Radiateurs tubulaires en acier: variations, caractéristiques, calcul de la puissance thermique

Comment sont les radiateurs tubulaires? Comment est calculée leur puissance thermique? Ces produits présentent-ils des avantages notables par rapport aux appareils de chauffage modernes en aluminium et bimétalliques? Essayons de répondre à ces questions.

Radiateur tubulaire dans l'une des versions.

Qu'est-ce que c'est

Les radiateurs tubulaires en acier, ou registres, sont des dispositifs de chauffage, qui sont simplement connectés entre eux par des cavaliers soudés ou des raccords détachables de tuyaux en acier.

Le diamètre des tuyaux peut varier de 32 à 200 millimètres ou plus. Comme prévu, les sections transversales des cavaliers sont égales ou légèrement supérieures à la section transversale de la doublure: elles ne doivent pas être un goulot d'étranglement lorsque le liquide de refroidissement circule.

Remarque: la configuration du cavalier doit former un circuit à l'intérieur de l'appareil, impliquant tout le volume du liquide de refroidissement contenu dans le circuit. Sinon, vous pouvez obtenir non seulement une baisse sensible du transfert de chaleur, mais également la probabilité de dégivrage du registre lorsque la température dans la pièce tombe en dessous de zéro.

Les sondes et les linteaux doivent former une boucle fermée pour le liquide de refroidissement.

Le registre de section (tuyau) peut être à la fois horizontal et vertical.

  • Dans le premier cas, on utilise généralement trois à quatre conduites du plus grand diamètre . De tels registres ne brillent pas l'esthétique et sont généralement fabriqués indépendamment pour chauffer des garages et des locaux auxiliaires. Leurdignité - un minimum de soudures, chacune constituant un point faible de la structure.
  • Au contraire, les radiateurs de chauffage tubulaires verticaux agissent plus souvent comme un élément de la conception des locaux . Le nombre de sections peut atteindre plusieurs dizaines; dans la fabrication des profilés peuvent être utilisés comme tubes ronds et en forme .

Registre vertical.

Remarque: un tuyau n'est pas le meilleur choix en termes de fonctionnalité. La section transversale circulaire offre une résistance maximale à la pression interne avec une épaisseur de paroi minimale.

On trouve des registres un peu moins courants sur les appareils avec des collecteurs supérieur et inférieur reliés par des ponts tubulaires.

Pour et contre

Les principales alternatives aux registres sont l’aluminium et les radiateurs à section bimétallique. Les premiers sont demandés dans les circuits de chauffage autonomes, le second - dans les systèmes de chauffage central, où des surtensions et des dépassements des températures de calcul sont possibles.

Commençons par comparer les caractéristiques objectives des instruments proposés par le marché moderne.

paramètre Tubulaire en acier Aluminium Bimétallique
Température de fonctionnement 150С 110 C 130С
pression de fonctionnement 30 kgf /cm2 16 kgf /cm2 25 kgf /cm2
Transfert de chaleur par section à la hauteur standard du radiateur 80 watts 200 W 180 W
Section Prix 800 roubles 300roubles 500 roubles

Comme on peut facilement le constater, en termes de transfert de chaleur et de coût d’une section classique, les radiateurs tubulaires perdent avec un score d’écrasement. Les avantages de la pression de travail et de la température maximale sont indiscutables, mais ils ne seront recherchés qu'en cas de force majeure: même en DH, les températures jusqu'à 95 ° C et les pressions jusqu'à 6 kgf /cm2 sont considérées comme la norme.

Le faible dégagement de chaleur des sections tubulaires est parfois compensé par leur hauteur non standard.

Cependant, comme toujours, le diable est dans les détails.

Les registres en acier des usines constituent en effet un investissement douteux: outre leur apparence inhabituelle, ils ont peu de mérite objectif. Mais le radiateur, fabriqué de ses propres mains à partir d’un tuyau de diamètre solide, ne coûtera rien de plus qu’un appareil de chauffage acheté et il sera sérieusement concurrentiel en termes de transfert de chaleur.

Essayons de formuler tous les avantages et les inconvénients de la solution.

Avantages

  • Résistance élevée à la traction, capacité à résister aux chocs hydrauliques.
  • Baisse quand fabriqué indépendamment.
  • Absence de fuites intersectionnelles avec fluctuations de la température du liquide de refroidissement.
  • Nettoyage simple de la surface de l'appareil de chauffage.
  • Pas besoin de rinçage régulier. Les radiateurs tubulaires avec connexion inférieure n'ont pas la capacité physique d'accumuler de la boue et du sable - ils n'ont tout simplement pas d'endroit où rester dans l'appareil de chauffage. Dans les registres avec inserts aux extrémités des sections supérieure et inférieure, les boues peuventaccumuler; cependant, tant que le passage nécessaire à la circulation y reste, le transfert de chaleur du registre diminue très peu.
  • L'acier ne forme pas de paires de galvanoplastie avec le cuivre et d'autres métaux utilisés dans les circuits de chauffage, ce qui se compare avantageusement à l'aluminium. La corrosion électrochimique des radiateurs en aluminium est souvent observée dans les systèmes DH, dans lesquels au moins une partie du circuit est posée avec un tuyau en cuivre.

