caso, es necesario comprender el diseño de dichos dispositivos, en particular, los posibles materiales de fabricación, y poder calcular los parámetros de transferencia de calor requeridos. Además, si la elección es a favor de instalar registros, es buena idea familiarizarse con sus ventajas y desventajas de antemano para que luego estos u otros factores no se conviertan de repente en una desagradable “sorpresa”.

Opciones de diseño para registros de calefacción.

Si se toma la decisión de instalar un registro, primero debe decidir su diseño, ya que, según el tipo seleccionado, se calcularán los parámetros del dispositivo y la dirección de circulación del refrigerante. Para realizar un registro se suelen utilizar esquemas estándar que han sido probados durante décadas de operación. Además, cabe señalar que el principio de circulación del refrigerante en ellos es diferente.

Entonces, según el diseño, los registros se dividen en seccionales y de bobina. Sus características serán objeto de mayor consideración:

• tipo de bobina el registro está hecho de varios tubos, que están conectados por arcos o dos ramas sucesivas del mismo diámetro, dando como resultado una o más curvas con un cambio en la dirección de la corriente de refrigerante a la opuesta. En este diseño, el trabajo, es decir, participar en la transferencia de calor, será casi toda la superficie del registro y, por lo tanto, su eficiencia es bastante alta.

Hacer una batería de este tipo en casa es problemático, ya que su fabricación a menudo requiere un equipo especial para doblar tuberías. Por lo tanto, si planea instalar una versión de este tipo del dispositivo, simplemente puede comprarlo listo para usar.

Sin embargo, eche un vistazo a la siguiente ilustración: ¿por qué no un registro serpentino? Sin juntas soldadas, ya que todo el "bucle de trabajo" de un dispositivo de intercambio de calor de este tipo está hecho de una pieza larga de tubo de acero inoxidable corrugado.

• Registro de sección Está formado por uno o más tubos redondos o perfilados, cerrados en ambos extremos con tapones especiales, que pueden ser de forma plana o elíptica.

Los segmentos de tubería tapada se instalan horizontalmente y se conectan en las áreas extremas mediante ramales, cuya sección transversal debe coincidir con el mismo parámetro de la tubería principal que suministra el refrigerante al registro.

Los ramales que conectan las secciones individuales entre sí se colocan lo más cerca posible de los bordes, lo que aumentará significativamente el coeficiente de transferencia de calor.

Debe entenderse que hay dos tipos de conexiones de tuberías horizontales que determinan la circulación del refrigerante. Se les llama coloquialmente "columna" e "hilo".

Cuando se utiliza la conexión de “columna”, las tuberías principales se unen mediante boquillas en ambos extremos, por lo que la circulación es paralela. Parece que no está mal, pero a veces sucede que el refrigerante "atraviesa" el camino de menor resistencia por sí mismo, y las tuberías individuales en el registro no se calientan a la temperatura de diseño. Por lo tanto, aumenta la dependencia del propio dispositivo de la presión en el sistema y el diámetro de las tuberías de suministro y retorno.

La conexión de "rosca" consiste en instalar tuberías que conectan tuberías horizontales a lo largo de sus bordes, alternativamente, ya sea a la izquierda o a la derecha. Por lo tanto, todo el flujo de refrigerante sigue estrictamente una "trayectoria", pasando secuencialmente a través de todas las tuberías del registro. En principio no puede haber tramos fríos, sin embargo, habrá un descenso paulatino de la temperatura en las tuberías a medida que se pasa de impulsión a retorno.

Tanto en el primer como en el segundo caso, las tuberías están conectadas a los elementos horizontales del registro, la mayoría de las veces mediante soldadura. Las conexiones roscadas se usan con menos frecuencia, pero incluso en este caso es difícil prescindir por completo de la soldadura. Por lo tanto, si los planes de los propietarios incluyen la instalación independiente de registros, esto debería significar que no hay problemas con la presencia de una máquina de soldar y habilidades estables para trabajar con ella.

¡Todo dueño de casa necesita saber cómo usar la soldadura eléctrica!

Es difícil incluso enumerar todas aquellas situaciones en la vida normal de una casa de campo cuando es necesario recurrir a la soldadura de metales. Hoy en día existe a la venta un rico surtido de equipos compactos, pero su adquisición aún no significa una solución al problema. - No es fácil, requerirá mucha práctica, y la secuencia de los primeros pasos en esta dirección se establece en la publicación correspondiente de nuestro portal.

El registro seccional funcionará perfectamente en un circuito de calefacción de circulación forzada, ya que se pueden crear resistencias hidráulicas excesivas en el interior del sistema durante el paso del refrigerante a través de tramos de tubería de menor diámetro que los elementos estructurales principales.

