Пластиковые трубы в системах отопления жилого дома

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.

Трубопроводная обвязка домашней котельной

Применение

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.

Использование пластиковых труб для подключения батареи отопления

Эксплуатация труб

Эксплуатация отопительных коммуникаций в жилом секторе отличается следующими особенностями:

1. температура водяного теплоносителя в квартирных зданиях может достигать 105 градусов (СНиП 41–01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование»);
2. высокая химическая агрессия со стороны солевых добавок, растворенных в горячем теплоносителе;
3. коррозионная атака на внутренние поверхности труб и радиаторов в межсезонный период (при слитом теплоносителе);
4. 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.

Стальная труба отопления до и после эксплуатации в системе

5. возможные температурные перепады при резком охлаждении нагретой трубы или резком нагреве трубы остывшей;
6. обеспечение минимальных теплопотерь без теплоизоляции при транспортировке горячего теплоносителя;
7. резкие перепады давления рабочей среды (так называемые гидроудары).

Плюсы и минусы пластиковых труб

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).

Преимущества

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.

Декоративный короб для защиты трубопроводных коммуникаций над полом

Недостатки

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.

Полиэтиленовые трубы

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.

Структура трубы отопления из сшитого полиэтилена

Плюсы и минусы полиэтиленовых труб

Преимущества

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.

Недостатки

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.

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.

Труба РЕХ для тёплого пола

Соединение РЕХ-труб диаметрами до 32 мм производится при помощи фасонных фитингов и обжимных колец (так называемые пресс-фитинги и «обжимки»).

Полипропиленовые трубы

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.

На рисунке изображена структура армированной стекловолокном полипропиленовой PPR-трубы, изготовленной на основе рандом сополимера (что отражено в её обозначении PPR).

Структура PPR-трубы отопления

Армированные стекловолокном изделия предназначены для эксплуатации в системах отопления с температурой теплоносителя до 95 градусов Ц и давлении до 9 атм.

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.

Недостатки полипропиленовых труб

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.

Многообразие фитингов для

Металлопластиковые трубы

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.

Структура металлопластиковой трубы

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.

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.

Видео про выбор труб

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.

Полимерные трубы в составе внутренней разводки дома