Do wodnych systemów ogrzewania można stosować różne rodzaje rur: stalowe, polipropylenowe, metalowo-plastikowe, polietylenowe usieciowane, miedziane oraz faliste ze stali nierdzewnej. Każdy z nich ma swoje własne cechy i właściwości. Rury metalowo-plastikowe idealnie nadają się do wodnych systemów ogrzewania podłogowego.
W tym artykule przyjrzymy się szczegółowo głównym rodzajom materiałów stosowanych w rurociągach, co pozwoli Ci podjąć własną decyzję o tym, który z nich najlepiej zaspokoi Twoje potrzeby grzewcze.
Rury z polietylenu usieciowanego (PEX) są najlepszym wyborem do ogrzewania, a następnie rury stalowe. Materiały te posiadają właściwości niezbędne do wytrzymywania wysokich temperatur i ciśnień.
Instalacja systemu grzewczego to najważniejsze zadanie podczas budowy domu na wsi lub remontu mieszkania w mieście. Komfort życia zależy od jego wydajności, zwłaszcza biorąc pod uwagę klimat naszego kraju. Rodzi to szereg pytań, między innymi o to, jaki rodzaj rur najlepiej zastosować do ogrzewania mieszkania lub domu.
W całej historii ludzkość opracowała wiele sposobów równomiernego rozprowadzania energii cieplnej w budynkach mieszkalnych i komercyjnych. Jednym z nich jest wykorzystanie rur grzewczych, które dostarczają czynnik chłodniczy z kotła do grzejników.
W tym celu stosuje się różne materiały, a ich ilość i jakość stale rosną. Przyjrzyjmy się bliżej, które rury idealnie nadają się do ogrzewania domu lub mieszkania.
Rury polipropylenowe
Stal i inne elementy metalowe już dawno ustąpiły miejsca tworzywom sztucznym. Jednym z najpopularniejszych materiałów z tej rodziny jest polipropylen.
Polipropylen powstaje z gazowego propylenu poprzez polimeryzację jego cząsteczek. Proces ten zachodzi pod wysokim ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze.
W wyniku reakcji powstaje dość mocna substancja, która nadaje się do wytwarzania różnorodnych produktów.
Polipropylen jest tworzywem termoplastycznym – to jego główna cecha. Pod wpływem temperatury i ciśnienia materiał ten opada i traci kształt, przez co nie nadaje się do stosowania w czystej postaci.
Istnieje kilka rodzajów polipropylenu. Do systemów grzewczych należy stosować produkty PPRC wykonane z losowego kopolimeru propylenu. Materiał ten lepiej radzi sobie z wymienionymi powyżej czynnikami. Wybierając rury polipropylenowe do ogrzewania, należy rozważyć wersje wzmocnione. Obecnie dostępne są trzy rodzaje:
- Blachy wzmacniane aluminium. Wykonane są za pomocą pasków aluminiowych o grubości 0,1–0,5 mm. Są one nawijane na podstawę i spawane laserowo. Alternatywnie, pas aluminiowy można zamontować za pomocą kleju. W obu przypadkach rezultatem jest niezawodny i trwały produkt, odporny na niekorzystne warunki. Ponadto, aluminiowa osłona zapobiega przedostawaniu się tlenu, który może sprzyjać korozji metalowych elementów systemu grzewczego, takich jak zawory odcinające, wnętrze kotła i inne.
- Wzmocnienie włóknem szklanym uzyskuje się poprzez wytłaczanie, gdzie materiał bazowy i dodatek wzmacniający są łączone. Warstwa włókna szklanego znajduje się w połowie grubości ścianki. Przeplatanie się włókien szklanych z długimi łańcuchami polimeryzowanych cząsteczek zapewnia materiałowi większą stabilność podczas utwardzania.
- Zbrojenie wykonuje się również z przygotowanej wcześniej mieszanki włókna szklanego i polipropylenu, co daje w efekcie jednorodną kompozycję, zbrojoną zgodnie z zasadą opisaną powyżej.
Systemy z polipropylenu zbrojonego wytrzymują temperatury do 95 stopni Celsjusza przy ciśnieniu do 10 atmosfer. Możliwe są jednak krótkotrwałe wzrosty temperatury do 110 stopni Celsjusza bez negatywnych skutków. Wybierając rury polipropylenowe do ogrzewania, należy zwrócić uwagę na produkty zbrojone. Są one oznaczone symbolem PPR3-80 lub PPR3-100.
