Медные трубы для отопления

О надежности медных труб наиболее красноречиво свидетельствует тот факт, что обнаруженная в пирамиде Хеопса водопроводная система, изготовленная именно из этого материала, и сегодня находится в рабочем состоянии, хотя монтаж ее производился более чем пять тысяч лет тому назад. В самом деле — медь материал, обладающий удивительным свойством проводить (в пять раз лучше чем сталь) электрический ток и тепло.

В некислотной естественной среде медь не подвержена коррозии. Даже имея небольшую толщину стенок, медные трубы для системы отопления имеют очень высокие показатели прочности и долговечности. На них не оказывает влияния давление и температура жидкости, которая транспортируется, они безразличны к охлаждению и нагреву — такие трубы «не ведет».

Именно способность меди не реагировать на низкие температуры дала возможность не прекращать строительно-монтажные работы в зимние морозы. Как видим, веских причин использовать медные трубы для отопления достаточно много. Главным аргументом, повлиявшим на сокращение применения этого материала явилась слишком высокая его цена — причина в том, что востребованность меди стала превышать возможные объемы ее производства.

Преимущества

Какие же доводы можно привести «за» использование медных труб в отопительных системах:

• примерно 80% отопительных систем — однотрубные. Чтобы получить температуру воды в последнем радиаторе в пределах 70 градусов — потребуется ее температура примерно в 120 градусов на входе в здание. Соответственно нормативам, температура теплоносителя в теплосети города не должна быть ниже 70 градусов, также она не должна превышать 150 градусов. Полипропиленовые и металлопластиковые изделия, в следствии технических характеристик материалов, имеют ограничение в температурном режиме и не рекомендуются к использованию в системах, где температура воды может превышать 95 градусов. Медные трубы выдерживают температуру до 300 градусов по Цельсию;
• способность выдерживать давление от 200 до 400 атмосфер, при этом паянные соединения не разрушаются. Металлопласт выдерживает давление всего в 6 атм. Нормальное рабочее давление в отопительной системе многоэтажек — от 6 до 8 атм;
• и еще очень важный момент — медь не очень боится замораживания. Медная труба способна выдержать до четырех циклов замораживания.

Применение медных труб в водоснабжении позволяет использовать бактериостатичные свойства меди, единственного из материалов, который противостоит инфильтрации загрязнений в сетях городского водоснабжения.

Сантехническая медь не подверженная воздействию хлора. И если, к примеру, в России по требованию СанПиНа разрешенный уровень хлорирования воды от 0,3 до 0,5 мг/л, то в Гонконге этот показатель составляет 5 мг/л, монтаж медного водопровода там практикуется повсеместно, стальные трубы там запрещены по законодательству, а полимерные изделия применяются в ограниченном количестве.

Использование медных труб в полимерной оболочке дает возможность надежной защиты от блуждающих токов.

Недостатки

Но какими-бы идеальными не казались медные трубы, их эксплуатация также может быть сопряжена с некоторыми проблемами:

• применение изделий без защитной оболочки и теплоизоляции невозможно при монолитном монтаже в стены; это может вызвать наружную коррозию, повреждающую трубы насквозь; есть угроза абразивного износа, причем он может возникнуть намного раньше окончания заявленного сока годности изделий, также на систему могут оказывать пагубное воздействие блуждающие токи;
• использование в сочетании с медными сантехизделий из алюминия может вызвать электрохимическую коррозию.
• Высокая цена медных труб для отопления

Соединение медных труб с проводниками теплоносителя из других материалов требует использования латунных переходников или арматуры.

Какое давление выдерживает медная труба

Для воздуховодов, отопительных, газовых, водопроводных магистралей часто применяют медные трубы. Изделия устойчивы к коррозии, перепадам температур, отличаются бактерицидными характеристиками и долговечностью. Используются в автомобилестроении, строительстве, для химической промышленности. Чтобы сделать правильный выбор, нужно знать, какое давление выдерживают медные трубы.

Физические свойства медной трубы

Характеристики влияют на выбор изделия для конкретных целей. Рассматривая такой металлопрокат, смотрят на следующие данные:

• ГОСТ;
• удельный вес;
• температуру плавления;
• коэффициент температурного расширения.

А теперь подробнее о свойствах продукции. Они понадобятся для определения того, какое давление выдерживает медная труба.

Химический состав изделия должен соответствовать нормам, предусмотренным ГОСТ 859-2001. Сырьём для изготовления таких труб служит медь марки М1-3. Кроме этого, нормами определяется толщина стенки проката для тонкостенной тянутой и толстостенной трубы. В первом варианте это ГОСТ 11383-75, во втором – ГОСТ 617-2006.

Документация указывает на такие характеристики, как:

• марка сырья;
• длина трубы;
• способ производства;
• метод и точность изготовления.

