Prilikom ugradnje krugova vode za podno grijanje, obrtnici obično koriste 2 vrste cjevovoda - od metal-plastike i umreženog polietilena. Razlozi ovog izbora nisu jasni svim vlasnicima kuća jer je pravi raspon materijala mnogo širi: polipropilen (PP-R), bakar, crni čelik, valoviti nehrđajući čelik. Naš je zadatak razmotriti ove mogućnosti i konačno otkriti koja je cijev za topli pod bolja u pogledu performansi i cijene.
Kriteriji za ocjenu materijala cijevi
Da biste odabrali prave cijevi za topli pod, morate dobro razumjeti radne uvjete materijala. Budući da se nalazi unutar estriha, vod za grijanje ne samo da prenosi toplinu na monolit, već također doživljava mehanička naprezanja od pritiska vode i vlastitog širenja.
U skladu s tim, za materijal se postavljaju strogi zahtjevi:
- Podno grijanje (skraćeno TP) je sustav grijanja na niskim temperaturama u kojem se voda zagrijava na najviše 55 stupnjeva, a režim rada iznosi oko 40/30 ° S. Za brzi prijenos energije s rashladne tekućine na betonsku ploču, zidovi cijevi moraju imati dovoljnu toplinsku vodljivost.
- Duljina TP-petlji često doseže 100-120 metara (ovisno o odabranom promjeru cjevovoda). Duža duljina = visoki hidraulički otpor, pogoršan hrapavošću unutarnje površine. Jednostavnim jezikom: što su glađe stijenke cijevi, to je lakše da crpka pumpa vodu duž dugog kruga i osigurava potreban protok.
- Grijanje uzrokuje produljenje cijevi podnog grijanja. Budući da nigdje ne raste unutar betonskog estriha, mora se ispuniti jedan od dva uvjeta: mali koeficijent toplinske ekspanzije materijala ili visoka elastičnost i čvrstoća ljuske, omogućujući cijevi da se uklopi u ograničeni prostor bez puknuća.
- Hitno: zbog kvara upravljačkih ventila na miješalici jedinice kolektora, krugovi grijanja napunjeni su kotlovskom vodom zagrijanom na 70 ... 90 ° C. Materijal monolitnih cijevi mora podnijeti takve skokove temperature bez posljedica.
- Ostale važne točke su otpornost na koroziju, zaštita od prodora kisika, jednostavnost ugradnje i odsutnost spojeva unutar monolita.
Bilješka. Za drvene krugove postavljene na "suh" način u drvenim kućama postavljaju se manje strogi zahtjevi. TP se montiraju bez spojnice, ima puno prostora za termičko produženje. Točka 3 popisa više nije relevantna.
Najmanje ulogu igraju troškovi svih TP komponenti - cjevovoda, fitinsa, distribucijskog češlja. Stoga uspoređujemo materijale koji se koriste prema gornjim kriterijima i cijeni.
Karakteristike polimernih cijevi
Sljedeće vrste plastičnih cjevovoda koriste se za prijevoz rashladne tekućine u sustavima grijanja vode u stanovima i privatnim kućama:
- PP-R i PP-RCT - slučajni kopolimer polipropilena ojačan slojem aluminija, bazalta ili stakloplastike. Modificiranje PP-RCT plastike karakterizira povećani toplinski otpor.
- PE-X - umreženi polietilen razreda A, B i C. Proizvodi moraju imati zaštitnu barijeru s kisikom - tanki sloj nepropusnog polimera. Na primjer, Rehau cijevi koriste složeni sloj etilen vinil glikola (EVOH).
- PE-RT - termički stabilizirani polietilenski proizvodi sa kisikom.
- PE-X / Al / PEX i PE-X / Al / PE su petslojni metalno-plastični cjevovodi.
Reference. Prema GOST 32415-2013, proizvodi izrađeni od polibutilena RV, polivinilklorida PVC-C, polipropilenskog blok kopoimera i homopolimer (PP-B, PP-N) također su prikladni za ugradnju grijaćih mreža.Ovi se materijali ne koriste široko u privatnoj stambenoj gradnji zbog najgorih tehničkih parametara.
Ukratko o povezivanju polimera cijevi u postupku sastavljanja grijanja kuće:
- ožičenje iz PP-R pridružuje se polipropilenskim spojnicama lemljenjem (termičko polifuzijsko zavarivanje);
- umreženi i toplinski stabilizirani polietilen (PE-RT) montira se aksijalno u 3 stupnja - prevrtanje kraja, zatezanje spojnice spojnice, postavljanje klizne čahure;
- metal-plastika spojena je na 2 načina - kompresijom ili pritiskom.
