Трубы для систем отопления: что необходимо знать при выборе материала?

Важнейшим элементом в любой водяной системе отопления (СО) являются трубы. Если провести аналогию с организмом человека, то котел – это сердце, а трубопровод, по которому перемещается теплоноситель – кровеносные сосуды. От материала, теплопроводности и их формы сечения зависит качество работы, надежность и функциональность отопительной системы, уют и комфорт в доме. В этой публикации будут рассмотрены материалы, из которых производят трубопровод для СО, проведен анализ их достоинств и недостатков, даны рекомендации по подбору данных элементов.

Основные критерии выбора

Сегодня, на российском строительном рынке достаточно легко можно приобрести трубы для отопления в частном доме из следующих материалов:

Каждый из вышеупомянутых материалов имеет свои достоинства и недостатки.

Подбирая изделия для СО, следует иметь следующие данные: тип системы обогрева (принудительная, гравитационная); максимальные показатели температуры и давления в контуре; способ монтажа; схема СО (однотрубная, двухтрубная).

Для того чтобы понять, какие трубы лучше для отопления в квартире или частном доме, необходимо рассмотреть их эксплуатационные и технические характеристики. Ниже, представлена таблица параметров наиболее распространенных материалов.

Далее, рассмотрим различные типы трубопровода, применяемого для организации СО более подробно.

Сталь: следуем традициям или делаем грамотный выбор?

Стальные элементы СО установлены в большинстве многоквартирных и частных домов нашей необъятной, которые были сданы до конца прошлого века. Такой выбор обусловлен был, прежде всего, отсутствием альтернативы. Не стоит относиться к стальному трубопроводу с предубеждением. Применение стали является единственно правильным и оправданным решением при создании гравитационных отопительных систем, а также СО с высокими показателями по давлению и температуре. Основными плюсами стального трубопровода являются:

• Устойчивость к скачкам давления в контуре.
• Долговечность.
• Сравнительно невысокая стоимость.
• При замерзании теплоносителя в контуре есть возможность отогревания при помощи открытого огня.

Кроме этого, сталь обладает низким коэффициентом расширения при воздействии высоких температур. Другими словами: стальные изделия не деформируются если температура теплоносителя в СО приближается к точке кипения.

Несколько слов о стоимости. Стальные трубы стандартного диаметра ¾ или 1 ¼ дюйма, по цене не ниже аналогичных из металлопластика или армированного полипропилена. А вот уже свыше этих размеров, изделия из стали становятся дешевле полимерных изделий. В связи с особенностями самотечных (гравитационных) СО, диаметр трубы для отопления частного дома, чаще всего предполагается более 1 ¼ , поэтому применение стали более чем обоснованно.

Несмотря на массу очевидных достоинств, у стального контура есть и недостатки, а именно:

• Нестойкость к коррозии.
• Сложность монтажа.
• Требовательность к теплоизоляции при ведении трубопровода через неотапливаемые помещения.
• Малый срок службы (до 15 лет).

Кроме этого, стальному трубопроводу сложно придать необходимую геометрию без нагрева или специального оборудования, что резко увеличивает сметную стоимость СО. Монтаж контура производится при помощи сварки или посредством скрутки, которая сопровождается приобретением фасонных изделий и трудоемкой нарезкой резьбы.

Сегодня, для увеличения стойкости к коррозии некоторые производители оцинковывают стальные элементы, которые применяются для организации СО и ГВС.

Совет: Всегда создавайте контур из металла если существуют сложности с контролем нагрева теплоносителя.

Медь: эффективность выше цены

Отопительный контур из медного трубопровода – это лучший выбор, для кого стоимость материала не является принципиальной. Медь превосходна в эксплуатации: при меньшем диаметре контур из данного материала не теряет прочностных характеристик.

Основным преимуществом меди является возможность использования в широком температурном диапазоне. По медному контуру может транспортироваться теплоноситель, разогретый до 500°С! Благодаря пластичности, медь прекрасно переносит расширение теплоносителя при замерзании и значительные скачки давления в системе при гидроударе. Медь имеет высокую стойкость к коррозии. Средний срок использования медных изделий достигает 100 лет, что делает их просто «вечными».

Недостатком можно считать высокую стоимость и теплопроводность данного материала. Медный трубопровод следует применять только в отапливаемых помещениях, чтобы избежать значительного снижения температуры теплоносителя. Монтаж контура производится посредством высокотемпературной пайки медной трубы с применением специального серебросодержащего припоя и флюса, что затрудняет самостоятельное создание СО.

Многие застройщики спрашивают, что лучше, трубы для отопления в частном доме, изготовленные из меди или стали? Если застройщик сможет себе позволить приобретение нужного количества отожженной медной трубы различного диаметра, то ответ однозначен: медь – лучший выбор при тщательном анализе «цена-качество».

