Při instalaci vodních okruhů pro podlahové vytápění řemeslníci obvykle používají 2 typy potrubí - z kovového plastu a zesítěného polyethylenu. Důvody této volby nejsou jasné všem majitelům domů, protože skutečná škála materiálů je mnohem širší: polypropylen (PP-R), měď, černá ocel, vlnitá nerezová ocel. Naším úkolem je zvážit tyto možnosti a nakonec zjistit, která trubka pro teplou podlahu je lepší z hlediska výkonu a ceny.
Kritéria hodnocení pro materiály potrubí
Chcete-li zvolit správné potrubí pro teplou podlahu, musíte dobře rozumět provozním podmínkám materiálu. Tím, že je uvnitř potěru, topné potrubí nejen přenáší teplo na monolit, ale také zažívá mechanické namáhání tlakem vody a vlastní expanzí.
V souladu s tím jsou pro materiál stanoveny přísné požadavky:
- Podlahové vytápění (zkráceně TP) je nízkoteplotní topný systém, kde se voda ohřívá na maximálně 55 stupňů, provozní režim je přibližně 40/30 ° С. Pro rychlý přenos energie z chladicího média do betonové desky musí mít stěny potrubí dostatečnou tepelnou vodivost.
- Délka smyček TP často dosahuje 100 - 120 metrů (v závislosti na zvoleném průměru potrubí). Delší délka = vysoký hydraulický odpor, zhoršený drsností vnitřního povrchu. Jednoduše řečeno: čím hladší jsou stěny potrubí, tím je pro čerpadlo snazší čerpání vody podél dlouhého okruhu a zajištění požadovaného průtoku.
- Zahřívání způsobuje prodloužení podlahových topných trubek. Protože uvnitř betonového potěru není nikde růst, musí být splněna jedna ze dvou podmínek: malý koeficient tepelné roztažnosti materiálu nebo vysoká elasticita a pevnost skořepiny, což umožňuje, aby trubka seděla v omezeném prostoru bez porušení.
- Nouzové: v důsledku poruchy regulačních ventilů na směšovací jednotce kolektoru jsou topné okruhy naplněny vodou z kotle ohřátou na 70 ... 90 ° C. Materiál monolitických trubek musí odolat takovým teplotním skokům bez následků.
- Dalšími důležitými body jsou odolnost proti korozi, ochrana proti průniku kyslíku, snadná instalace a absence spojů uvnitř monolitu.
Poznámka. U vodních okruhů položených „suchým“ způsobem v dřevěných domech jsou kladeny méně přísné požadavky. TP jsou namontovány bez spřáhla, je zde dostatek prostoru pro tepelné prodloužení. Bod 3 seznamu již není relevantní.
V neposlední řadě hrají náklady na všechny komponenty TP - potrubí, armatury, distribuční hřeben. Srovnáváme tedy materiály použité výše uvedenými kritérii a cenou.
Vlastnosti polymerních trubek
Následující typy plastových potrubí se používají pro přepravu chladiva v systémech ohřevu vody v bytech a soukromých domech:
- PP-R a PP-RCT - polypropylenový náhodný kopolymer vyztužený vrstvou hliníku, čediče nebo skleněných vláken. Modifikace plastu PP-RCT se vyznačuje zvýšenou tepelnou odolností.
- PE-X - zesítěný polyethylen třídy A, B a C. Výrobky musí mít kyslíkovou bariéru - tenkou vrstvu nepropustného polymeru. Například potrubí Rehau používá komplexní sloučeninu ethylenvinyl glykol (EVOH).
- PE-RT - tepelně stabilizované polyethylenové výrobky s kyslíkovou bariérou.
- PE-X / Al / PEX a PE-X / Al / PE jsou pětivrstvé kovové plastové potrubí.
Odkaz. Podle GOST 32415-2013 jsou pro instalaci topných sítí vhodné také výrobky vyrobené z polybutylenu PB, polyvinylchloridu PVC-C, polypropylenového blokového kopolymeru a homopolymeru (PP-B, PP-H).Vzhledem k nejhorším technickým parametrům se tyto materiály v soukromé bytové výstavbě často nepoužívají.
