Опубликовано: 03.06.2018
В системе отопления трубопроводы предназначены для транспортировки теплоносителя от источника его нагрева до устройств, передающих доставленное тепло окружающей обстановке.
При использовании водяного теплоносителя, водонагревателем служит котёл отопления, обогревающий помещение приборами – радиатор. В частном доме обогрев осуществляется автономной системой отопления. Она состоит из трубопроводной обвязки всех функциональных элементов в домашней котельной (котёл, насосная группа, расширительные баки, распределительный коллектор и т. п.). И соединения их с точками теплоиспользования (бойлеры, радиаторы, тёплые полы). На рисунке показана домашняя котельная с насыщенной обвязкой из пластиковых труб, которые предназначены для отопления.
В квартирах с центральным отоплением домашняя котельная отсутствует. Однако, трубопроводные коммуникации между точками тепло пользования и стояками подачи горячей воды или обратки не менее разветвлённые, чем в частном доме.
Ещё не так давно монтаж трубопроводной сети отопления в уже обжитой квартире или заселённом доме отождествлялся со стихийным бедствием. Так как применялись исключительно стальные трубы, пластиковые трубы для отопления — отсутствовали. Для их соединений использовалась электро,- или газосварка с примитивной аппаратурой, многометровыми электрокабелями и кислородными шлангами.
Только массовое производство полимерных труб различных диаметров позволило максимально упростить технологии монтажа трубопроводов систем канализации, водоснабжения и отопления в жилых домах.
Отпала необходимость в поисках квалифицированных сварщиков – провести работы по соединению радиаторов отопления пластиковыми трубами в состоянии любой мастер-сантехник, а весь громоздкий инвентарь бригады сварщиков с успехом заменяет чемоданчик с инструментом для пайки полипропилена.
В качестве образца культуры работы на рисунке ниже приведена фотография подключения батареи отопления с использованием пластиковых труб и специальных фитингов.
Эксплуатация отопительных коммуникаций в жилом секторе отличается следующими особенностями:
температура водяного теплоносителя в квартирных зданиях может достигать 105 градусов (СНиП 41–01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»); высокая химическая агрессия со стороны солевых добавок, растворенных в горячем теплоносителе; коррозионная атака на внутренние поверхности труб и радиаторов в межсезонный период (при слитом теплоносителе); активное абразивное воздействие на материал трубы со стороны механических загрязнений (окалина, ржавчина, песок) циркулирующего в системе теплоносителя;Ниже на рисунке показаны две стальные трубы отопления внутренним диаметром 25 мм. Справа на фото изображён образец неиспользованной трубы, а слева – с изношенной до предельной толщины стенкой и забитым солевыми отложениями.
В настоящее время пластиковые трубы для отопления начали активно вытеснять из строительно-монтажного сектора стальные трубопроводы, благодаря выигрышному превосходству в соотношении цена — качество.
На отечественном рынке для инженерных коммуникаций жилых домов предоставлены полимерные трубы из следующих материалов:
полипропилена (PP); полиэтилена (PE); поливинилхлорида (ПВХ); сшитого полиэтилена (PEX); металлопластика (PEX-AL-PEX).Следует отметить, что трубы ПВХ для отопления не применяют из-за возможных перепадов давления до 7–10 атм., способных разрушить стенки трубопровода либо разгерметизировать клеевые соединения труб ПВХ при одновременном воздействии давления и высокой температуры. В настоящее время поливинилхлоридные трубы чаще используются для обустройства канализации.
Пластиковые трубы оказались достойной альтернативой стальным трубопроводам благодаря ряду факторов, в числе которых:
химическая инертность, обеспечивающая устойчивость к воздействию любых примесей, растворенных в теплоносителе, и к коррозионной реакции в межсезонный летний период; низкая теплопроводность, обеспечивающая хорошую теплоизоляцию; устойчивость к коррозии внешней поверхности, нет необходимости в защитных покрытиях; не проводят блуждающие токи; малый вес конструкции, дающий возможность крепления труб на некапитальных стенах дома; внешний вид полимерных труб не портит интерьер жилища; простой монтаж, позволяющий обходиться без вызова наёмных специалистов; отсутствие шума при движении водяного теплоносителя по трубам; при необходимости, разводку внутри жилища маскируют специальными пластиковыми коробами.На рисунке показан вариант укрытия трубопровода, уложенного над полом, декоративным коробом.