Sada ćemo dati kratki opis svake vrste cjevovoda, proći popis zahtjeva i provjeriti koliko su proizvodi prikladni za grijanje vode podova u dnevnim sobama.
Polipropilen - materijal za grijanje radijatorom
Unatoč cjenovnoj atraktivnosti i predanosti mnogih obrtnika za korištenje PP-R, odmah primjećujemo da je nemoguće napraviti topli pod od polipropilenskih cijevi. Ne vrijedi provjeriti odobrenje u praksi - samo pažljivo proučite tehničke karakteristike materijala i pročitajte recenzije vlasnika kuća koji su željeli uštedjeti novac na ovaj način.
Kako su cjevovodi napravljeni od polipropilena (vidi dijagram):
- unutarnji sloj PP-R, koji tvori prolazni dio autoceste;
- aluminijska ojačavajuća folija koja inhibira termičko izduženje i sprječava prodiranje kisika;
- 2 ljepljiva sloja pričvršćuju aluminij s polimerom;
- vanjski zaštitni sloj PP-R je bijel ili siv (neki proizvođači imaju zelenu boju).
Važan dodatak. Sada proizvođači polipropilena umjesto perforirane folije postavljaju sloj bazalta ili staklenih vlakana unutar cijevi.
Pogledajmo kako su PP-R cijevi u skladu s zahtjevima za podno grijanje:
- Toplinska provodljivost 0,24 W / (m • ° C) najlošija je među polimernim proizvodima. Ako uzmemo u obzir debljinu stijenke od 3,4 mm na Ø20 mm (ojačani PP-R cjevovodi se ne proizvode s promjerom od 16 mm), dobivamo otpor prijenosa topline R = 0,0034 / 0,24 = 0,014 m² • ° C / W. Otpor je previsok za aktivni prijenos topline.
- Nema pitanja u vezi s glatkoćom unutarnjih zidova do polipropilena - hrapavost 0,01 mm ne stvara povećani hidraulički otpor.
- Kada se zagrije na 50 stupnjeva, 100-metarska PP-R cijev s aluminijskim slojem dodati će duljinu 150 mm, a fiberglas od 31 cm. Elastičnost polipropilena je vrlo mala, zbog čega će proizvod unutar monolita biti pod velikim opterećenjem. Materijal može puknuti, prvenstveno na zglobovima.
- Otpor na pritisak i temperaturu nije u dvojbi. Kada se rashladno sredstvo zagrije na 70 ° C, PP-R linija će mirno podnijeti radnu glavu do 13 Bar. Ako temperaturu povisite na 95 ° C, prag tlaka pada na 9 bara.
- Polimer je otporan na bilo kakve kemijske utjecaje i praktički ne propušta kisik u rashladnu tekućinu. Glavni problem je veliki broj spojeva koji padaju ispod estriha, jer je nerealno saviti polipropilenski dio.
Bilješka. Tehnički parametri PP-R proizvoda usvajaju se prema dokumentaciji marke Valtec objavljenoj na službenim internetskim stranicama tvrtke. Za fer usporedbu uzeli smo i cijene i karakteristike ostalih polimera cijevi ovog proizvođača.
Objasnite neke točke. Vrijednost toplinskog otpora zidova R = 0,014 m² • ° C / W prosječnom korisniku neće reći ništa bez uspoređivanja s performansama ostale plastike. Ovi su proračuni dani u opisima cijevi od polietilena i metala od plastike.
Problem grijanja polipropilenskih sustava je nemogućnost vizualne provjere kvalitete zavarivačkih spojeva. Ponekad se zglobovi izvode godinu dana nakon testova visokog pritiska (presovanja). Zamislite posljedice curenja unutar betonskog monolita - traženje greške, probijanje estriha i popravak.
Zasebno pitanje je duga buka s instalacijom, bit će mnogo fuga u betonu.Primjeri krugova grijanja koje su prikupili kućni majstori iz PP-R prikazani su gore na fotografiji. Čak i niska cijena cijevi Ø20 - 51 ... 83 rubalja. (0,8 ... 1,25 cu) po linearnom metru - nije osnova za upotrebu takvih cijevi u toplim podovima.
