Quando si installano i circuiti dell'acqua per il riscaldamento a pavimento, gli artigiani di solito usano 2 tipi di tubazioni: metallo-plastica e polietilene reticolato. I motivi di questa scelta non sono chiari per tutti i proprietari di case, poiché la vera gamma di materiali è molto più ampia: polipropilene (PP-R), rame, acciaio nero, acciaio inossidabile ondulato. Il nostro compito è quello di considerare queste opzioni e infine scoprire quale tubo per un pavimento caldo è migliore in termini di prestazioni e prezzo.
Criteri di valutazione per i materiali dei tubi
Per scegliere i tubi giusti per un pavimento caldo, è necessario avere una buona conoscenza delle condizioni operative del materiale. Essendo all'interno del massetto, la linea di riscaldamento non solo trasferisce il calore al monolite, ma subisce anche stress meccanici dovuti alla pressione dell'acqua e alla sua stessa espansione.
Di conseguenza, sono richiesti requisiti rigorosi per il materiale:
- Il riscaldamento a pavimento (abbreviato in TP) è un sistema di riscaldamento a bassa temperatura in cui l'acqua viene riscaldata a un massimo di 55 gradi, la modalità operativa è di circa 40/30 ° С. Per trasferire rapidamente energia dal liquido di raffreddamento alla lastra di cemento, le pareti del tubo devono avere una conduttività termica sufficiente.
- La lunghezza dei circuiti TP raggiunge spesso 100-120 metri (a seconda del diametro scelto della tubazione). Lunghezza maggiore = elevata resistenza idraulica, aggravata dalla rugosità della superficie interna. In un linguaggio semplice: più lisce sono le pareti del tubo, più facile sarà per la pompa pompare acqua lungo un circuito lungo e fornire la portata richiesta.
- Il riscaldamento provoca l'allungamento dei tubi del riscaldamento a pavimento. Poiché all'interno del massetto di cemento non è possibile crescere da nessuna parte, è necessario soddisfare una delle due condizioni: un piccolo coefficiente di dilatazione termica del materiale o elevata elasticità e resistenza del guscio, che consente al tubo di adattarsi in uno spazio limitato senza rompersi.
- Emergenza: a causa della rottura delle valvole di controllo sull'unità di miscelazione del collettore, i circuiti di riscaldamento vengono riempiti con acqua della caldaia riscaldata a 70 ... 90 ° C. Il materiale dei tubi monolitici deve resistere a tali salti di temperatura senza conseguenze.
- Altri punti importanti sono la resistenza alla corrosione, la protezione contro la penetrazione di ossigeno, la facilità di installazione e l'assenza di giunti all'interno del monolito.
Nota. Per i circuiti idraulici, metodo "a secco" posato nelle case di legno, vengono proposti requisiti meno rigorosi. I TP sono montati senza accoppiatore, c'è molto spazio per l'estensione termica. L'articolo 3 dell'elenco non è più pertinente.
Non ultimo il ruolo è giocato dal costo di tutti i componenti TP - tubazioni, raccordi, pettine di distribuzione. Quindi confrontiamo i materiali utilizzati dai criteri e il prezzo di cui sopra.
Caratteristiche dei tubi polimerici
I seguenti tipi di tubazioni in plastica sono utilizzati per il trasporto di refrigerante nei sistemi di riscaldamento dell'acqua di appartamenti e case private:
- PP-R e PP-RCT - copolimero casuale in polipropilene rinforzato con uno strato di alluminio, basalto o fibra di vetro. La modifica della plastica PP-RCT è caratterizzata da una maggiore resistenza termica.
- PE-X - polietilene reticolato di grado A, B e C. I prodotti devono avere una barriera all'ossigeno - uno strato sottile di polimero impermeabile. Ad esempio, i tubi Rehau utilizzano il composto complesso etilen glicole glicole (EVOH).
- PE-RT - prodotti in polietilene stabilizzato termicamente con barriera all'ossigeno.
- PE-X / Al / PEX e PE-X / Al / PE sono condutture in metallo-plastica a cinque strati.
Riferimento. Secondo GOST 32415-2013, per l'installazione di reti di riscaldamento, sono adatti anche prodotti in polibutilene PB, polivinilcloruro PVC-C, copolimero a blocchi di polipropilene e omopolimero (PP-B, PP-H).Questi materiali non sono ampiamente utilizzati nella costruzione di abitazioni private a causa dei peggiori parametri tecnici.