Biorąc pod uwagę potencjał stosowania rur polipropylenowych w instalacjach wodociągowych i grzewczych, opracowano odpowiednie kształtki i metody montażu, pozwalające na tworzenie sieci o dowolnym stopniu złożoności.
PEX - polietylen usieciowany
Znany produkt, który otacza nas zewsząd. Jednym z jego popularnych zastosowań są rury ciepłej wody i systemy grzewcze. Do ich produkcji wykorzystuje się polietylen usieciowany (C-PE).
Rozważmy jak przebiega proces polimeryzacji etylenu.
Pod wpływem ciepła pod ciśnieniem jedno z wiązań między atomami węgla, początkowo słabsze, ulega zerwaniu. Uwolnione wiązanie łączy się z podobnym wiązaniem z sąsiedniej cząsteczki. W ten sposób powstają długie łańcuchy cząsteczek, nadając nowemu materiałowi odmienne właściwości fizyczne.
Wraz ze wzrostem temperatury i ciśnienia łańcuchy cząsteczek zaczynają się łączyć, tworząc bardziej złożone struktury. W rezultacie powstaje mocniejszy materiał – usieciowany polietylen.
Rury z tego materiału są również produkowane metodą wytłaczania (prasowania). Właściwości materiału pozwalają na produkcję rur o nieskończonej długości. Dlatego rury z polietylenu usieciowanego są zazwyczaj produkowane w zwojach o długości do 600 metrów, w zależności od rozmiaru.
Dlaczego jest to konieczne? To bardzo proste: jeśli chcesz zainstalować ogrzewanie podłogowe, po prostu weź rurę bezszwową o wymaganej długości i połóż ją na odsłoniętej podłodze. Pytanie, które rury są najlepsze do ogrzewania podłogowego, staje się oczywiste, gdy zrozumiesz, że układanie połączeń i złącz pod warstwą betonu nie jest najlepszym rozwiązaniem.
Tutaj, na całym obwodzie, można zastosować tylko dwa złącza - zewnętrzne, w miejscu połączenia z rozdzielaczem.
Przyjrzyjmy się niektórym parametrom technicznym rur wykonanych z tego materiału:
- gęstość – 941 kg/m33;
- topnienie w temperaturze +200 CO;
- spalanie zachodzi w temperaturze 400 stopni, w trakcie którego następuje rozkład na wodę i dwutlenek węgla;
- wydłużenie podczas prób rozciągania waha się od 250 do 800%;
- wysoka elastyczność;
- zachowanie wytrzymałości na uderzenia do temperatur -50 stopni;
- bezpieczny czas eksploatacji w systemach grzewczych do 30 lat.
Przy takich wskaźnikach jakości rury z polietylenu usieciowanego charakteryzują się szeregiem pozytywnych cech:
- Nie reagują z kwasami i zasadami, są odporne na działanie większości rozpuszczalników organicznych.
- Odporne na rozciąganie i rozrywanie.
- Nie pękają pod wpływem temperatury.
- Biologicznie stabilny.
Testy dotyczące liczby cykli zamrażania/rozmrażania wykazują wzrost odporności materiału o blisko 30%.
Zakres rozmiarów rur z polietylenu usieciowanego spełnia wymagania GOST 52134-2003 i odnosi się do wyrobów stalowych. Cechą charakterystyczną oznaczeń rozmiarów jest to, że wskazują one zewnętrzną średnicę wyrobu.
W tym przypadku rozmiar DN odpowiada poprzedniej wartości. Na przykład rura o wymiarach 40x4 mm odpowiada DN32. Należy wziąć to pod uwagę przy zakupie.
Metal-plastik
Lista wymienionych rodzajów rur z tworzyw sztucznych nie ogranicza się do nich. Do ich produkcji można również używać polichlorku winylu (PCW).
Wszystkie te materiały mają jedną wspólną, niefortunną cechę: zdolność do przenoszenia tlenu atmosferycznego przez istniejące mikrouszkodzenia do wnętrza rury. Tlen jest silnym utleniaczem (utlenianie pochodzi od słowa „tlen”).
W rezultacie tak się dzieje korozja metalowych części instalacji grzewczejBez rozwiązania tego problemu niemożliwe jest stosowanie takich systemów grzewczych.