Parametri umreženog polietilena otpornog na toplinu
Cijevi od plastike PE-X proizvode se u dvije sorte - troslojnoj i 5-slojnoj. Razlika leži u lokaciji anti-difuzijske barijere - u prvom slučaju nepropusni EVOH polimer služi kao vanjska školjka cijevi, u drugom - položen je unutar zida i zalijepljen s obje strane polietilena. Vanjska boja - smeđa, srebrna, crvena.
Korisnici se često pitaju koje polietilenske cijevi je bolje uzeti za podno grijanje - PE-X ili PE-RT, kako se razlikuju. Mi odgovaramo:
- molekularna rešetka plastičnog PE-X je umrežena na 3 načina, otuda tri vrste polietilena - A, B i C;
- s gledišta ugradnje i rada grijanja, cijevi od PE-X / A ne razlikuju se od PE-X tipa B i C;
- materijal povećane otpornosti na toplinu PE-RT izrađen je od običnog polietilena primjenom jeftinije tehnologije - složena molekula polimera modificirana je granama;
- PE-RT je inferiorniji od PE-X u pogledu trajnosti, čvrstoće i toplinske stabilnosti;
- PEX je značajno skuplji od PE-RT, oko 20-40%;
- Zidovi PERT cijevi su bez anti-difuzijske barijere, pa je rashladno sredstvo zasićeno kisikom brzinom od najmanje 0,1 g / m³ • dan. (na otvorenom);
- PE-RT materijal je termoplastičan, cjevovod se može više puta rastopiti i zavarivati bez gubitka svojstava.
Reference. Cijena Valtec umrežene polietilenske cijevi od 16 x 2 mm iznosi 51 rublje. po metru (oko 0,8 cu). Proizvod istog promjera izrađen od termostabilne plastike PE-RT košta 33 rubalja / 1 m. P. (0,5 cu).
Prijeđimo na naš popis zahtjeva:
- Cijev za toplu podnu vodu „PEX“ i „PERT“ ima istu toplinsku vodljivost - 0,38 W / (m • ° C). Izračunavamo toplinski otpor zidova debljine 2 mm: R = 0,002 / 0,38 ≈ 0,005 m² • ° C / W - gotovo 3 puta niži od SPR-a. To jest, polietilenski krugovi puno bolje prenose toplinu na estrih.
- Ekvivalentna hrapavost površine - 0,007 mm - izvrstan pokazatelj glatkoće cijevi.
- Nakon zagrijavanja na 50 ° C, 100-metarski besplatni dio cjevovoda PEX produljit će se za čak 100 cm. No zahvaljujući elastičnosti i nekim tehnikama montiranja, širenje unutar betonske ploče tiho nadoknađuje materijal.
- Maksimalna radna temperatura PE-X materijala je 90 ° C, PE-RT je 80 stupnjeva, a kratkoročno dopušteno 95, odnosno 90 ° C. Radni tlak rashladne tekućine je 6 ... 10 Bar, ovisno o stupnju zagrijavanja. Parametri zadovoljavaju zahtjeve za krugove za grijanje vode.
Slaba točka polietilenskih sustava je propusnost kisika. Opremljen PEX zaštitom, omogućava manje od 0,1 g / m³ dnevno, dok PERT dopušta puno više. Ali budući da su cijevi monolitne s cementno-pijeskom maltera, pristup zraku je znatno ograničen, prodor kisika je minimaliziran.
Polietileni imaju dvostruko svojstvo - molekularnu memoriju, zbog čega se cjevovod savija u prvobitni oblik zaljeva. Značajka komplicira pričvršćivanje petlji za grijanje na izolaciju poda - ako se cijev ne rotira oko vlastite osi, krajevi će se početi ispuhati prema gore. Kako se nositi s opisanom pojavom, pogledajte u videu našeg stručnjaka.
Pozitivan učinak molekularne memorije je sposobnost oporavka od prekida. Dovoljno je ispraviti mjesto oštećenja i zagrijati ga građevinskim sušilom za kosu - plastika će poprimiti svoj prijašnji oblik bez gubitka elastičnosti i čvrstoće.
Analiziramo svojstva metala
U stvari, ova pet slojna cijev analog je PEX materijala, gdje kruti aluminijski okvir debljine 0,25 ... 0,4 mm (ovisno o promjeru proizvoda) djeluje kao EVOH polimer antioksidanata. Iznutra prolazi samonosiva cijev izrađena od umreženog polietilena, s vanjske strane - ljuska iste plastike.Slojevi konstrukcije pričvršćeni su posebnim ljepilom.