Brevemente su come collegare i polimeri dei tubi nel processo di assemblaggio del riscaldamento domestico:
- il cablaggio in PP-R è unito da raccordi in polipropilene mediante saldatura (saldatura a polifusione termica);
- il polietilene reticolato e stabilizzato al calore (PE-RT) è montato assialmente in 3 fasi: svasatura dell'estremità, tensionamento del raccordo del raccordo, regolazione del manicotto scorrevole;
- metallo-plastica è collegato in 2 modi: compressione o stampa.
Ora forniremo una breve descrizione di ogni tipo di conduttura, esamineremo l'elenco dei requisiti e verificheremo come i prodotti sono adatti per il riscaldamento dell'acqua dei pavimenti nei salotti.
Polipropilene - materiale per il riscaldamento del radiatore
Nonostante l'attrattiva dei prezzi e l'impegno di molti artigiani nell'uso del PP-R, notiamo immediatamente che è impossibile realizzare un pavimento caldo con tubi in polipropilene. Non vale la pena verificare l'approvazione in pratica - basta studiare attentamente le caratteristiche tecniche del materiale e leggere le recensioni dei proprietari di case che volevano risparmiare in questo modo.
Come sono realizzate le tubazioni in polipropilene (vedi diagramma):
- lo strato interno di PP-R, che costituisce la sezione di passaggio dell'autostrada;
- foglio di rinforzo in alluminio che inibisce l'allungamento termico e impedisce la penetrazione di ossigeno;
- 2 strati adesivi di fissaggio in alluminio con polimero;
- lo strato protettivo esterno PP-R è bianco o grigio (alcuni produttori hanno il verde).
Un'aggiunta importante. Ora i produttori di polipropilene al posto della lamina perforata posano uno strato di basalto o fibra di vetro all'interno del tubo.
Vediamo come i tubi in PP-R sono coerenti con i requisiti per i rami del riscaldamento a pavimento:
- La conduttività termica 0,24 W / (m • ° С) è la peggiore tra i prodotti polimerici. Se prendiamo in considerazione lo spessore della parete di 3,4 mm a Ø20 mm (le tubazioni in PP-R rinforzate non sono prodotte con un diametro di 16 mm), otteniamo la resistenza al trasferimento di calore R = 0,0034 / 0,24 = 0,014 m² • ° C / W. La resistenza è troppo alta per il trasferimento di calore attivo.
- Non ci sono dubbi sulla scorrevolezza delle pareti interne rispetto al polipropilene: una rugosità di 0,01 mm non crea una maggiore resistenza idraulica.
- Se riscaldato a 50 gradi, un tubo in PP-R da 100 metri con uno strato di alluminio aggiungerà 150 mm di lunghezza e 31 cm con fibra di vetro.L'elasticità del polipropilene è molto bassa, a causa della quale il prodotto all'interno del monolito sarà sotto carico elevato. Il materiale può rompersi, principalmente alle articolazioni.
- La resistenza a pressione e temperatura non è in dubbio. Quando il refrigerante viene riscaldato a 70 ° C, la linea PP-R resiste con calma a una testa di lavoro fino a 13 Bar. Se si aumenta la temperatura a 95 ° C, la soglia di pressione scende a 9 bar.
- Il polimero è resistente a qualsiasi influenza chimica e praticamente non passa ossigeno nel liquido di raffreddamento. Il problema principale è il gran numero di giunti che cadono sotto il massetto, perché non è realistico piegare la sezione di polipropilene.
Nota. I parametri tecnici dei prodotti PP-R sono adottati secondo la documentazione del marchio Valtec pubblicata sul sito ufficiale dell'azienda. Abbiamo anche preso i prezzi e le caratteristiche di altri polimeri per tubi da questo produttore per un confronto equo.
Spiegare alcuni punti. Il valore della resistenza termica delle pareti R = 0,014 m² • ° C / W non dirà nulla all'utente medio senza confronto con le prestazioni di altre materie plastiche. Questi calcoli sono riportati di seguito nelle descrizioni dei tubi in polietilene e metallo-plastica.
Il problema del riscaldamento dei sistemi in polipropilene è l'incapacità di controllare visivamente la qualità dei giunti di saldatura. A volte le articolazioni vengono eseguite un anno dopo i test ad alta pressione (crimpatura). Immagina le conseguenze di una perdita all'interno di un monolite di cemento: ricerca di un difetto, rottura del massetto e riparazione.
Un problema a parte è una lunga confusione con l'installazione, ci saranno molti giunti in cemento.Esempi di circuiti di riscaldamento raccolti da artigiani domestici in PP-R sono mostrati sopra nella foto. Anche il prezzo basso del tubo Ø20 - 51 ... 83 rubli. (0,8 ... 1,25 cu) per metro lineare - non è la base per l'uso di tali tubi in pavimenti caldi.