Różne metody wzmacniania ścianek mają na celu ich wzmocnienie. Wzmocnienie aluminiowe może być stosowane w celu rozwiązania problemu utleniania chłodziwa. Pod wpływem tlenu materiał ten tworzy na powierzchni cienką warstwę tlenku, odporną na działanie większości agresywnych środowisk, z wyjątkiem soli rtęci, które występują niezwykle rzadko w przyrodzie.
W procesie produkcyjnym taśma aluminiowa jest nawijana spiralnie, a jej krawędzie są spawane laserowo. Na metalową osłonę nakładana jest zewnętrzna warstwa z tworzywa sztucznego. W ten sposób powstaje wielowarstwowy produkt chroniony przed dostępem tlenu.
Wybierając rury metalowo-plastikowe do ogrzewania, należy pamiętać, że można zastosować dowolny typ, ale należy zwrócić uwagę na właściwości materiału i złożoność montażu. Koszt i aktualna dostępność na rynku są również ważnymi kryteriami przy wyborze.
Ogrzewanie stali
Pojawienie się takich produktów jak rury do transportu cieczy umożliwiło dostarczanie ciepła do poszczególnych pomieszczeń. Rury metalowe były jednymi z pierwszych, które powstały.
Dziś są one produkowane masowo, napędzane rozwojem budownictwa. Rury do zaopatrzenia w wodę, ciepłej wody użytkowej i ogrzewania są wytwarzane z taśmy stalowej zgodnie z normą GOST 3262-80.
Najczęściej stosowanymi materiałami są St.3 kp, ps i sp. Wybór ten podyktowany jest wymogiem dobrej spawalności, ponieważ ta metoda łączenia jest preferowana w przypadku instalacji rur wodociągowych na dużą skalę.
Powyższa norma reguluje produkcję wyrobów o następujących wymiarach. Liczby w nawiasach oznaczają średnicę zewnętrzną każdego rozmiaru rury, natomiast pierwsza liczba oznacza średnicę nominalną, która w przybliżeniu odpowiada polu przekroju poprzecznego.
- O średnicy nominalnej 6 (10,2) – 8 (13,5) – 10 (17,0) – 15 (21,3) – 20 (26,8) – 25 (33,5) – 32 (42,3) – 40 (48) milimetrów. Wymiary te są stosowane przy montażu wewnętrznych sieci ciepłowniczych.
- O średnicy nominalnej 50 (60,0) – 65 (75,5) – 80 (88,5) milimetrów. Wymiary te nadają się do wewnętrznych systemów dystrybucji w budynkach mieszkalnych lub linii zasilających pojedyncze budynki.
- O nominalnych średnicach otworów 90 (101,3) – 100 (114,0) – 125 (140) – 150 (165) milimetrów. Produkty te powinny być stosowane w głównych systemach dystrybucji ciepła wewnątrz bloków mieszkalnych i podwórek.
W instalacjach grzewczych najlepiej stosować rury stalowe z powłoką ochronną. Powłoka ta nakładana jest na powierzchnię zewnętrzną i wewnętrzną metodą cynkowania ogniowego lub elektrolitycznego, co znacznie wydłuża ich żywotność. Po spawaniu elementów ocynkowanych, szwy należy pokryć specjalną farbą składającą się w 95% z proszku cynkowego, a pozostałą część stanowią spoiwa.
Parametrem ograniczającym przy gięciu rur jest promień wewnętrzny, którego minimalna wielkość musi wynosić co najmniej 2,5-krotność średnicy wyrobu.
Do pozytywnych właściwości stalowych rur wodociągowych, które pozwalają na ich wykorzystanie do celów grzewczych, zalicza się następujące cechy:
- Wysoka plastyczność i przetwarzalność materiału, umożliwiająca formowanie rurociągu w miejscu instalacji.
- Dostępność.
- Wysoka temperatura czynnika chłodzącego, który może być przesyłany przez metalowy rurociąg.
- Możliwość ustawienia podwyższonego ciśnienia w sieciach ciepłowniczych.
Jednakże ich stosowanie ma również swoje wady:
- Konieczność takiego ułożenia przedmiotu obrabianego podczas gięcia, aby spoina wzdłużna znajdowała się wewnątrz gięcia.