Inconvénients

  • Esthétique discutable d'un appareil fait maison.

Il est peu probable que le registre s'intègre parfaitement à la conception d'un appartement moderne.

  • Flux de chaleur inférieur par section ou unité de longueur par rapport aux radiateurs en aluminium et bimétalliques (de profondeur et de hauteur comparables).
  • Avec un grand diamètre de section - une grande partie de la pièce occupée par l’appareil.
  • Étant donné que les registres sont principalement constitués de tuyaux ordinaires en acier résistant à la corrosion, la rouille pose un problème, mais uniquement si le circuit de chauffage est réinitialisé pour l'été. Lorsque le système est plein, la surface interne du registre ne rouille pas.
  • Enfin, un volume de registre interne important signifie une grande inertie thermique du radiateur. Son chauffage après le début du chauffage prendra beaucoup de temps.

Soit dit en passant: il refroidira également pendant longtemps, ce qui constituera un avantage indéniable lors du chauffage avec une chaudière à combustible solide alimentée périodiquement.

Pour le chauffage à combustible solide, l'inertie des appareils constituera un avantage indéniable.

Calcul du flux de chaleur

Formules

Comment calculer le transfert de chaleur d'un registre à plusieurs sections à partir de tuyaux lisses? Cela est nécessaire à la fois dans le cas d'une fabrication indépendante de l'appareil et dans le cas où vous devez comparer le panneau et le radiateur tubulaire afin de choisir l'appareil le plus compact avec une puissance suffisante.

L’instruction pour calculer le transfert de chaleur de la surface d’un tuyau en acier droit est réduite à l’utilisation de la formule Q = π * D * L * k * Dt.

Dans ce document:

  • Q - puissance thermique (W).
  • π est le nombre "pi", généralement pris comme étant 3,1415.
  • D est le diamètre du tuyau.
  • L est sa longueur.
  • k - coefficient de transfert de chaleur. Pour un tuyau en acier, il est pris à 11,63 W /m2 * C.
  • Dt est la différence de température entre le réfrigérant et l'air ambiant.

Attention: pour obtenir la puissance thermique en watts, toutes les dimensions doivent être entrées en unités SI - mètres.

Dans le cas d'un registre horizontal, nous traitons plusieurs tuyaux en acier lisse de longueur connue. Il semblerait logique de simplement additionner la production de chaleur pour toutes les sections; Cependant, il y a une subtilité. Toutes les sections, à l’exception de la première, ne seront pas en contact avec l’air relativement froid de la pièce, mais avec l’écoulement ascendant chauffé des tuyaux inférieurs.

Le tuyau supérieur est en contact avec le flux d'air chaud ascendant.

C'est pourquoi un facteur constant de 0,9 est utilisé pour calculer la puissance de la deuxième section et des sections suivantes du registre horizontal.

Exemple

EntronsÀ titre d'exemple, nous calculons la puissance d'un registre à quatre sections avec les paramètres d'entrée suivants:

  • Diamètre de section - 157 mm.
  • Sa longueur est de 3 mètres.
  • La température du liquide de refroidissement - 70 ° C
  • La température dans la pièce - 20C.

Registre à quatre sections.

Nous procédons aux calculs.

  1. Nous traduisons le diamètre de la section en unités SI. 157 mm = 0,157 m
  2. Calculer Dt. Delta est égal à 70 - 20 = 50С.
  3. Remplacez les valeurs dans la formule. La puissance de la première section est de 3.1415 * 0,157 * 3 * 11,63 * 50 = 860 watts (arrondis).
  4. La puissance de chacune des autres sections est égale à 860 * 0,9 = 774 watts.
  5. La puissance totale de l'appareil sera approximativement égale à 860+ (774 * 3) = 3182 watts.

Le radiateur sectionnel sur la photo peut donner à peu près la même puissance, mais coûtera beaucoup plus.

Conclusion

Nous espérons que notre matériel sera utile au lecteur lors du choix des appareils de chauffage. Pour en savoir plus sur ce qu’ils sont et sur les radiateurs de chauffage tubulaires en acier qui conviennent le mieux, la vidéo de cet article vous aidera. Des succès!