Совет: При создании медного отопительного контура используйте только медь и ее сплавы. Недопустимо применение меди со сталью (в местах стыковки будут наблюдаться интенсивные коррозийные проявления).

Полипропилен: простота монтажа и температурные ограничения

Сегодня, на российском рынке климатической техники большим спросом пользуются полипропиленовые трубы для применения в СО. Основными достоинствами данного материала является доступность и сравнительно невысокая стоимость. Кроме этого, полипропиленовая труба имеет:

• Небольшую массу, что значительно упрощает ее монтаж практически на любые поверхности.
• Высокую стойкость к коррозии, а благодаря гладкой внутренней поверхности она практически не зарастает известковыми отложениями.
• Устойчивость к низким температурам. При замерзании теплоносителя в полипропиленовом трубопроводе, он гарантированно не разморозится (при условии грамотного монтажа и качественной пайки).
• Высокую эстетичность. Отопительный контур из полипропилена не нужно красить и он с течениием времени не меняет цвет.
• Возможность самостоятельного монтажа посредством пайки специальным паяльником.

Кроме этого, полипропилен – это достаточно долговечный (в СО) материал, срок службы которого более 20 лет.

Совет: Диаметр полипропиленовой трубы для отопления частного дома, чаще всего, требуется достаточно большой. Благодаря невысокой цене и пластичности (при замерзании теплоносителя) полипропиленовая труба – это хороший выбор для дач и загородных домов с нерегулярным проживанием.

Несмотря на большое количество плюсов, полипропилен не является идеальным материалом.

• Полипропиленовые элементы СО не гнутся, а это значит, что для поворотов необходимо использовать дополнительные фитинги, что увеличивает сметную стоимость СО.
• Высокая теплопроводность. При снижении температуры, теплоноситель в контуре быстро остывает. Для поддержания комфортной температуры необходимо повышать температуру теплоносителя, что несет увеличение затрат по топливу.

Наиболее значительным недостатком полипропилена — высокие показатели линейного расширения. Под воздействием температуры более 70°С, уже смонтированная труба может провиснуть на участке между креплениями!

Совет: Применяйте полипропилен в создании СО, если фактическая температура теплоносителя в контуре не будет превышать 60°С, а давление – при максимально допустимой температуре – 10 Бар.

Сшитый полиэтилен (PEX-труба): монтаж, достоинства и недостатки

В отличие от полипропиленовых, PEX-элементы имеют прекрасную гибкость и устойчивость к высоким температурам. Благодаря высокой плотности сшитого полиэтилена, изделия из данного материала обладают:

1. Прочностью.
2. Устойчивость к высокому давлению и температурным показателям теплоносителя.
3. Долговечностью.
4. Малым линейным расширением.

Гладкая внутренняя поверхность препятствует зарастанию элементов СО, а небольшой вес способствует облечению монтажных работ. Кроме этого, элементы СО из сшитого полиэтилена устойчивы к коррозии: срок службы превышает 50 лет.

Единственным недостатком при создании контура СО из данного материала является его стоимость и необходимость в использовании фитингов. Значительная цена элементов из сшитого полиэтилена делает их менее востребованными у российского потребителя.

Металлопластиковый трубопровод: что нужно знать при выборе?

Секрет популярности трубопровода из этого материала кроется в сочетании всех достоинств стали и полимеров. многослойна: внутренний слой выполнен из полимера, благодаря чему трубы из данного материала не подвержены зарастанию; внешний слой сделан из полипропилена, который долговечен и не требует покраски. Между слоями полимера находится металлическая (алюминиевая) фольга, армирующая многослойную конструкцию изделия.

Основные характеристики металлопластиковых элементов СО:

• Максимально допустимая температура теплоносителя — 90°С.
• Максимальное давление, которое выдерживает металлопластиковая труба при наивысшей допустимой температуре – 10 Бар.

• Надежность.
• Долговечность.
• Отсутствие расширения при воздействии высоких температур.

Соединение участков трубопровода производится посредством латунных фитингов, которые обеспечивают простоту монтажа, но значительно уменьшают проходное сечение трубопровода. Основным недостатком данного материала является высокая стоимость непосредственно трубы и всех необходимых для монтажа фасонных изделий.

Совет: если в вашей СО предполагается высокая температура теплоносителя, то используете металлопластиковые трубы.