- Wewnętrzna powierzchnia utrudnia przepływ chłodziwa.
- Konieczność regularnej konserwacji instalacji grzewczej polegającej na dokręcaniu połączeń gwintowanych, usuwaniu nieszczelności oraz malowaniu powierzchni zewnętrznych.
- Nieuniknione zatykanie wewnętrznego światła produktami utleniania żelaza.
- Ograniczona żywotność w porównaniu do systemów grzewczych z tworzyw sztucznych.
W ostatnich dekadach tego typu produkty do systemów grzewczych są coraz częściej zastępowane plastikowymi.
Stal nierdzewna
Produkty ze stali nierdzewnej niewątpliwie oferują znacznie lepsze właściwości użytkowe w porównaniu ze stalą żelazną. Są odporne na korozję wewnętrzną i zewnętrzną i praktycznie nie wymagają dodatkowej pielęgnacji ani konserwacji.
Stal nierdzewna charakteryzuje się jednak znacznie niższym przewodnictwem cieplnym, co w domach prywatnych przekłada się na wyższe zużycie paliwa, co można uznać za wadę. Innym powodem niskiej popularności rur grzewczych ze stali nierdzewnej jest ich wyższy koszt, który bywa nawet o rząd wielkości wyższy niż w przypadku podobnych rur wykonanych z innych materiałów.
W przypadku montażu stali nierdzewnej konieczne jest zastosowanie specjalnych złączek zaciskowych, których koszt jest również bardzo wysoki.
Czy dom lub mieszkanie potrzebuje systemu grzewczego, którego żywotność jest wielokrotnie dłuższa niż przeciętna żywotność budynku mieszkalnego? Dokładnie!
Systemy grzewcze z miedzi
Takie urządzenia są obecnie powszechne wśród osób zamożnych. Stają się czynnikiem prestiżu, choć zapotrzebowanie na nie nie jest na pierwszy rzut oka oczywiste. Miedź, dzięki wysokiej przewodności cieplnej, jest bardzo wydajnym materiałem grzewczym. Takie systemy prezentują się bardzo elegancko, są niezawodne i trwałe.
Montaż ogrzewania miedzianego jest równie prosty, jak montaż stalowego. Jedynym zastrzeżeniem jest to, że spawanie miedzi wymaga specjalistycznych umiejętności i drogiego lutu srebrnego.
Cena takich systemów grzewczych jest porównywalna z ceną stali nierdzewnej. Łatwo więc zrozumieć, dlaczego miedź nie zyskała powszechnej popularności – ze względu na swój wysoki koszt.
Które produkty najlepiej sprawdzą się w mieszkaniu, a które w domu?
Przy tak szerokiej gamie produktów rurowych dostępnych na rynku budowlanym, wybór konkretnego typu może być trudny. Doświadczeni sprzedawcy z łatwością zademonstrują zalety swoich produktów, niezależnie od ich rodzaju.
Ale nawet jeśli znasz teoretyczne zalety rur z polietylenu usieciowanego, nie powinieneś kupować ich od razu. Koszty logistyki mogą wpływać na cenę, przez co lokalnie produkowany polipropylen jest tańszy niż importowany.
Rury PCV nie nadają się jednak do ogrzewania, ponieważ wytrzymują wysokie temperatury tylko do +75 stopniProdukty polipropylenowe są nieco trwalsze, ale ich maksymalna temperatura 95 stopni może być niewystarczająca do stosowania wewnątrz pomieszczeń.
Opcja ta sprawdza się w domach prywatnych, w których temperatura rzadko przekracza określony limit, a krótkotrwała ekspozycja na temperaturę +110 stopni nie jest śmiertelna dla polipropylenu.
Jedynym pozostałym materiałem jest trwały i niezawodny polietylen usieciowany, którego powinniśmy używać do ogrzewania. W końcu liczy się długoterminowa stabilność systemu, a nie chwilowe oszczędności.
Podstawowy wymóg jest taki sam dla wszystkich: obecność ochrony tlenowej.
Dostarczanie narzędzi
Samodzielna instalacja systemu grzewczego nieuchronnie wiąże się z koniecznością zakupu niezbędnych narzędzi i elementów przyłączeniowych. Niemal każdy wybrany materiał wymaga specjalnego zestawu, który może być kosztowny.