Stručně o tom, jak spojit trubkové polymery v procesu montáže vytápění domácností:
- kabeláž z PP-R je spojena polypropylenovými tvarovkami pájením (tepelné polyfúzní svařování);
- zesílený a tepelně stabilizovaný polyethylen (PE-RT) je namontován axiálně ve 3 stupních - zapálení konce, napnutí kování kování, nastavení posuvné objímky;
- kov-plast je spojen dvěma způsoby - lisováním nebo lisováním.
Nyní stručně popíšeme jednotlivé typy potrubí, projdeme seznam požadavků a zkontrolujeme, jak jsou výrobky vhodné pro ohřev vody podlah v obývacích pokojích.
Polypropylen - materiál pro vytápění radiátorů
Navzdory cenové přitažlivosti a závazku mnoha řemeslníků používat PP-R, okamžitě si uvědomujeme, že z polypropylenových trubek nelze vyrobit teplou podlahu. Nestojí to za kontrolu ověření v praxi - jen pečlivě prostudujte technické vlastnosti materiálu a přečtěte si recenze majitelů domů, kteří chtěli tímto způsobem ušetřit peníze.
Jak jsou potrubí vyrobena z polypropylenu (viz obrázek):
- vnitřní vrstva PP-R, tvořící průchodový úsek dálnice;
- hliníková výztužná fólie, která inhibuje tepelné prodloužení a zabraňuje pronikání kyslíku;
- 2 lepicí vrstvy upevňující hliník polymerem;
- vnější ochranná vrstva PP-R je bílá nebo šedá (někteří výrobci mají zelenou).
Důležitý doplněk. Nyní výrobci polypropylenu místo perforované fólie položili uvnitř trubky vrstvu čediče nebo skleněných vláken.
Podívejme se, jak jsou trubky PP-R v souladu s požadavky na větve podlahového vytápění:
- Tepelná vodivost 0,24 W / (m • ° С) je nejhorší mezi polymerními produkty. Pokud vezmeme v úvahu tloušťku stěny 3,4 mm při Ø20 mm (vyztužené potrubí PP-R se nevyrábí o průměru 16 mm), získáme odpor přenosu tepla R = 0,0034 / 0,24 = 0,014 m² • ° C / W. Odpor je příliš vysoký pro aktivní přenos tepla.
- Není pochyb o hladkosti vnitřních stěn vůči polypropylenu - drsnost 0,01 mm nevytváří zvýšený hydraulický odpor.
- Při zahřátí na 50 stupňů přidá 100 metrů dlouhá trubka PP-R s hliníkovou vrstvou 150 mm na délku a 31 cm se skleněnými vlákny. Materiál může prasknout, především v kloubech.
- Odolnost vůči tlaku a teplotě není pochyb. Když je chladicí kapalina zahřátá na 70 ° C, linie PP-R klidně vydrží pracovní hlavu až do 13 barů. Zvýšíte-li teplotu na 95 ° C, klesne práh tlaku na 9 bar.
- Polymer je odolný vůči jakýmkoli chemickým vlivům a prakticky nepřechází kyslík do chladiva. Hlavním problémem je velké množství spár spadajících pod potěr, protože je nereálné ohýbat polypropylenovou sekci.
Poznámka. Technické parametry produktů PP-R jsou přijímány podle dokumentace značky Valtec zveřejněné na oficiálních webových stránkách společnosti. Pro spravedlivé srovnání jsme také od tohoto výrobce převzali ceny a vlastnosti dalších trubkových polymerů.
Vysvětlete některé body. Hodnota tepelného odporu stěn R = 0,014 m² • ° C / W nepovede průměrnému uživateli nic bez porovnání s výkonem ostatních plastů. Tyto výpočty jsou uvedeny níže v popisu trubek z polyethylenu a kovu a plastu.
Problém zahřívání polypropylenových systémů spočívá v nemožnosti vizuální kontroly kvality svařovacích spojů. Klouby někdy běží rok po vysokotlakých zkouškách (krimpování). Představte si důsledky úniku uvnitř konkrétního monolitu - hledání vady, rozbití potěru a opravu.
Samostatným problémem je dlouhý rozruch s instalací, v betonu bude spousta spár.Příklady topných okruhů shromážděných domácími řemeslníky z PP-R jsou uvedeny výše na fotografii. I nízká cena potrubí Ø20 - 51 ... 83 rublů. (0,8 ... 1,25 cu) na lineární metr - není základem pro použití takových trubek v teplých podlahách.