С учётом ГОСТ 26977-91 допускаются погрешности у готового металлопроката в косине среза, кривизне, овальности. Для труб прямоугольного сечения есть свои нормы, регламентированные ГОСТ 16774-78.

Существует два метода изготовления, в результате которых получают горячедеформированные и холоднодеформированные трубы. Первый вид представляет собой прессованный продукт металлопроката, у которого есть сварные стыки. Холоднодеформированные изготавливаются на прокатном стане.

Горячедеформированные изделия выпускают длиной 1‒6 метров, допускается изготовление материала длиной до 1 метра, но не более 10 % от партии. Холоднодеформированные ‒ 1,5‒6 метров длиной, редко ‒ до 1 метра. Эти данные регламентированы нормами ГОСТ 617-90. Стандарт также предусматривает допустимую косину среза не более 50 мм.

В процессе перевозки медные трубы защищают от активных химических веществ, механического воздействия и влияния влаги. При правильном хранении потребительские характеристики изделий не изменяются.

Удельный вес

Масса металлопроката Q зависит от нескольких составляющих и высчитывается по формуле:

Здесь число π – 3,14 – величина постоянная, а y обозначает плотность металла, которая для меди составляет 8,9 кг/м3. Изменяемые величины, которые зависят от параметров изделия: S – толщина стенки и D – наружный диаметр трубы. В расчёте они берутся в миллиметрах.

Температура плавления

Температура плавления изделия, независимо от его толщины и диаметра, составляет 1 083 градуса. Благодаря этому трубы применяют в системах отопления. Но нужно учитывать, что материал под воздействием горячей воды сильно нагревается. Поэтому прикасаться к нему опасно из-за возможности появления ожогов на теле.

С учётом высокой температуры плавления и устойчивости к коррозии изделия отличаются долговечностью и могут прослужить до полувека и более. После этого их переплавляют и применяют в изготовлении другой продукции.

Коэффициент температурного расширения

При использовании в отоплении медных труб давление горячей воды способствует их расширению. Это нужно обязательно учитывать при определении требуемой длины трубопровода. В противном случае появляется деформация материала, уменьшаются пропускные свойства отопительной системы, ломаются крепёжные элементы.

Расчёт температурного расширения также выполняется по формуле:

Здесь dL – значение теплового расширения; α – коэффициент температурного расширения. Он непостоянный, на его значение оказывают влияние физические характеристики изделия. В среднем для меди он составляет 1,5 мм. Tmax – это предельная температура теплоносителя в отопительной системе, а tc – температура воздуха в момент, когда производится установка отопления.

Чтобы рабочее давление в медных трубах было постоянным, при монтаже системы нужно предусмотреть гибкие компенсаторы. Это исключит деформацию материала и обеспечит бесперебойную работу системы.

Расчёт давления в медной трубе

Проектирование отопительных или водопроводных систем – важный процесс, в ходе которого определяют, какое давление держит медная труба. Оно создаётся современными насосами, ассортимент которых довольно обширен. Зная расчётное давление, легче выбрать агрегат с требуемыми характеристиками.

Для вычислений потребуются данные о физических характеристиках материала, которые описаны выше. Имеются в виду коэффициент температурного расширения, вес, температура плавления. Подставив данные в онлайн-калькулятор, легко рассчитать требуемое значение.

Рассмотрим четыре вида давления в медной трубе:

• рабочее – измеряется при стандартных условиях работы системы;
• пробное – определяется в процессе испытания системы при монтаже;
• условное – измеряется при температуре носителя 20 градусов;
• расчётное – определяется в процессе проектирования инженерной коммуникации.

Метр водяного столба – это единица практического измерения водяного давления. Что значит этот показатель? Одна атмосфера – такое давление отмечается в нижней части трубы с водой высотой 10 метров.

Рабочее давление рассчитывается по формуле:

В процессе проектирования трубопровода учитываются потери давления. Их высчитывают по формуле:

Таким образом, расчётное давление в трубопроводе определяют так:

Здесь μ – коэффициент трения, l – длина магистрали, d – внутренний диаметр трубы, SG – плотность жидкости, p – потери давления. Требуемые показатели можно определить по таблицам.

Допустим, 15х1 – показатель диаметра и толщины изделия. Имеем трубу весом 0,391 кг/м и вместимостью 0,133 литр/метр. Рабочее давление для неё составляет 5,7 мПа.

Достаточно найти онлайн-калькулятор и ввести соответствующие данные. Расчёт будет произведён в автоматическом режиме.

Преимущества использования медных труб

Выбирая дешёвый материал, многие потребители не учитывают его характеристики. А ведь, выдерживая максимальное давление, медные трубы служат много лет. Поэтому умные хозяева не скупятся на приобретение качественных материалов.