Среди общих недостатков пластиковых труб для отопления, отмечаются следующие факторы:
повышенные линейные деформации при температуре теплоносителя в пределах 95-100 градусов; не допускается монтаж пластиковых трубопроводов в потенциально пожароопасных помещениях; для каждого вида полимерных трубопроводов требуется своя технология сборки.Не рекомендуется прятать пластиковые трубы под кафельной плиткой или другим отделочным материалом. Удлинение трубопровода под ними сопровождается изгибами, которые разрушают штукатурную кладку и выталкивают из неё плитки кафеля.
Полиэтиленовые трубы производят из полимеризованного под высоким давлением газа этилена. В зависимости от условий протекания процесса полимеризации получают два вида полиэтилена:
полиэтилен низкого давления, обозначаемый ПНД; полиэтилен высокого давления, обозначаемый ПВД.Температура плавления ПВД находится в диапазоне 103–110Сº, для ПНД – 130–137 Сº. Поэтому применение полиэтиленовых изделий для отопления не приветствовалось.
Для создания полиэтилена с повышенной термоустойчивостью, используется сшивка полимера, образующая дополнительные связи-мостики между молекулами. Новый материал получил название сшитого полиэтилена или полиэтилена для отопления, обозначаемого РЕХ. Температура плавления РЕХ-изделий уже достигает 200Сº, что позволяет уверенно применять его для транспортировки водяного теплоносителя температурой 95 Сº и давления до 25 атм.
В зависимости от метода сшивки образуются различные модификации материала, обозначаемые, соответственно, РЕХ-а (или РЕ-Ха), РЕХ-в и т. п. На рисунке ниже показана структура трубы отопления из сшитого полиэтилена с основным слоем модификации РЕ-Ха:
внутренним (несущим) слоем структуры материала трубы является сшитый полиэтилен (основной слой), контактирующий с горячим водяным теплоносителем; наружным слоем является тонкая оболочка из поливинил этиленового материала EVON, выполняющая роль кислородозащитного барьера для предотвращения диффузии кислорода из воздуха вовнутрь трубы; клеевой слой предназначен для обеспечения глубокой адгезии при соединении наружного защитного слоя с внутренним несущим слоем.Для трубопроводов из сшитого полиэтилена отмечают следующие монтажные достоинства:
высокую эластичность, допускающую изгибать трубы на необходимый угол обычным холодным гнутьём; возможность использования эффекта молекулярной «памяти формы» для исправления неправильного изгиба – при небольшом нагреве труба примет первоначальное положение; возможность проведения качественных монтажных работ при температуре до минус 15Сº.Из недостатков отмечают два основных фактора:
чувствительность к ультрафиолету (хоть и менее выраженную, чем у ПНД и ПВД), вынуждающую использовать защиту специальными покрытиями в местах, открытых для солнечного света; значительное снижение допустимого рабочего давления при повышении температуры теплоносителя – если при температуре воды 70Сº допустимое давление составляет 11 атм, то при 90 градусах предельное давление уже снизится до 7 атм.Коммуникации из сшитого полиэтилена отлично работают в низкотемпературных системах отопления до 60Сº, однако, длительное воздействие нагретого до 80 градусов Ц теплоносителя способно сократить срок службы до 15 лет вместо задекларированного 50-летнего ресурса.
Благодаря высокой гибкости трубы РЕХ используются в системах отопления тёплого пола. Чтобы провести монтаж такой коммуникаций без единого стыка от короба распределительного коллектора, необходимо выбрать соответствующие размеры длины и диаметра гибкого трубопровода при покупке материала. На рынок стройматериалов трубы РЕХ поставляются бухтами в 50, 100 и 200 метров размерами от 16 до 32 мм в диаметре и толщиной стенок от 2,0 до 4,0 мм.
Соединение РЕХ-труб диаметрами до 32 мм производится при помощи фасонных фитингов и обжимных колец (так называемые пресс-фитинги и «обжимки»).
Применение технологии пайки с использованием, так называемых паяльников или утюгов, для соединения изделий из сшитого полиэтилена не допускается.