Parametry zesítěného a tepelně odolného polyethylenu
Trubky z plastu PE-X se vyrábějí ve dvou variantách - 3 a 5 vrstvové. Rozdíl spočívá v umístění antifúzní bariéry - v prvním případě nepropustný polymer EVOH slouží jako vnější obal trubky, ve druhém - je položen uvnitř stěny a přilepen na obě strany polyethylenu. Vnější barva - hnědá, stříbrná, červená.
Uživatelé se často ptají, které polyethylenové trubky je lepší použít pro podlahové vytápění - PE-X nebo PE-RT, jak se liší. Odpovídáme:
- molekulární mříž plastu PE-X je zesíťována 3 způsoby, tedy tři typy polyethylenu - A, B a C;
- z hlediska instalace a provozu vytápění se potrubí z PE-X / A neliší od PE-X typu B a C;
- materiál se zvýšenou tepelnou odolností PE-RT je vyroben z běžného polyethylenu pomocí levnější technologie - složitá molekula polymeru je modifikována pomocí větví;
- PE-RT je nižší než PE-X, pokud jde o trvanlivost, pevnost a tepelnou stabilitu;
- PEX je výrazně dražší než PE-RT, asi 20–40%;
- Stěny potrubí PERT postrádají antidifúzní bariéru, proto je chladicí kapalina nasycena kyslíkem rychlostí nejméně 0,1 g / m3 • den. (na čerstvém vzduchu);
- Materiál PE-RT je termoplast, potrubí může být opakovaně taveno a svařováno bez ztráty vlastností.
Odkaz. Náklady na zesíťovanou polyethylenovou trubku Valtec 16 x 2 mm jsou 51 rublů. na metr (asi 0,8 cu). Výrobek stejného průměru vyrobený z termostabilního plastu PE-RT stojí 33 rublů / 1 m. P. (0,5 cu).
Pojďme k našemu seznamu požadavků:
- Potrubí pro teplou vodu „PEX“ a „PERT“ má stejnou tepelnou vodivost - 0,38 W / (m • ° С). Vypočítáme tepelný odpor stěn o tloušťce 2 mm: R = 0,002 / 0,38 ≈ 0,005 m² • ° C / W - téměř 3krát nižší než u SPR. To znamená, že polyethylenové obvody mnohem lépe přenášejí teplo na potěr.
- Ekvivalentní drsnost povrchu - 0,007 mm - vynikající indikátor hladkosti potrubí.
- Po zahřátí na 50 ° C bude 100 metrů volná část potrubí PEX prodloužena až o 100 cm. Ale díky pružnosti a některým technikám montáže je roztažení uvnitř betonové desky tiše kompenzováno materiálem.
- Maximální pracovní teplota materiálu PE-X je 90 ° C, PE-RT je 80 stupňů a krátkodobá dovolená teplota je 95 a 90 ° C. Provozní tlak chladicí kapaliny je 6 ... 10 Bar, v závislosti na stupni zahřívání. Parametry splňují požadavky na okruhy topné vody.
Slabou stránkou polyetylenových systémů je propustnost kyslíku. Vybaven bariérou PEX, umožňuje méně než 0,1 g / m³ za den, zatímco PERT umožňuje mnohem více. Ale protože trubky jsou monolitické s cementovou pískovou maltou, přístup vzduchu je výrazně omezen, kyslík je minimalizován.
Polyethyleny mají dvojí vlastnost - molekulární paměť, která způsobuje, že se potrubí ohýbá na původní tvar zátoky. Tato vlastnost komplikuje upevnění topných smyček k izolaci podlahy - pokud se trubka neotáčí kolem své vlastní osy, konce se začnou vydouvat nahoru. Jak se vypořádat s popsaným fenoménem, podívejte se na video našeho odborníka.
Pozitivním účinkem molekulární paměti je schopnost zotavit se z přerušení. Stačí napravit místo poškození a zahřát ho pomocí fénů na budování - plast získá svůj předchozí tvar, aniž by ztratil pružnost a pevnost.
Analyzujeme vlastnosti kovu
Ve skutečnosti je tato pětivrstvá trubka analogem materiálu PEX, kde tuhý hliníkový rám o tloušťce 0,25 ... 0,4 mm (v závislosti na průměru produktu) působí jako polymer antioxidantu EVOH. Uvnitř prochází samonosná trubice ze zesítěného polyethylenu - skořepina ze stejného plastu.Vrstvy konstrukce jsou upevněny speciálním lepidlem.
