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.

Современные отопительные системы – новые и традиционные способы обогрева

Выбор способа обогрева зависит от финансовых возможностей домовладельца. Горожан с достатком выше среднего больше интересуют современные системы отопления и новейшее энергосберегающее оборудование. Сельские жители с невысокими доходами ставят задачу иначе: экономно обогреть квартиру либо частный дом, понеся минимальные затраты на монтаж.

Обе группы домовладельцев объединяет вполне понятное желание – меньше платить за коммуналку. Вариантов решения проблемы тоже два: пользоваться новыми технологиями или уходить / уменьшать потребление дорогостоящих энергоносителей.

Высокотехнологичные решения

Обогрев жилых и производственных помещений – сфера довольно консервативная, здесь сложно изобрести что-то новое, кардинально отличающееся от традиционных вариантов. Поэтому современные принципы отопления остаются прежними – перенос тепла от источника водяной системой либо прямой нагрев воздуха.

Как правило, инновации в отоплении затрагивают теплосиловое оборудование. Производители стремятся повысить КПД твердотопливных и газовых котлов, а также предлагают разнообразные альтернативные варианты:

• тепловые насосы;
• солнечные коллекторы;
• напольный и панельный электрический обогрев с помощью инфракрасной пленки.

Так выглядят наружные блоки теплового насоса «воздух-воздух», напоминающие внешние модули сплит-систем

За последние 10 лет видоизменились тепловые сети загородных и многоквартирных домов (новостроек). Появились новейшие средства автоматизации, безопасности и дистанционного управления обогревом. Рассмотрим применяемые технологии по порядку.

Справка. За прошедший 10-летний период очень мало изменились отопительные приборы. В квартирах по-прежнему используется 4 типа водяных радиаторов – чугунные, алюминиевые, стальные и биметаллические. Аналогичная картина наблюдается в сфере электрообогрева, где применяются конвекторы, тепловентиляторы и приборы инфракрасного отопления.

Традиционные тепловые установки

Котлы, сжигающие различное топливо и использующие электричество, постоянно совершенствуются. Модернизируются и традиционные установки воздушного отопления, которые 20 лет назад встречались лишь в производственных зданиях. Мы однозначно относим к новинкам следующее оборудование:

• котлы газовые конденсационные;
• автоматические теплогенераторы на пеллетах и каменном угле;
• установки нагрева воздуха с регенерацией теплоты – рекуператоры.

Газовый конденсационный (слева) и пеллетный автоматический котел (справа)

Примечание. Казалось бы, ассортимент классических электрообогревателей тоже дополнился новыми изделиями, например, микатермические и кварцевые модели. Эти приборы нельзя назвать инновационными, поскольку их принцип действия и КПД идентичен инфракрасным обогревателям.

Разберемся, за счет чего повышена эффективность котельного оборудования:

1. В оптимальном режиме работы конденсационный котел использует скрытую теплоту сгорания природного газа, КПД достигает 96%. В обычных условиях при сжигании образуется вода, которая испаряется и улетает в дымоход. Цилиндрический теплообменник нашего агрегата заставляет пар сконденсироваться и отнять обратно теплоту парообразования.
2. Автоматическая подача твердого топлива в горелку позволяет увеличить КПД сжигания угля и пеллет до 86%. Решающую роль играет четкая дозировка горючего и объема воздуха, нагнетаемого вентилятором. Заметьте: теплообменная часть котла мало отличается от дровяных «собратьев» прямого горения.
3. Теплообменник рекуператора умеет подогревать приточный воздух, отнимая теплоту вытяжного потока. На практике удается передать 50…70%, остальные 30…50 процентов догревает отопительная установка.

Особенность классического рекуператора с перекрестными воздушными потоками – энергонезависимость и абсолютная изоляция вытяжки от притока. С другой стороны, для перемещения воздуха нужны вентиляторы, потребляющие электричество.