Parametri di polietilene reticolato e resistente al calore
I tubi in plastica PE-X sono prodotti in due varietà: 3 e 5 strati. La differenza sta nella posizione della barriera anti-diffusione - nel primo caso, il polimero EVOH impermeabile funge da guscio esterno del tubo, nel secondo - viene posato all'interno della parete e incollato su entrambi i lati del polietilene. Colore esterno: marrone, argento, rosso.
Gli utenti spesso si chiedono quali tubi di polietilene è meglio prendere per il riscaldamento a pavimento - PE-X o PE-RT, in cosa differiscono. Noi rispondiamo:
- il reticolo molecolare della plastica PE-X è reticolato in 3 modi, quindi i tre tipi di polietilene - A, B e C;
- dal punto di vista dell'installazione e del funzionamento del riscaldamento, i tubi in PE-X / A non differiscono dai tipi PE-X B e C;
- materiale di maggiore resistenza al calore PE-RT è realizzato in polietilene normale utilizzando una tecnologia più economica - una molecola polimerica complessa viene modificata utilizzando rami;
- PE-RT è inferiore a PE-X in termini di durata, resistenza e stabilità termica;
- PEX è significativamente più costoso di PE-RT, circa il 20–40%;
- Le pareti del tubo PERT mancano di una barriera anti-diffusione, pertanto il liquido di raffreddamento è saturo di ossigeno ad una velocità di almeno 0,1 g / m³ • giorno. (all'aria aperta);
- Il materiale PE-RT è termoplastico, la tubazione può essere ripetutamente fusa e saldata senza perdita di proprietà.
Riferimento. Il costo di un tubo in polietilene reticolato Valtec 16 x 2 mm è di 51 rubli. per metro (circa 0,8 cu). Un prodotto dello stesso diametro in plastica termostabile PE-RT costa 33 rubli / 1 m. P. (0,5 cu).
Passiamo al nostro elenco di requisiti:
- Il tubo per pavimento di acqua calda “PEX” e “PERT” ha la stessa conduttività termica - 0,38 W / (m • ° С). Calcoliamo la resistenza termica delle pareti con uno spessore di 2 mm: R = 0,002 / 0,38 ≈ 0,005 m² • ° C / W - quasi 3 volte inferiore a quello dell'SPR. Cioè, i circuiti in polietilene trasferiscono molto meglio il calore sul massetto.
- Rugosità superficiale equivalente - 0,007 mm - un eccellente indicatore di levigatezza del tubo.
- Dopo essersi riscaldato a 50 ° C, la sezione libera di 100 metri della tubazione PEX verrà estesa fino a 100 cm, ma grazie all'elasticità e ad alcune tecniche di montaggio, l'espansione all'interno della lastra di cemento viene compensata silenziosamente dal materiale.
- La massima temperatura di lavoro del materiale PE-X è di 90 ° C, PE-RT è di 80 gradi, il breve termine consentito è rispettivamente di 95 e 90 ° C. La pressione di esercizio del liquido di raffreddamento è 6 ... 10 Bar, a seconda del grado di riscaldamento. I parametri soddisfano i requisiti per i circuiti di riscaldamento dell'acqua.
Il punto debole dei sistemi in polietilene è la permeabilità all'ossigeno. Dotato di una barriera PEX, consente meno di 0,1 g / m³ al giorno, mentre PERT ne consente molto di più. Ma poiché i tubi sono monolitici con malta di cemento e sabbia, l'accesso all'aria è significativamente limitato, la penetrazione di ossigeno è ridotta al minimo.
I polietileni hanno una duplice proprietà: la memoria molecolare, che fa piegare la tubazione alla forma originale della baia. La funzione complica il fissaggio dei circuiti di riscaldamento all'isolamento del pavimento: se il tubo non viene ruotato attorno al proprio asse, le estremità inizieranno a gonfiarsi verso l'alto. Come affrontare il fenomeno descritto, guarda il video del nostro esperto.
L'effetto positivo della memoria molecolare è la capacità di riprendersi da una pausa. È sufficiente raddrizzare il luogo del danno e riscaldarlo con un asciugacapelli per l'edilizia - la plastica prenderà la sua forma precedente senza perdere elasticità e resistenza.
Analizziamo le proprietà del metallo
In realtà, questo tubo a cinque strati è un analogo del materiale PEX, in cui un telaio in alluminio rigido con uno spessore di 0,25 ... 0,4 mm (a seconda del diametro del prodotto) funge da polimero antiossidante EVOH. All'interno, un tubo autoportante in polietilene reticolato passa all'esterno, un guscio della stessa plastica.Gli strati di costruzione sono fissati con una colla speciale.