Выводы и рекомендации

Суммируя вышесказанное можно сделать выводы:

• Полипропилен обладает плохой устойчивостью к высоким температурам и поэтому может применяться в СО с пониженными температурными показателями теплоносителя. Данный недостаток исправлен в армированных изделиях.
• Полиэтиленовый трубопровод гибок и достаточно устойчив к температурным воздействиям. Для создания качественной СО из этого материала рекомендуется приобретать изделия с армирующим слоем.
• Металлопластиковый трубопровод устойчив к температурному воздействию теплоносителя, прочен и прекрасно переносит высокое давление в системе при условии правильного соединения и монтажа. Главной проблемой является высокая стоимость этого материала.
• Сталь выдерживает высокое давление, устойчивы к гидроударам и имеют сравнительно невысокую стоимость. Недостатками являются: плохая устойчивость к коррозии, большой вес и сложность в монтаже.
• Медные элементы СО – лучшие по всем показателям, среди представленных материалов. Однако высокая стоимость для большинства российских потребителей является «неподъемной».

Зная основные характеристики материалов, ориентируясь на выбранную схему и данные об используемом оборудовании можно без труда сделать правильный выбор изделий для создания грамотной, надежной отопительной системы.

Водоподготовка в системах отопления.

Однако эти технические достижения могут быть сведены на нет отсутствием должного внимания к проблемам водоподготовки.

Качество воды и энергосбережение

Современные компактные теплообменники характеризуются узкими каналами для прохода теплоносителя и высокими тепловыми потоками, поэтому более чувствительны к воздействию коррозии и образованию накипи.

Без подготовки нагреваемой воды КПД котла может значительно уменьшиться всего лишь через три недели после начала работы. Такие данные приводят специалисты компании Fernox, ссылаясь на результаты испытаний типовой системы отопления с новым чугунным котлом мощностью 14,7 кВт. В системе емкостью 500 л циркулировала вода с карбонатной жесткостью 6 мг-экв/л. За время эксперимента из-за образования накипи КПД котла понизился с 87,4 до 81,0 %.

И если подобные проблемы могут возникать лишь в районах с жесткой водой, то оксиды железа могут образовываться в результате коррозии повсеместно: внутренняя коррозия стальных радиаторов, чугунных или стальных котлов нередко приводит к накоплению железоокисного шлама в нижней части радиаторов, а так- же в вентилях, клапанах и насосах. Это не только уменьшает теплоотдачу отопительных приборов, но и создает препятствия для водного потока в системе, из-за чего падает ее КПД и утрачиваются преимущества, связанные с использованием регулирующих устройств.

От инженера, отвечающего за установку и техническое обслуживание современных систем отопления, требуется внимательное отношение к проблемам подготовки воды. Однако, реализуя правильно разработанную программу водоподготовки, можно поддерживать КПД котла и системы водяного отопления на оптимальном уровне или восстановить его до этого уровня. Программа будет зависеть от возраста и конструкции системы, а также от химического состава исходной воды. Ниже будут рассмотрены некоторые практические аспекты, связанные с вопросами водоподготовки при вводе в эксплуатацию, техническом обслуживании и ремонте систем автономного отопления.

Очистка систем

Каждую новую систему водяного отопления необходимо очистить перед вводом в эксплуатацию. Это позволит быть уверенным в том, что из системы удалены остатки флюса, излишки уплотнительных материалов, минеральные масла и прочие загрязнители, которые могли бы содействовать возникновению коррозии и отрицательно повлиять на рабочие характеристики оборудования или вызвать повреждение компонентов.

Предпусковую химическую очистку системы отопления лучше всего производить с использованием нейтрального моющего средства. Эти средства можно добавить в воду через напорный бак или впрыснуть в систему, а затем создать циркуляцию горячей воды. Циркуляция в течение как минимум одного часа потребуется для того, чтобы удалить остатки флюса и прочие примеси, однако, в случае необходимости, моющие средства можно без риска оставить внутри системы отопления на срок до одной недели, прежде чем тщательно осушить, а затем промыть систему.

Существующие системы водяного отопления требуют очистки, когда их КПД уменьшился в результате образования накипи и отложений шлама.

Очистка действующих систем восстанавливает циркуляцию и КПД котла. Явными признаками ее необходимости могут служить, например, наличие холодных участков в нижней части радиаторов, повышенный расход топлива и шум в системе.

При установке новых котлов в старые системы очень важно сначала удалить из нее весь шлам, иначе он будет накапливаться в новом котле и уменьшит его КПД. Большинство производителей котельного оборудования в настоящее время рекомендуют промывку в качестве обязательной процедуры.

При очистке старой системы отопления, производимой для того, чтобы повысить КПД или подготовить систему к установке в нее нового компонента, необходимо решить, каким типом промывочного средства лучше воспользоваться. Их два – сильнодействующие антинакипины и нейтральные диспергаторы. Выбор будет зависеть, прежде всего, от технического состояния системы.

Нейтральные промывочные средства удаляют рыхлый шлам и отложения ржавчины. В них содержатся диспергаторы и поверхностно-активные вещества (ПАВ), cпособствующие разрушению затвердевших отложений, после чего частицы отложений легко уносятся потоком воды. Эти средства удаляют также накипь из котлов, когда толщина ее слоя незначительна.