У полипропилена более высокая температура плавления (176 град. Ц), чем у полиэтилена. Изделия из пропилена выдерживают кипячение и стерилизацию паром без изменения формы и механических свойств. Поэтому трубы из полипропилена различных диаметров с успехом используются для монтажа разводок между радиаторами отопления или подключения коробов распределительных коллекторов к нескольким системам теплопользования. Максимальную температуру эксплуатации изделий из пропилена ограничивают 120–140 град. Ц.
Для работы в системах отопления рекомендуются армированные РР-трубы, поскольку армирование способно снизить тепловое расширение изделий при нагреве.
У РР-труб высокий коэффициент линейного расширения, вследствие чего РР-трубопроводы с горячим теплоносителем провисают. При монтаже систем из обычного полипропилена требуется установка частых креплений под трубы и создание петлевых компенсаторов. Для армированных полипропиленовых трубопроводов этого не требуется.
На рисунке изображена структура армированной стекловолокном полипропиленовой PPR-трубы, изготовленной на основе рандом сополимера (что отражено в её обозначении PPR).
Армированные стекловолокном изделия предназначены для эксплуатации в системах отопления с температурой теплоносителя до 95 градусов Ц и давлении до 9 атм.
Задекларированное рабочее давление 20–25 атм. трубопроводы и их соединения выдерживают лишь при температуре 20 градусов Ц.
Применение стекловолокна для армирования не отразилось на технологии монтажа разводки из PPR-труб к радиаторам отопления с использованием метода пайки, тогда как РР-трубы с армированием алюминиевой фольгой требовали специальной зачистки кромок. Надёжность сборки осталась на том же высоком уровне, как и при пайке чистого полипропилена.
На рынке стройматериалов для отопления предлагаются армированные РР-трубы размерами внешнего диаметра от 20 до 63 мм, поставляемые отрезками длиной 4 м.
Из монтажных недостатков полипропиленовых трубопроводов отмечают следующий фактор:
РРR-трубы не гнутся, поэтому все изгибы тепловой разводки, например, от короба распределительного коллектора к радиаторам отопления, выполняются подборкой дополнительных фитингов.
Обилие разновидностей фитингов для полипропиленовых труб отопления показано на рисунке.
Металлопластиковые трубы со структурой (PEX-AL-PEX) начали производить в Великобритании в 1979 году. Как следует из структурной формулы, изделие представляет собой многослойную конструкцию, состоящую из двух полимерных слоёв и одного — алюминия.
Внутренний слой из сшитого полиэтилена создаёт максимально гладкую поверхность на пути следования теплоносителя, тем самым предотвращая зарастание или заиливание проходного сечения.
Слой из алюминиевой фольги препятствует диффундированию кислорода внутрь трубопровода и уменьшает коэффициент теплового расширения полимерной сборки.
Наружный слой из сшитого полиэтилена защищает фольгированный слой алюминия от механических повреждений и контактов с токопроводящими элементами арматуры и трубопроводов из металлических материалов.
Для систем отопления используются металлопластиковые трубы диаметром от 16 до 32 мм, уложенные в бухты различных размеров по длине – от 50 до 200 метров.
Монтаж отрезков металлопластиковых труб между собой или с другими элементами осуществляется пресс-фитингами и обжимными кольцами.
Превосходство металлопластиковых труб перед другими полимерными изделиями заключается в наличии антикислородной защиты, предотвращающей разъедание металлических частей элементов системы отопления – котлов, насосов и т. п.
В настоящее время на отечественном рынке наблюдается снижение рейтинга металлопластиковых труб по сравнению с системами из сшитого полиэтилена, вызванного следующими недостатками:
При неправильной сборке наблюдается расслоение материала, вызванное разными показателями коэффициентов линейного расширения полимеров и алюминия;
Зауженное проходное сечение фитингов, приводящее к отложению накипи внутри их. У изделий из РЕХ-полиэтилена размеры сечения сохраняются без уменьшения.
Полезными советами о том, какие трубы подойдут для отопления дома, делится это видео.
В условиях значительных температурных перепадов и гидроударов, присущих системе центрального отопления, для внутренней разводки к радиаторам и коробу коллектора, для тёплых полов предпочтительнее выбирать стальные трубы и лишь на отдельных участках – армированный пропилен. Полимерные трубы различного диаметра более уместны в автономных системах в частных домах, особенно, в которых одновременно установлены радиаторы и выложены тёплые полы с многометровой разводкой от коллекторного короба по всей жилой площади дома.