Odkaz. Značení trubek z kovového polymeru odpovídá struktuře - PEX-AL-PEX. Zajímavé: značka Rehau nabízí univerzální řadu potrubí RAUTITAN Stabi s vnějším pláštěm z běžného (nezesíťovaného) polyethylenu.
Metal-plast budeme analyzovat podle původně stanovených kritérií:
- Tepelná vodivost pětivrstvé struktury je 0,45 W / (m • ° С), tloušťka stěny trubek o průměru 16 a 20 mm je 2 mm. Proto je odpor přenosu tepla R roven 0,002 / 0,45 = 0,004 m² • ° C / W.
- Prodloužení ohřevu úseku o délce 100 metrů o 50 ° C je pouze 13 cm.
- Provozní teplota při tlaku 10 bar - až 95 stupňů, krátkodobá nouzová situace - 130 ° C. Propustnost stěn kyslíkem je téměř nulová.
- Cena potrubí Valtec Ø16 x 2 je 60 rublů. (0,9 cu), Ø20 x 2 - 97 rublů. (1,45 cu) na lineární metr.
Vezměte prosím na vědomí: ukazatele tepelné vodivosti, provozní teploty a protažení kovových a plastových struktur jsou nejlepší ze všech polymerních trubek. Hladkost materiálu není uvedena, protože hodnota drsnosti je identická s polyethylenem - 0,007 mm.
Důležitým rozdílem mezi kovovým plastem je absence molekulární paměti. Při ohýbání má pevný hliníkový rám požadovaný tvar, čímž překonává elastickou pevnost polyethylenových vrstev. Uvedená vlastnost je velkou pomocí při instalaci, hlavní věcí je udržovat minimální poloměr ohybu 6 a 8 cm pro trubky Ø16 a 20 mm.
Kovové trubky pro podlahové vytápění
V moderních tepelných rozvodech venkovských domů se používají ocelové, nerezové a měděné trubky. Pro instalaci systémů podlahové vody se používají 2 typy kovových potrubí:
- žíhaná měď s vnějším průměrem 15, 18 a 22 mm s tloušťkou stěny 1 mm (prodává se v polích po 25 m);
- vlnitý nerez žíhaný ½ a ¾ palce (Ø15 ... 20 mm), stojan metr - od 10 do 50 m.
Reference historie. V sovětských dobách byly teplé podlahy uspořádány do mateřských škol v souladu s požadavky stavebních předpisů. Topné okruhy byly svařovány z trubek pozinkovaných vodou a plynem z černé oceli.
Hodnotíme parametry kovových trubek podle kritérií:
- Tepelná vodivost mědi a oceli je tak velká (389 a 45 W / m • ° С), takže nemá smysl provádět výpočty - podle této vlastnosti kov do řemene zastrčí jakýkoli plast.
- Ekvivalentní drsnost nových produktů je 0,01 mm. Během provozu se zhoršuje hladkost stěn, hydraulický odpor se postupně zvyšuje.
- Lineární expanze kovů je ve srovnání s polymery zanedbatelná - 55 ... 85 mm na 100 metrů tepelné sítě při teplotě delta 50 ° C. Materiály jsou dostatečně flexibilní, aby se prodloužily uvnitř betonu a nezničily potěr.
- Měď Ø18 x 1,0 mm tiše udržuje pracovní tlak až 67 bar při maximální teplotě 200 ° C. Parametry vlnité nerezové oceli jsou 15 barů a 150 stupňů. Uvedené indikátory pokrývají požadavky na TP s velkým rozpětím.
- Ocel a měď neumožňují průchod kyslíku, ale jsou náchylné ke zpomalení koroze. Slabiny - úseky protínající domácí elektrické vedení.
Problém s ohebnou nerezovou trubkou je zvlněná vlnitá struktura, která vytváří významný hydraulický odpor vůči proudění tekutiny. V délce 1 cm jsou nejméně 20 vrcholů více než milimetr vysoká. Druhý okamžik: v korytech se začne shromažďovat malý písek, který se pohybuje podél systému spolu s chladicí kapalinou.