Самое лучшее теплосиловое оборудование стоит больших денег. Конденсационные теплогенераторы дороже обычных газовых на 40—80%, а стоимость 1 ретортной пеллетной горелки превышает цену простого котла с цепочкой. Но с течением времени и по мере распространения котельные установки дешевеют, становясь доступнее с каждым годом.

Оборудование для альтернативного отопления

Выше мы привели список нетрадиционных источников тепла, теперь раскроем секреты их эффективности:

Тепловые насосы (ТН), используя принцип работы кондиционера, переносят энергию внутрь жилых помещений. Агрегат отнимает низкопотенциальное тепло грунта, воды либо воздуха. Соотношение потребленного электричества к перенесенной тепловой энергии составляет 1 : 3 у воздушных и 1 : 5 у геотермальных установок.

Способы отбора теплоты геотермальным ТН
Расположенные на открытом участке солнечные коллекторы греют воду напрямую либо посредством вещества, заключенного внутри прозрачных вакуумных трубок. Энергия достается практически даром, но с перебоями – ночью и в зимний период гелиосистемы сильно теряют эффективность.

Солнечные коллекторы не могут отапливать дом самостоятельно, поэтому отдают энергию в буферную емкость или бойлер косвенного нагрева

Тонкая полимерная пленка с нагревательным углеродным слоем не экономит электричество напрямую. Но будучи заложена под напольное покрытие (потолок, стены) по всей площади комнаты, она позволяет уменьшить затраты на электроотопление за счет невысокой температуры нагрева.

Уточнение. Тепловые агрегаты различных типов греют непосредственно воздух комнат или теплоноситель, направляемый к приборам отопления. Самая лучшая по эффективности – современная геотермальная установка, добывающая энергию земли. На каждый затраченный киловатт электричества она приносит 4—5 кВт теплоты.

Из-за высокой стоимости оборудования и монтажа перечисленные способы отопления дома реализуются немногими пользователями. Исключение – инфракрасная пленка, доступная благодаря низкой цене и простоте укладки.

Постепенно дешевеют и тепловые насосы – некоторые фирмы уже показывают удобоваримые цифры, например, 300 у. е. за 1 кВт отопительной мощности вместе с монтажом (бурение скважин считается отдельно). При большом желании грунтовый ТН можно собрать самостоятельно, используя старую сплит-систему.

Отопительные сети

Водяные системы не собираются сдавать позиции воздушному отоплению и прямому электрическому нагреву, оставаясь наиболее распространенным методом передачи тепла в помещения. Выделим 3 схемы отопления, постепенно вытесняющие классическую двухтрубную систему закрытого типа:

• радиаторная сеть, подключенная коллекторным (лучевым) способом;
• контуры напольного отопления;
• панельный обогрев — так называемые теплые стены.

Пример лучевой разводки к батареям от гребенки

Примечание. По-хорошему, только лучевую схему следует считать современной. Греющие полы и стены описаны еще в советских учебниках по отоплению и вентиляции, но широкую популярность обрели в середине 2000-х годов.

Суть коллекторной разводки заключается в скрытой прямой прокладке труб к каждой батарее индивидуально. Регулировка производится на гребенке, куда подсоединяются все трубопроводы, спрятанные в полу, за подшивкой потолков либо замурованы в стенах. Схема позволяет максимально автоматизировать работу отопления и управлять температурой каждой комнаты отдельно.

Проект греющих напольных контуров одноэтажного здания

Преимущества теплых полов (сокращенно – ТП) хорошо известны домовладельцам – комфортный обогрев нижней зоны помещений теплоносителем низкой температуры (30—50 °С), отсюда экономия топлива 10—30%. Существенный недостаток – инерционность (длительный прогрев и остывание бетонного монолита).

Справка. В санузлах и коридорах малой площади лучше устраивать электрические теплые полы, где нагревательным элементом служит резистивный кабель или та же пленка. Причина – меньшие затраты на монтаж.