Riferimento. La marcatura dei tubi in polimero metallico corrisponde alla struttura - PEX-AL-PEX. Un punto interessante: il marchio Rehau offre una linea universale di tubazioni RAUTITAN Stabi con un guscio esterno in polietilene ordinario (non reticolato).
Analizzeremo metallo-plastica secondo i criteri inizialmente specificati:
- La conduttività termica della struttura a cinque strati è 0,45 W / (m • ° C), lo spessore delle pareti dei tubi con un diametro di 16 e 20 mm è di 2 mm. Pertanto, la resistenza di trasferimento di calore R è pari a 0,002 / 0,45 = 0,004 m² • ° C / W.
- L'estensione dal riscaldamento di una sezione di 100 metri di 50 ° C è di soli 13 cm.
- Temperatura di esercizio a una pressione di 10 Bar - fino a 95 gradi, emergenza a breve termine - 130 ° C. La permeabilità all'ossigeno delle pareti è vicina allo zero.
- Il prezzo del tubo Valtec Ø16 x 2 è di 60 rubli. (0,9 cu), Ø20 x 2 - 97 rubli. (1,45 cu) per metro lineare.
Nota: gli indicatori di conduttività termica, temperatura di esercizio e allungamento delle strutture in metallo-plastica sono i migliori tra tutti i tubi polimerici. La levigatezza del materiale non è menzionata, poiché il valore di rugosità è identico al polietilene - 0,007 mm.
Una differenza importante tra la plastica del metallo è l'assenza di memoria molecolare. Durante la flessione, il telaio in alluminio rigido assume la forma richiesta, superando la resistenza elastica degli strati di polietilene. La proprietà specificata è di grande aiuto durante l'installazione, l'importante è mantenere un raggio di curvatura minimo di 6 e 8 cm per tubi Ø16 e 20 mm, rispettivamente.
Tubi metallici per riscaldamento a pavimento
Nelle moderne reti di approvvigionamento di calore di case di campagna, vengono utilizzati tubi in acciaio, acciaio inossidabile e rame. Per l'installazione di sistemi idrici a pavimento, vengono utilizzati 2 tipi di condotte metalliche:
- rame ricotto con un diametro esterno di 15, 18 e 22 mm con uno spessore della parete di 1 mm (venduto in baie di 25 m);
- Ø15 ... 20 mm ricotto inossidabile ondulato ½ e ¾ pollici, contatore della baia - da 10 a 50 m.
Riferimento storico. In epoca sovietica, i piani caldi venivano sistemati nelle scuole materne in conformità con i requisiti dei codici di costruzione. I circuiti di riscaldamento sono stati saldati da tubi zincati acqua-gas in acciaio nero.
Valutiamo i parametri dei tubi metallici secondo i criteri:
- Il coefficiente di conducibilità termica di rame e acciaio è così grande (rispettivamente 389 e 45 W / m • ° С) che non ha senso effettuare calcoli - secondo questa caratteristica, il metallo inserirà la plastica nella cinghia.
- La rugosità equivalente dei nuovi prodotti è di 0,01 mm. Durante il funzionamento, la levigatezza delle pareti si deteriora, la resistenza idraulica aumenta gradualmente.
- L'espansione lineare dei metalli è insignificante rispetto ai polimeri - 55 ... 85 mm per 100 metri della conduttura di calore ad un delta di temperatura di 50 ° C. I materiali sono abbastanza flessibili da allungarsi all'interno del calcestruzzo e non rompere il massetto.
- Il rame Ø18 x 1,0 mm mantiene silenziosamente una pressione di esercizio fino a 67 Bar a una temperatura massima di 200 ° C. I parametri ondulati in acciaio inossidabile sono rispettivamente 15 Bar e 150 gradi. Gli indicatori dichiarati coprono i requisiti per TP con un ampio margine.
- L'acciaio e il rame non consentono il passaggio dell'ossigeno, ma sono soggetti a corrosione lenta. Debolezze - sezioni che attraversano le linee elettriche domestiche.
Il problema con un tubo inossidabile flessibile è una struttura corrugata ondulata che crea una significativa resistenza idraulica al flusso del fluido. A una lunghezza di 1 cm ci sono almeno 20 picchi più alti di un millimetro. Il secondo momento: nelle vasche inizierà a raccogliere sabbia piccola, viaggiando lungo il sistema insieme al liquido di raffreddamento.
Informazioni sul prezzo dei materiali. Un tubo di rame Ø18 x 1,0 costa circa 500 rubli. per metro (7,5 cu), l'acciaio inossidabile Ø20 mm (interno - 15 mm) avrà un costo di 155 rubli / 1 m (2,3 cu).