Преимущества использования медных труб:

• высокая теплопроводность;
• исключительная сопротивляемость коррозии;
• устойчивость к размораживанию, температурным колебаниям;
• выдающийся рабочий температурный режим – +110‒250 градусов;
• на внутренних стенках даже при продолжительном использовании не образуется отложений;
• длительность эксплуатационного срока достигает полувека и больше;
• минимальные затраты на обслуживание трубопроводов в течение всего периода эксплуатации.

Есть и недостатки, а точнее ‒ особенности: высокая стоимость и необходимость в специальном оборудовании для монтажа. Цена окупится с лихвой длительностью эксплуатации. А расчёт медной трубы на прочность и монтаж всегда можно доверить работникам с надлежащей квалификацией.

Медные трубы для отопления

Медные трубы использовались ещё 5 000 лет назад и до сих пор они сохранили свое рабочее состояние. Об этом свидетельствует факт нахождения водопроводной системы в пирамиде Хеопса. Электропроводность меди превышает стальную в 5 раз, а в некислотной среде медь не поддается коррозии. Системы отопления даже из тонкостенных медных труб имеют большую прочность и долговечность. Они не подвержены влиянию таких факторов, как перемена давления и температура теплоносителя в системе, форма таких труб остается неизменной.

Медь не реагирует на низкие температуры, и это свойство позволяет продолжать их монтаж при минусовой погоде. Все эти свойства меди не только позволяют, но делают её использование преимущественным перед другими материалами в системах отопления. Однако, есть большой минус — цена меди высока по причине большой востребованности и нехватки возможного объема производства.

Отопительная система с медными трубами

• Сети отопления на 80% состоят из одной трубы, поэтому, чтобы в последнем радиаторе системы вода была не менее 70˚С необходимо на вход подать воду в 120˚С. Согласно нормативам вода в городских сетях отопления должна быть не менее 70˚С и не должна превышать 150˚С. Металлопластиковые и полипропиленовые трубы по своим техническим параметрам не выдерживают такого температурного режима, они ограничены температурой в 95˚С, тогда как медь способна выдерживать 300˚С.
• Медные трубы способны выдерживать давление в системе в 200−400 атм, причем паяные участки остаются неизменными. Металлопласт может выдержать только 6 атм, а рабочее давление в центральной системе колеблется от 6 до 8 атм, то есть металлопластиковые трубы будут эксплуатироваться на максимальной возможности и быстро выходить из строя.
• Немаловажное свойство медных труб — они не очень боятся замораживания и без проблем готовы выдержать заморозку до 4 раз.
• Медь обладает бактериостатическим свойством, использование таких труб позволяет бороться с и загрязнениями в сетях централизованного водоснабжения.
• На медные трубы не имеет воздействия применяемый в России хлор.
• Чтобы избежать воздействия блуждающих токов медные трубы используют в полимерной оболочке.
• Срок службы современных труб из меди составляет порядка 100 лет, тогда как стальные-20, а пластиковые 50−60 лет.
• Трубы из меди легко гнутся, что облегчает монтаж.
• Эстетичный вид меди позволяет использовать их не маскировать в помещении.

Медь обладает хорошей теплопроводностью.

Недостатки:

• Чтобы не вызывать наружных коррозийных процессов, повреждающих трубу насквозь, необходимо использовать медные трубы в защитном покрытии и укутывать теплоизоляционными материалами в процессе монолитного монтажа стен. Применение защитной оболочки и теплоизоляции также позволит избежать воздействия на систему блуждающих токов и абразивного износа раньше гарантийного срока.
• Нельзя использовать медь в сочетании с алюминиевыми элементами в сантехнике, это вызывает электрохимическую коррозию.
• Медные трубы отличаются высокой стоимостью, однако, сантехнические аксессуары для монтажа гораздо дешевле пластиковых элементов, что в целом делает монтаж медной системы сопоставимым по ценам металлопластиковой.
• Соединять трубы, из меди и другого материала, можно только посредством латунных переходников или арматуры.

Когда целесообразно использовать медные трубы?

Медные трубы обеспечивают высокую прочность к воздействию температур более 100˚С, существующих в системах центрального отопления, которые работают на твёрдотопливных котлах.

Можно проводить прокладку труб на стене, не теряя эстетичного вида.

Если система отопления и водоснабжения имеет много разветвлений и предполагает монтировать большое число фитингов, то это удешевляет монтаж при всех достоинствах медных труб и делает их применение более целесообразным по сравнению с другими материалами.

Долговечность медных труб сравнима со сроком эксплуатации дома, поэтому если нет ограничений в финансах — монтаж таких труб будет оправдан.

Трубы из альтернативных материалов

Чтобы разобраться, когда какие трубы можно применить в отоплении, их нужно сравнить по нескольким параметрам и ответить на ряд вопросов:

• Какова будет система отопления — принудительная или самотечная.
• Вид монтажа трубы — внутри или снаружи стены, простая или сложная конфигурация системы.
• Максимальная и рабочая величина давления и температуры в системе.
• Цена

Проанализировав эти данные можно подобрать свой вариант.