El tapón instalado en el tubo horizontal superior a menudo está equipado con un accesorio roscado, en el que se instala una ventilación de aire automática (las burbujas de gas pueden acumularse en un gran volumen del registro) o, para la liberación manual de aire, un grifo Mayevsky regular.

El diámetro de las tuberías para la fabricación de secciones de registros destinados a la instalación en casas, garajes o dependencias puede variar de 32 a 160 mm. Las tuberías más grandes se utilizan a menudo para calentar locales industriales.

Posibles matices del diseño de registros de calefacción.

Sin embargo, los registros hechos de tubos de perfil tienen muchos partidarios: estos dispositivos a menudo se ven más compactos y ordenados que los hechos de un tubo redondo, además, con los mismos indicadores de volúmenes de refrigerante.

Si lo desea, se pueden combinar tubos de perfil y redondos, mientras instala uno de ellos verticalmente, observando el esquema del principio de circulación del refrigerante. Dichos registros se ven elegantes y compactos, y cuando se montan en la pared no ocupan más espacio que las baterías convencionales fabricadas en fábrica.

Un registro combinado, o un registro hecho de un tipo de tubería, con secciones dispuestas verticalmente, también es bastante económico de hacer por su cuenta, teniendo a mano el material necesario y

En algunos casos, para lograr una calefacción de espacios más eficiente, tiene sentido montar registros a lo largo de todas las paredes externas. Si se planea tal opción de instalación, entonces es mejor elegir para fabricar un perfil, tubo rectangular en sección transversal, que encajará mucho mejor en el interior de la habitación sin "comerse" el espacio.

Otra opción (que, por cierto, anteriormente se instalaba con bastante frecuencia en edificios nuevos de varios pisos) es un registro con aletas de intercambio de calor. Tal dispositivo de calentamiento, lo confesamos, no es muy atractivo, pero su poder de transferencia de calor es mucho mayor que el de las tuberías lisas, debido a un fuerte aumento en el área de contacto con el aire.

Es bastante difícil hacer un registro con aletas en casa, pero puede intentar encontrar las piezas prefabricadas necesarias para esto o comprar una estructura ya integral.

Para aumentar la potencia térmica total del registro, algunos artesanos lo equipan con convectores, soldando secciones de tubería a las secciones principales horizontales del registro, cuyos bordes a menudo tienen cortes oblicuos. Tal registro, incluso cuando se fabrica de forma independiente, parece una batería hecha en fábrica, y las tuberías soldadas se convierten en poderosos intercambiadores de calor que crean flujos dirigidos de aire caliente.

Si un registro con tuberías que tienen un diámetro suficiente en la sección transversal está equipado con un elemento calefactor de un elemento calefactor, es posible obtener un dispositivo separado que no esté conectado con el sistema de calefacción general. Esta opción es adecuada para la instalación en un baño u otro espacio habitable, como fuente de calor adicional o alternativa que se puede utilizar cuando el sistema de calefacción central está apagado.

Al crear este diseño en una versión aislada, debe equiparse adicionalmente con un tanque de expansión, instalándolo en la parte superior del dispositivo. El volumen del tanque debe ser el 10% del volumen total del refrigerante en el registro.

Si el registro está integrado en un sistema de calefacción cerrado común calentado desde una caldera de calefacción, no es necesario un tanque separado, bastará con uno común. Es cierto, con una advertencia: para registros hechos de tuberías de acero, el tanque solo debe ser de tipo cerrado. De lo contrario, el refrigerante se saturará con oxígeno del aire, las tuberías se corroerán activamente y dichos registros no durarán mucho, se oxidarán.

Un registro calentado por separado es indispensable a bajas temperaturas exteriores, cuando la potencia del dispositivo de calefacción principal no es suficiente, así como fuera de temporada, cuando no tiene sentido mantener encendido todo el sistema de calefacción. Esta opción se vuelve especialmente relevante si se usa una caldera de combustible sólido de larga duración para calentar la casa.

Al instalar un registro de este diseño, puede obtener un sistema de calefacción combinado para una o más habitaciones.

Material de registro

Para la fabricación de registros en la fábrica, se utilizan varios materiales diferentes, estos son acero, aluminio, combinaciones bimetálicas, con menos frecuencia, cobre y hierro fundido. Según de qué esté hecha dicha batería, dependerá su vida útil, así como el cálculo de la transferencia de calor en las instalaciones.