Использование антинакипинов позволяет гораздо быстрее очистить сильно загрязненные шламом системы отопления, в состав которых может входить также котел с толстыми слоями накипи. Антинакипин растворяет оксиды железа и известковую накипь; он также содержит диспергаторы, предназначенные для удаления рыхлых механических примесей. Реагенты можно добавлять в воду либо через радиатор, либо в ином месте.

Когда средство введено, следует создать циркуляцию горячей воды при помощи насоса. Время, необходимое для успешного завершения промывки, будет различным в зависимости от технического состояния системы и скорости циркуляции. Если котел включен, промывка считается завершенной после того, как все радиаторы будут очищены от механических примесей и в них будет обеспечено равномерное распределение тепла.

При выборе промывочного средства следует удостовериться, что ранее в системе не было протечек, поскольку сильнодействующий реагент будет растворять оксиды, которые, возможно, закупоривали негерметичные места. Для обеспечения безопасности работ следует избегать использования сильных неорганических кислот (например, соляной).

После очистки систему отопления необходимо промыть водой и обработать нейтрализующим средством, чтобы внутри не осталось антинакипина, способного вызвать коррозию, и для соблюдения правил сброса промывочной воды в канализационную сеть, регламентируемых природоохранными органами.

Наиболее эффективный и быстрый метод промывки заключается в использовании устройства, предназначенного для промывки под давлением. Оно обычно врезается в систему отопления вместо циркуляционного насоса.

Убедиться, что система отопления тщательно промыта, можно, сравнив измеренную специальным прибором электропроводность воды, залитой в систему, и водопроводной воды. При качественной промывке разброс показаний не превышает 10 %. Чтобы предохранить оборудование от любого последующего возникновения коррозии или образования накипи, предпусковая химическая очистка или восстановление КПД действующих систем должны завершаться добавлением в теплоноситель надлежащих ингибиторов коррозии и антинакипинов, обеспечивающих длительную защиту системы. Зарубежные стандарты рекомендуют периодически, в рамках ежегодной процедуры техобслуживания, проверять уровень концентрации в воде этих препаратов.

Важной составляющей любых мероприятий, относящихся к водяному отоплению, будь то установка нового котла, промывка и обработка системы ингибиторами, являются испытания. Они дают возможность убедиться в том, что обработка системы произведена правильно, а отложения и остатки реагентов полностью удалены.

Сегодня на европейском рынке в продаже имеются комплекты контрольноизмерительных приборов, рассчитанных на то, чтобы облегчить проведение испытаний на месте и четко определить, какие именно факторы влияют на качество воды, содержащейся в системе, и, следовательно, на состояние элементов ее конструкции.

Экологические аспекты

Реагенты, предназначенные для водоподготовки, обычно поставляются в виде готовых композиций, в состав которых могут входить ингибиторы коррозии, антинакипины, диспергаторы, поверхностно-активные вещества и биоциды. Хотя токсичные ингибиторы (такие, как хроматы) в настоящее время не применяются, менее токсичные неорганические химические вещества, в том числе нитриты, используются.

Чтобы решить проблемы, связанные с охраной окружающей среды, необходим переход от неорганических химических веществ к более безвредным, способным разлагаться под действием микроорганизмов после их сброса в окружающую среду. Сюда относятся композиции ингибиторов, не содержащие нитриты, фосфаты и этилендиаминтетрауксусную кислоту.

Сервисные и монтажные фирмы могут внести вклад в охрану окружающей среды, например, следя за тем, чтобы нейтрализаторы всегда добавлялись в воду после промывки системы отопления кислотой и до того, как вода будет спущена из системы в канализационную сеть. Правилами водопользования многих стран оговаривается: любые жидкие стоки, сбрасываемые в канализацию, должны иметь значение рН = 6,5–8,5. Один из методов, позволяющих убедиться, что эти требования будут выполнены, заключается в поставке антинакипинов вместе с измельченным в порошок нейтрализатором, который обеспечит нейтрализацию воды, залитой в систему отопления, перед тем, как она будет спущена в канализационную сеть, и предотвратит попадание в окружающую среду отходов, не отвечающих природоохранным требованиям.

В заключение

В определенной степени, проблемы, относящиеся к монтажу и техническому обслуживанию систем отопления, становятся все более сложными. Однако, используя системный подход при решении проблем и изменяя некоторые производ- ственные операции, монтажные и сервисные фирмы могут активно содействовать своим клиентам в повышении надежности и экономичности их систем отопления. Для производителей работ это будет означать меньше случаев обращения за устранением дефектов и больше – за консультациями, способствующими повышению профессиональной репутации.