Железные трубы

Сегодня на рынке предлагается большой выбор железных труб, хотя использование их свелось к применению в системе самотечного автономного отопления с использованием труб большого размера. Главным достоинством этих труб остается прочность, их нельзя повредить механическим способом. Они стойки к высоким температурам (более 1500˚С) и давлениям. Влага мало действует на металл, так как при длительной циркуляции одного и того же теплоносителя в системе кислород из неё быстро испаряется. Практика эксплуатации железных труб показывает, что срок службы у них более 20 лет.

Недостатком считается сложность монтажа, нужен квалифицированный сварщик для соединения труб, что ведет к значительному удорожанию конструкции, да и ремонт в уже обжитой комнате приведет к порче обоев и мебели, если ее невозможно будет отодвинуть. Железные трубы подвержены коррозии, поэтому монтировать их внутрь стены нецелесообразно. Также железные трубы имеют не очень привлекательный вид и ежегодно нуждаются в покраске. А вот большая теплопроводность внутри помещения является достоинством, увеличивает теплоотдачу, тогда как, проходя по неотапливаемым участкам, может значительно терять тепло и требует изоляции. Цена таких труб не высокая.

Пропиленовые трубы

Пропиленовые трубы тоже не так дороги, имеют небольшой вес, внутренняя поверхность у них гладкая, что препятствует нарастанию известкового налета, не ржавеют. Трубы из пропилена сохраняют долго свой внешний вид и не нуждаются в покраске. Срок службы относительно недолог — 20 лет, но зато они устойчивы к низким температурам и применение их на загородных дачах, когда хозяева оставляют надолго помещение без присмотра, здесь применение таких труб будет кстати.

К сожалению, система из полипропиленовых труб малопригодна для ремонта. И придется заменять весь участок. Низкая жесткость труб предполагает дополнительное крепление, чтобы под воздействием температур она не сильно прогибалась. Трубы имеют низкую термостойкость не более 70˚С, а климатические условия страны требуют большего нагрева труб, чтобы обеспечить комфорт в доме. Цена невысокая.

Металлопластиковые трубы

Металлопластиковые трубы стали очень популярны, потому что сочетают в себе лучшие качества стальных и пластиковых труб. Труба состоит из трех слоев. Основа — алюминиевая фольга, толщиной 0,2−0,3 мм, покрытая слоем пластика, защищающим металл от негативного воздействия агрессивных компонентов окружающей среды, и внутренний тонкий слой, нанесенный на фольгу для предотвращения появления различных осадков внутри просвета трубы. Соединение слоев осуществлено особым клеем с высокой адгезией к обоим компонентам — полимеру и металлу. Именно клеящий состав придает трубе прочность и эластичность.

Достоинствами металлопластиковых труб можно считать гладкую поверхность, эстетичный вид, легкость монтажа, не требующего специального оборудования. Также к ним следует отнести долговечность — 50 лет, экономия при раскрое и отсутствие остатков. Металлопластиковые трубы не проводят блуждающих токов, у них нет температурного расширения и их смело можно монтировать в стену.

К недостаткам следует отнести цену на всю систему, трубы сами недороги, а вот аксессуары к ним недешевы. Соединительные элементы имеют зауженное сечение, это снижает проходимость трубопровода, а при минусовых температурах произойдет разрыв. Их нельзя использовать в домах дачного типа.

Трубы из нержавеющей стали

Трубы из нержавеющей стали могут конкурировать с медными теплоносителями по цене и качеству. Такие трубы не ржавеют и не подвержены внутреннему загрязнению. Они имеют высокую теплопроводность и большой срок службы — 50 лет. Производятся сварные трубы, их можно использовать в отопительной системе, но есть вероятность протечки по шву, а ремонт обойдется недешево. Бесшовные трубы имеют больший срок службы, но и стоят гораздо дороже. Применять в отопительной системе целесообразно только тонкостенные трубы, но монтаж должен производить специалист.

Если рассмотреть отопление в квартире, то по надежности все трубы соответствуют предъявляемым требованиям. Медь и нержавеющая сталь — это самый дорогой, но универсальный материал, но все же преимущество металлопластиковых труб для отопления в современной квартире — это их малая теплопроводность, удастся избежать тепловых потерь, монтируя их в стену или под плинтус, невысокая цена и возможность самому смонтировать систему отопления без специальной квалификации. Медные трубы, обладающие высокой теплопроводностью, необходимо изолировать, чтобы проложить внутрь стены, они дороги для прокладки их в квартире. А вот в загородном доме медные трубы будут хорошим решением для тех, у кого финансы не ограничены. Они эстетичны, надежны и долговечны.