Cuadro comparativo de conductividad térmica de los metales utilizados para la fabricación de tuberías de agua:

En condiciones artesanales, es decir, en talleres caseros, los registros suelen estar hechos de tubos de acero de varias formas y tamaños de sección transversal. Con menos frecuencia, pero aún así, a veces recurren al uso de espacios en blanco de aluminio.

• Registros de acero. Al comprar o fabricar registros de acero usted mismo, se recomienda elegir tuberías de acero al carbono, ya que son más duraderas y resistentes a las altas temperaturas.

Los registros de calentamiento de tuberías de acero son relativamente fáciles de fabricar y, muy probablemente, el costo total de adquirir espacios en blanco y realizar el autoensamblaje será pequeño. Su principal desventaja es la alta susceptibilidad del acero "negro" ordinario a la corrosión.

Si observa la placa de arriba, es fácil ver que el acero no tiene el coeficiente de transferencia de calor más alto. Sin embargo, esta desventaja se compensa con la asequibilidad y una amplia variedad de tamaños de tubería.

A veces, los registros están hechos de tubos de acero inoxidable, pero para lograr una buena transferencia de calor total, deberá utilizar una gran cantidad de ellos. Debido al hecho de que el precio del acero inoxidable es mucho más alto, dichos registros serán muy costosos y es casi imposible hablar sobre la rentabilidad de este enfoque (probablemente será más barato volver a los radiadores de calefacción).

Es posible hacer registros a partir de tubos galvanizados, sin embargo, será mucho más difícil trabajar con ellos, ya que en este caso la soldadura eléctrica no se puede aplicar por completo. Sin embargo, como ya se mencionó, para la instalación de cualquier tubería de acero, no solo se usa soldadura, sino también conexiones roscadas.

En cualquier caso, a la hora de elegir o fabricar un registro de acero se debe prestar especial atención a la calidad de las soldaduras.

• Registros de aluminio tienen características de alta transferencia de calor, y cuando se instalan, el calor generado prácticamente no se pierde. Además de las excelentes cualidades de ingeniería térmica, las ventajas de estos productos incluyen su bajo peso, lo que facilita enormemente el trabajo de instalación.

Pero es casi imposible hacerlos en casa, ya que se requiere un equipo especial para soldar este material. Sin embargo, se pueden comprar confeccionados, pero son bastante caros.

• los registros de calefacción no se pueden hacer de forma independiente, pero se encuentran en tiendas especializadas.

Esta versión de las baterías está hecha de dos metales diferentes, lo que logra una alta transferencia de calor de los dispositivos. Entonces, la tubería que pasa dentro de la estructura, el llamado "núcleo", está hecha de acero inoxidable u otro acero resistente a la corrosión, y la carcasa o las placas exteriores son intercambiadores de calor hechos de aluminio o cobre.

• registros de cobre tienen excelentes características de rendimiento, tales como:

- Alto coeficiente de transferencia de calor, superando este parámetro del acero casi cuatro veces. Gracias a esto, el diseño puede ser mucho más compacto que las opciones de acero.

- Bajo peso específico.

- Resistencia a la corrosión: el cobre después de la oxidación primaria se cubre con una "armadura impenetrable".

— Ausencia de costuras en la fabricación de tubos utilizados para el montaje de registros;

— La ductilidad del cobre, que permite doblar productos, ayuda a minimizar el número de costuras soldadas (soldadura).

Sin embargo, todas las ventajas del material quedan cubiertas por el elevado precio de este tipo de productos y su capricho para algunos momentos de funcionamiento del sistema de calefacción:

- Para tuberías de cobre, se requiere un refrigerante limpio y químicamente neutro.

- Para que este material sirva por mucho tiempo, otras aleaciones metálicas son inaceptables en el sistema, a excepción de las compatibles con el cobre (estos son el latón, el bronce, el cromo y el níquel), de lo contrario pueden ocurrir reacciones de oxidación indeseables.

- Para un sistema de tuberías de cobre, es imperativo conectar a tierra, de lo contrario, si hay agua estancada en él, se producirán procesos electroquímicos, como resultado de lo cual se producirá corrosión oxidativa;

- Debido a que el cobre es un metal bastante blando y es fácil dañarlo incluso con un simple movimiento descuidado, se recomienda cerrar los calentadores con pantallas protectoras.

La autofabricación de baterías a partir de este material es posible, pero será extremadamente difícil.