Reference. Označavanje metalno-polimernih cijevi odgovara strukturi - PEX-AL-PEX. Zanimljivo: marka Rehau nudi univerzalnu liniju RAUTITAN Stabi cjevovoda s vanjskom školjkom od običnog (ne umreženih) polietilena.
Analiziraćemo metal-plastiku prema prvobitno određenim kriterijima:
- Toplinska vodljivost pet-slojne konstrukcije iznosi 0,45 W / (m • ° C), debljina stijenke cijevi promjera 16 i 20 mm je 2 mm. Otpor otpornosti topline R jednak je 0,002 / 0,45 = 0,004 m² • ° C / W.
- Proširenje od grijanja 100-metarskog dijela za 50 ° C iznosi samo 13 cm.
- Radna temperatura pri tlaku od 10 Bar - do 95 stupnjeva, kratkotrajna nužna situacija - 130 ° C. Kiseonička propusnost zidova je blizu nule.
- Cijena cijevi Valtec Ø16 x 2 iznosi 60 rubalja. (0,9 cu), Ø20 x 2 - 97 rubalja. (1,45 cu) po linearnom metru.
Napomena: pokazatelji toplinske vodljivosti, radne temperature i izduženja metalno-plastičnih konstrukcija najbolji su među svim polimernim cijevima. Glatkost materijala ne spominje se, budući da je vrijednost hrapavosti identična polietilenu - 0,007 mm.
Važna razlika između metalne plastike je odsutnost molekularne memorije. Pri savijanju, čvrsti aluminijski okvir poprima potrebni oblik, prevladavajući elastičnu čvrstoću polietilenskih slojeva. Navedeno svojstvo je od velike pomoći tijekom ugradnje, glavna stvar je održavati minimalni polumjer savijanja od 6 i 8 cm za cijevi Ø16 odnosno 20 mm.
Metalne cijevi za podno grijanje
U modernim mrežama za opskrbu seoskim kućama koriste se čelične, nehrđajuće i bakrene cijevi. Za ugradnju sustava podnih voda koriste se 2 vrste metalnih cjevovoda:
- žareni bakar s vanjskim promjerom od 15, 18 i 22 mm s debljinom stijenke od 1 mm (prodaje se u uvalama od 25 m);
- valoviti nehrđajući žarljivi ½ i ¾ inčni (Ø15 ... 20 mm), metar zaljeva - od 10 do 50 m.
Referenca na povijest. U sovjetsko vrijeme topli su podovi bili uređeni u vrtićima u skladu sa zahtjevima građevinskih pravila. Krugovi grijanja zavareni su od vodovodnih pocinčanih cijevi od crnog čelika.
Procijenimo parametre metalnih cijevi prema kriterijima:
- Toplinska vodljivost bakra i čelika je toliko velika (389 i 45 W / m • ° C, respektivno) da nema smisla izračunavati - prema ovoj karakteristici metal će umetnuti bilo koju plastiku u pojas.
- Ekvivalentna hrapavost novih proizvoda je 0,01 mm. Tijekom rada, glatkoća zidova se pogoršava, hidraulički otpor postupno raste.
- Linearna ekspanzija metala je beznačajna u usporedbi s polimerima - 55 ... 85 mm na 100 metara toplinske mreže pri temperaturnoj delti od 50 ° C. Materijali su dovoljno fleksibilni da se produže unutar betona i ne razbiju estrih.
- Bakar Ø18 x 1,0 mm tiho drži radni tlak do 67 Bar pri maksimalnoj temperaturi od 200 ° C. Parametri valovitog nehrđajućeg čelika su 15 Bar, odnosno 150 stupnjeva, respektivno. Navedeni pokazatelji pokrivaju zahtjeve za TP-om s velikom maržom.
- Čelik i bakar ne dopuštaju prolazak kisika, ali podliježu sporoj koroziji. Slabosti - presjeci koji presijecaju kućne vodove električnih vodova.
Problem s fleksibilnom nehrđajućom cijevi je valovita valovita konstrukcija koja stvara značajan hidraulički otpor protoku tekućine. Na duljini od 1 cm visine su najmanje 20 vrhova više od milimetra. Drugi trenutak: u koritima će se početi sakupljati sitni pijesak, koji putuje po sustavu zajedno s rashladnom tekućinom.