Nonostante le eccellenti prestazioni, il rame viene utilizzato raramente per l'installazione di TP. cause:
- il materiale è molte volte più costoso dei polimeri;
- la complessità della posa del tubo: per curvare e formare con precisione anelli del pavimento caldo, è necessaria esperienza;
- la pipeline ha paura dei nodi che possono essere riparati solo con saldature professionali.
Riguardo alla corrugazione: oltre ai problemi con l'idraulica, c'è una questione di sfiducia. Il fatto è che il materiale è apparso sul mercato relativamente di recente e non è riuscito a lavorare nei sistemi di pavimentazione per 10-20 anni. Cioè, la vera durabilità dell'acciaio inossidabile è sconosciuta.
Scegliere l'opzione migliore per TP
Se studiamo attentamente l'analisi di ogni tipo di tubazioni, possiamo trarre una conclusione preliminare: il rame vince in tutti gli indicatori operativi, ma perde significativamente a causa dei polimeri nel prezzo. Anche la corrugazione dell'acciaio inossidabile non sarà un'alternativa al polietilene: è due volte più costosa e peggio dell'idraulica.
Quale tubo usare per un pavimento caldo in primo luogo:
- Il numero 1 della nostra valutazione è PEX-AL-PEX, una lavorazione dei metalli comprovata da molti anni di pratica. Il materiale è relativamente economico, conveniente per l'installazione fai-da-te, resistente, trasferisce bene il calore e si allunga leggermente dal riscaldamento.
- Polietilene PE-X reticolato: tubi per professionisti in grado di realizzare contorni di alta qualità in TP. "PEX" è facilmente ripristinabile dopo una pausa, ma peggiora il calore e si espande notevolmente dall'aumento delle temperature.
- Il polietilene PE-RT resistente al calore è un'opzione economica per l'installazione professionale. I principali svantaggi sono la permeabilità all'ossigeno e una significativa riduzione della durata in caso di surriscaldamento.
- Il quarto posto del tubo di rame è dovuto al prezzo elevato che non è disponibile per la maggior parte dei proprietari di case ordinari. Se questo fattore non viene preso in considerazione, il rame sarà un'opzione ideale per il riscaldamento a pavimento.
- L'acciaio inossidabile ondulato è adatto per sezioni brevi, ad esempio per il collegamento di tubi flessibili e flessibili. La posa di tubi corrugati sotto il massetto non è un'ottima soluzione.
- Non usiamo affatto polipropilene.
Commento. Nel confrontare diversi sistemi di tubazioni, il costo dei raccordi non è stato preso in considerazione, poiché i circuiti del pavimento sono montati senza connessioni.
Raccomandazione per la corretta installazione e betonaggio di condotte PE-X e PE-RT. Per ridurre l'allungamento delle filettature del riscaldamento, non superare il numero di tubi in un circuito - 100 m, idealmente 80 m. Prima di riempire la soluzione, riempire il sistema con acqua e pompare la pressione di prova (1,5 volte superiore a quella di lavoro). La tecnologia per l'installazione di TP è descritta in dettaglio in un articolo separato.
Aggiungiamo alcuni argomenti a favore della scelta del polietilene o della plastica metallica per il riscaldamento dei pavimenti. In primo luogo, i polimeri sono stati usati a lungo e con successo nei paesi europei. In secondo luogo, la composizione chimica della sostanza di base viene continuamente migliorata e le proprietà migliorate. In terzo luogo, i tubi polimerici sono molto resistenti, la durata standard è di 50 anni.
Circa il diametro dei tubi di riscaldamento
Di solito, con l'auto-disposizione del riscaldamento a pavimento ad acqua, i proprietari di case hanno la domanda su quale diametro del tubo scegliere - 16 o 20 mm. Cercheremo di rispondere in una lingua accessibile:
- nella stragrande maggioranza dei casi, le filettature del riscaldamento sono posate con tubi Ø16 mm (passaggio interno - DN10);
- il diametro di 20 mm (DN15) deve essere utilizzato su contorni lunghi, la cui lunghezza è 100 ... 120 metri;
- l'uso di condotte più grandi è giustificato in stanze di una vasta area con soffitti alti, riscaldate solo dal sistema TP senza l'aiuto di radiatori.
Il modo migliore per scegliere il diametro giusto e allo stesso tempo scoprire il consumo di tubi per il riscaldamento a pavimento, è calcolare. Ti invitiamo a familiarizzare con la metodologia di calcolo pubblicata come guida dettagliata.