• registros de hierro fundido solo se pueden comprar listos y se pueden instalar en el circuito de calefacción, si se desea, de forma independiente. Los productos hechos de este material son duraderos, tienen una buena disipación de calor, son inertes a las reacciones químicas, por lo tanto, no tienen pretensiones en términos de portador de calor y son asequibles. Las desventajas de los electrodomésticos de hierro fundido incluyen su pronunciada masividad, lo que predetermina dificultades especiales de instalación, la necesidad de instalar puntos de fijación adicionales, bastidores de soporte, soportes, etc. Además, dichos dispositivos son muy inertes, es decir, requieren un período de calentamiento más prolongado para alcanzar el modo de funcionamiento óptimo. Es cierto que también se enfrían por mucho más tiempo.

Los registros de hierro fundido pueden estar hechos de tubos lisos o equipados con aletas de intercambio de calor, lo que aumenta significativamente la transferencia de calor de los dispositivos.

Ventajas y desventajas de los registros de calefacción.

Los registros de calefacción se utilizaron principalmente para calentar edificios industriales con un área grande, pero debido a su alta eficiencia y simplicidad de diseño, así como a la posibilidad de autofabricación, los propietarios de casas particulares los han apreciado durante mucho tiempo.

Las ventajas de estos elementos del sistema de calefacción incluyen las siguientes cualidades:

• Seguridad de un diseño a la producción de alta calidad de productos.
• Duración de la operación: de 25 a 50 años o más, según el material de fabricación.
• Alta transferencia de calor, a veces superior a la de las baterías y radiadores clásicos. Lograr una mayor potencia se debe a que dentro de estos dispositivos hay un mayor volumen de refrigerante, lo que significa que se libera más calor en la habitación.
• Sencilla operación del sistema con estos dispositivos, ya que cuentan con un número mínimo de juntas de conexión, lo que hace que con un control adecuado, el riesgo de una emergencia grave quede prácticamente eliminado.
• La instalación de un circuito de calefacción con registros de calefacción no es difícil, así como, por ejemplo, su instalación en un sistema ya terminado.
• Los registros son adecuados para calentar varios edificios, que pueden ser edificios industriales y administrativos, cuartos residenciales y de servicios públicos.
• Gracias a las superficies exteriores lisas de los calentadores, es fácil de limpiar, ya que prácticamente no acumulan polvo. Las superficies internas lisas de los registros contribuyen a una buena circulación del refrigerante dentro del sistema.
• El diseño simple de los registros le permite hacerlos usted mismo u ordenar la producción de acuerdo con un dibujo individual.
• Los registros se pueden instalar no solo en un sistema de calentamiento de agua, sino también en uno de vapor.
• La disponibilidad y precio de los materiales para la fabricación de registros hace que su coste sea muy inferior a los que se fabrican en fábrica.
• Dado que los registros tienen un diseño simple, no será difícil calcularlos usted mismo.

Como la mayoría de los dispositivos del sistema de calefacción, los registros tienen sus propias debilidades, que también deben tenerse en cuenta al elegirlos:

• Un gran volumen de agua u otro refrigerante, que es necesario para los registros, se calienta durante mucho tiempo cuando se inicia el sistema, lo que requerirá un mayor consumo de energía.
• En la mayoría de los casos, los "contras" de los registros incluyen su apariencia antiestética. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que con una fabricación cuidadosa, estos dispositivos de intercambio de calor no pueden verse peor que los radiadores de fábrica y encajan perfectamente en el interior de las habitaciones.
• El peso del calentador lleno de refrigerante es bastante grande, por lo que es muy importante proporcionarle sujetadores confiables, montados en la pared o pensar en patas de soporte confiables.
• Si los registros están hechos de tubos de acero, entonces requieren pintura periódica, ya que el acero está sujeto a la corrosión. Sí, y las tuberías de acero sin pintar se verán, francamente, "no muy".

Cálculo de registros de calefacción.

Lo mejor es calcular los parámetros del registro de calefacción en dos pasos.

• En primer lugar, para que la calefacción sea efectiva, es necesario calcular la potencia total de los dispositivos de calefacción necesarios para compensar las pérdidas de calor en una habitación en particular. Por cierto, esto se aplica no solo a los registros, sino también a cualquier otro tipo de calentadores.
• En segundo lugar, teniendo los valores de la potencia requerida, es necesario calcular qué tamaño de registro es capaz de hacer frente a tal tarea.

Cálculo de la producción de calor necesaria para la calefacción de espacios

El cálculo más simple es multiplicar el área de la habitación por 100 vatios. Sin embargo, al mismo tiempo, muchas características de la habitación quedan fuera de la zona de atención, lo que, en diversos grados, afecta el indicador de potencia final del dispositivo de calefacción. Por lo tanto, le sugerimos que utilice nuestra calculadora en línea, que implementa, aunque algo simplificada, pero aún teniendo en cuenta muchos matices, el algoritmo de cálculo.