Informacije o cijeni materijala. Bakrena cijev Ø18 x 1,0 košta oko 500 rubalja. po metru (7,5 cu), nehrđajući čelik Ø20 mm (unutarnji - 15 mm) koštat će 155 rubalja / 1 m (2,3 cu).
Unatoč izvrsnim performansama, bakar se rijetko koristi za ugradnju TP-a. uzroci:
- materijal je nekoliko puta skuplji od polimera;
- složenost polaganja cijevi - za točno savijanje i oblikovanje petlji toplog poda potrebno je iskustvo;
- cjevovod se boji kinkova koji se mogu popraviti samo profesionalnim lemljenjem.
Što se tiče valovitosti: osim problema s hidraulikom, postoji i pitanje nepovjerenja. Činjenica je da se materijal na tržištu pojavio relativno nedavno i da nije uspio raditi u podnim sustavima 10-20 godina. Odnosno, prava trajnost nehrđajućeg čelika nije poznata.
Odabir najbolje opcije za TP
Ako pažljivo proučimo analizu svake vrste cjevovoda, možemo izvući preliminarni zaključak: bakar pobjeđuje u svim operativnim pokazateljima, ali značajno gubi na polimerima u cijeni. Valovitost nehrđajućeg čelika također neće biti alternativa polietilenu - već je dvostruko skuplja i lošija je u hidraulici.
Kakvu cijev koristiti za topli pod u prvom redu:
- Broj 1 naše ocjene je PEX-AL-PEX, metalna izrada dokazana višegodišnjom praksom. Materijal je relativno jeftin, prikladan za samostalnu ugradnju, trajan je, dobro prenosi toplinu i blago se produljuje od grijanja.
- Umreženi PE-X polietilen - cijevi za profesionalce koji mogu napraviti visokokvalitetne konture TP-a. "PEX" se nakon stanke lako obnavlja, ali lošije provodi toplinu i znatno se širi zbog porasta temperature.
- PE-RT polietilen otporan na toplinu, proračunska je opcija za profesionalnu ugradnju. Glavni nedostaci su propusnost kisika i značajno smanjenje radnog vijeka u slučaju pregrijavanja.
- Četvrto mjesto bakrene cijevi je zbog visoke cijene koja nije dostupna većini običnih vlasnika kuća. Ako se ovaj faktor ne uzme u obzir, bakar će biti idealna opcija za podno grijanje.
- Valoviti nehrđajući čelik dobar je za kratke dijelove, poput priključnih crijeva i crijeva. Polaganje valovitih cijevi ispod estriha nije baš dobro rješenje.
- Polipropilen uopće ne koristimo.
Komentar. Pri uspoređivanju različitih cjevovodnih sustava, troškovi okova nisu uzeti u obzir, budući da su podni krugovi montirani bez spojeva.
Preporuka za pravilnu ugradnju i betoniranje PE-X i PE-RT cjevovoda. Da biste smanjili produženje grijaćih niti, ne prelazite broj cijevi u jednom krugu - 100 m, idealno 80 m. Prije nego što napunite otopinu, sustav napunite vodom i napunite ispitni tlak (1,5 puta veći od radnog). Tehnologija instaliranja TP-a detaljno je opisana u zasebnom članku.
Dodajmo nekoliko argumenata u korist izbora polietilena ili metalne plastike za grijanje poda. Prvo, polimeri se dugo i uspješno koriste u europskim zemljama. Drugo, kontinuirano se poboljšava kemijski sastav osnovne tvari i poboljšavaju se njegova svojstva. Treće, polimerne cijevi su vrlo izdržljive, standardni životni vijek je 50 godina.
O promjeru cijevi za grijanje
Obično, uz samopostavljanje podova s grijanim vodom, vlasnici kuća imaju pitanje, koji promjer cijevi odabrati - 16 ili 20 mm. Pokušat ćemo odgovoriti na pristupačnom jeziku:
- u velikoj većini slučajeva grijaće niti su položene cijevima Ø16 mm (unutarnji prolaz - DN10);
- promjer 20 mm (DN15) mora se koristiti na dugim konturama čija je duljina 100 ... 120 metara;
- uporaba većih cjevovoda opravdana je u prostorijama velikog područja s visokim stropovima, zagrijanim samo sustavom TP bez pomoći radijatora.
Najbolji način odabira pravog promjera i istodobno saznati potrošnju cijevi za podno grijanje je izračunati. Pozivamo vas da se upoznate sa metodologijom izračuna objavljenom kao detaljan vodič.