Informace o ceně materiálů. Měděná trubka Ø18 x 1,0 stojí asi 500 rublů. na metr (7,5 cu), nerezová ocel Ø20 mm (vnitřní - 15 mm) bude stát 155 rublů / 1 m (2,3 cu).
Přes vynikající výkon se měď pro instalaci TP zřídka používá. Příčiny:
- materiál je několikrát dražší než polymery;
- složitost pokládky potrubí - pro přesné ohýbání a vytváření smyček teplé podlahy je nutná zkušenost;
- Potrubí se bojí uzlů, které lze opravit pouze profesionálním pájením.
Pokud jde o zvlnění: kromě problémů s hydraulikou je zde také nedůvěra. Skutečností je, že materiál se objevil na trhu relativně nedávno a nedokázal zpracovat podlahové systémy po dobu 10–20 let. To znamená, že skutečná trvanlivost nerezové oceli není známa.
Výběr nejlepší možnosti pro TP
Pokud pečlivě prostudujeme analýzu každého typu potrubí, můžeme vyvodit předběžný závěr: měď vyhrává ve všech provozních ukazatelích, ale výrazně ztrácí na polymerech v ceně. Zvlnění z nerezové oceli také nebude alternativou k polyethylenu - v hydraulice je dvakrát dražší a horší.
Jaké potrubí použít pro teplou podlahu na prvním místě:
- Číslo 1 našeho hodnocení je PEX-AL-PEX, kovovýroba prověřená mnohaletou praxí. Materiál je relativně levný, vhodný pro instalaci pro kutily, odolný, dobře přenáší teplo a mírně se prodlužuje z ohřevu.
- Zesítěný polyethylen PE-X - trubky pro profesionály, kteří umí vytvářet vysoce kvalitní obrysy TP. „PEX“ se po přestávce snadno obnoví, ale vede horší teplo a výrazně se rozšiřuje z rostoucí teploty.
- Žáruvzdorný polyetylén PE-RT je cenovou variantou pro profesionální instalaci. Hlavními nevýhodami jsou propustnost kyslíku a výrazné zkrácení životnosti v případě přehřátí.
- Čtvrté místo měděné trubky je kvůli vysoké ceně, která není k dispozici pro většinu běžných majitelů domů. Pokud nebude tento faktor zohledněn, bude měď ideální volbou pro podlahové vytápění.
- Vlnitá nerezová ocel je vhodná pro krátké profily, například spojovací hadice a hadice. Pokládka vlnitých trubek pod potěr není velmi dobrým řešením.
- Polypropylen vůbec nepoužíváme.
Komentář. Při porovnávání různých potrubních systémů nebyly zohledněny náklady na armatury, protože podlahové obvody jsou namontovány bez připojení.
Doporučení pro správnou instalaci a betonování potrubí PE-X a PE-RT. Aby se snížilo prodloužení topných vláken, nepřekračujte počet trubek v jednom okruhu - 100 m, ideálně 80 m. Před naplněním roztoku naplňte systém vodou a načerpejte zkušební tlak (1,5krát vyšší než pracovní tlak). Technologie pro instalaci TP je podrobně popsána v samostatném článku.
Přidáme několik argumentů ve prospěch výběru polyethylenu nebo kovového plastu pro vytápění podlah. Zaprvé, polymery se v evropských zemích dlouho a úspěšně používají. Za druhé, chemické složení základní látky se neustále zlepšuje a vlastnosti se zlepšují. Za třetí, polymerní trubky jsou velmi trvanlivé, standardní životnost je 50 let.
O průměru topných trubek
Obvykle mají majitelé domů při samoorganizování podlah vytápěných vodou otázku, jaký průměr potrubí zvolit - 16 nebo 20 mm. Pokusíme se odpovědět v přístupném jazyce:
- v naprosté většině případů jsou topné nitě pokládány trubkami Ø16 mm (vnitřní průchod - DN10);
- průměr 20 mm (DN15) musí být použit na dlouhých konturách, jejichž délka je 100 ... 120 metrů;
- použití větších potrubí je odůvodněné v místnostech s velkou plochou s vysokými stropy, vyhřívaných pouze systémem TP bez pomoci radiátorů.
Nejlepší způsob, jak zvolit správný průměr a zároveň zjistit spotřebu trubek pro teplé podlahy, je spočítat. Zveme vás, abyste se seznámili s metodikou výpočtu zveřejněnou jako podrobný průvodce.