Używając złączek zaciskowych dowolnego producenta, potrzebne są odpowiednie narzędzia; inne mogą nie gwarantować wysokiej jakości połączenia. To samo dotyczy sprzętu do lutowania polietylenu.
Mogą zdarzyć się sytuacje, w których wypożyczenie sprzętu i narzędzi nie będzie możliwe. Użycie pierścieni rozporowych do łączenia rur polietylenowych wydaje się praktycznym rozwiązaniem; wystarczy para kluczy nastawnych. Jednak profesjonalni hydraulicy uważają tę metodę za zawodną.
Jak dobrać średnicę rur grzewczych
Podczas gdy podejście do wyboru materiałów jest mniej więcej jasne, wybór rozmiarów rur wymaga osobnego rozważenia.
- Wybrany schemat układu ogrzewania.
- Wielkość oporu powierzchni wewnętrznej wobec przepływu chłodziwa.
- Średnica wewnętrzna rurociągu.
- Natężenie przepływu środka chłodzącego.
- Szacowane wartości chłodzenia przy przepływie przez chłodnice.
- Wielkość otworów wylotowego i wlotowego kotła (są takie same)
Warto zauważyć, że obliczenia termiczne należą do najbardziej złożonych w budownictwie. Bez specjalistycznej wiedzy i umiejętności nie da się ich wykonać samodzielnie.
Błędy w tym zakresie mogą w najlepszym przypadku skutkować nadmiernym zużyciem paliwa grzewczego. W najgorszym przypadku błąd może doprowadzić do zbyt niskiej temperatury w pomieszczeniu, co będzie wymagało gruntownego remontu systemu.
Ogrzewanie budynku lub mieszkania to złożone zadanie, które zależy nie tylko od wydajności systemu grzewczego, ale również od właściwości termoizolacyjnych ścian. Znaczna część wytworzonego ciepła może po prostu uciekać przez niewłaściwie ocieplone ściany zewnętrzne.
Oczywiste jest, że ten problem należy rozwiązać już na etapie projektowania budynku. Tylko doświadczony specjalista może stworzyć wysokiej jakości projekt. Zrozumienie podstawowych zasad projektowania systemów grzewczych jest jednak kluczowe, przynajmniej dla wykwalifikowanego nadzoru podczas instalacji.
Zatem początkowy odcinek kotła, niezależnie od wybranego materiału, musi być metalowy na długości co najmniej jednego metra. Przedłużenie od tego odcinka jest wykonane z tworzywa sztucznego o tej samej średnicy nominalnej.
Następnie następuje rozgałęzienie rurociągu grzewczego, gdzie rozmiar rury zależy od jej długości. Najczęściej do rozgałęzień stosuje się rury o jedną średnicę nominalną mniejszą. Jeśli rura zasilająca ma DN 32, to po rozgałęzieniu należy zastosować rury DN 25 itd. Poszczególne odgałęzienia biegną wzdłuż urządzeń grzewczych, do których podłącza się rury DN 20 itd.
Ta procedura ma zastosowanie do systemów grzewczych zasilanych grawitacyjnie. Ta sama zasada projektowania ma zastosowanie do poziomych układów systemów grzewczych z pompami ciepła.
Pytanie, jaka średnica rury jest najlepsza do ogrzewania, pozostaje niejasne: przy montażu takich systemów stosuje się materiały o różnych średnicach w zależności od ich wydajności i rozgałęzień.
Cechy ogrzewania domu prywatnego
Wybór materiału do systemów grzewczych zależy od rodzaju zastosowanego ogrzewania. Na przykład, rury plastikowe zazwyczaj nie mogą być stosowane w systemach ogrzewania parowego, ponieważ ich temperatura robocza jest ograniczona do 135 stopni Celsjusza.
W przypadku korzystania z wodnego systemu ogrzewania, rodzaj paliwa ma znaczenie. Korzystanie z kotłów na paliwo stałe oznacza ciągłe dokładanie drewna lub węgla, co może powodować krótkotrwały wzrost temperatury do poziomów krytycznych. Taki system wymaga rur metalowych lub z polietylenu usieciowanego.
Oszczędny właściciel domu stara się korzystać z różnych źródeł ciepła opalanych różnymi paliwami, aby zapewnić sobie bezpieczeństwo i nie zostać w zimnym domu w razie awarii w sezonie grzewczym.