Панельный обогрев – это аналог теплого пола, только труба крепится к стене и заделывается штукатуркой. При подключении к тепловому насосу либо чиллеру настенный контур может охлаждать комнату в летний период. Подробнее о современном варианте отопления смотрите на видео.

Средства автоматизации и арматура безопасности

В современных системах отопления применяются следующие устройства автоматики:

1. Терморегуляторы–программаторы подключаются к газовым и электрокотлам, снабженным электронными «мозгами». Фиксируя температуру воздуха, прибор управляет горением/нагревом отопителя и таким образом поддерживает микроклимат в доме. Следуя установкам пользователя, регулятор меняет температуру в зависимости от присутствия людей в разное время суток.
2. Радиаторные термоголовки + термостатические вентили ограничивают проток теплоносителя через батареи, не позволяя нагревать помещение выше заданной температуры.
3. Термоголовки RTL управляют расходом теплоносителя в петлях ТП, ориентируясь по нагреву обратного потока.
4. Смесительные узлы на базе двух– и трехходовых клапанов ограничивают температуру теплоносителя в любой магистрали – греющих напольных контурах, тупиковых ветвях с радиаторами, в малом кольце циркуляции твердотопливного котла.
5. Система зонального контроля включает электронный блок, комнатные терморегуляторы и сервоприводы, установленные на вентилях распределительного коллектора. Контроллер регулирует расход воды в контурах и автоматически поддерживает в помещениях разную температуру, задаваемую пользователем.
6. Дистанционное управление обогревом через GSM-канал либо интернет. К котлу подключается электронный блок, например, «Кситал», обменивающийся информацией с сотовым телефоном домовладельца. Последний всегда видит состояние отопителя, температуру в доме и может дистанционно отдавать различные команды.

Справка. В последние годы появились приложения для смартфона, взаимодействующие с котлом в режиме реального времени через интернет.

Настоящей новинкой в сфере безопасности отопления мы считаем клапаны теплового сброса, применяемые в закрытых системах с ТТ-котлами. В отличие от обычных предохранительных клапанов, срабатывающих по давлению, эти устройства реагируют на превышение температуры воды и быстро охлаждают рубашку котла в случае закипания.

Принцип следующий: через один патрубок клапан сбрасывает кипяток в канализацию, а по второму подает в котловой бак холодную воду из водопровода. Вероятность взрыва твердотопливного котла сводится к нулю.

Варианты бюджетного отопления

В сельской местности и отдаленных регионах отопительные системы частных домов монтируются с учетом усложняющих факторов:

• при перебоях с подачей электроэнергии любые инновации и технологичные решения превращаются в груду бесполезного хлама, после отключения света помещения остывают;
• нередко приходится рассматривать варианты обогрева без газа, поскольку подключение к магистрали слишком дорогое либо невозможно технически;
• цена сжиженного газа и соответствующего оборудования не позволяет хозяину с небольшими доходами устроить автономное отопление;
• ограниченный бюджет.

Замечание. Если отключения света или перепады напряжения наблюдаются постоянно, покупать блок бесперебойного питания либо электрогенератор бессмысленно. У первого может не хватить заряда, второй без помощи хозяина не запустится. Результат: вы приходите с работы и попадаете в холодный дом.

В подобных условиях современной считается энергонезависимая схема обогрева, реализуемая 2 способами:

1. Монтируется самотечная разводка из труб увеличенного диаметра с соблюдением уклонов на горизонтальных участках, как сделано выше на схеме двухэтажного дома. Теплоноситель нагревает печка с водяным контуром или котел, не нуждающийся в электричестве.
2. Строится кирпичная печь с выходом в 3—4 комнаты. В небольшом дачном домике ставится металлическая либо чугунная печка на дровах.

Небольшую плиту с баком-котлом можно сложить своими руками

Источником тепла может выступать напольный газовый котел с энергонезависимой автоматикой типа «Житомир», «Лемакс», АОГВ и тому подобные. Если газ на участке отсутствует, можно установить твердотопливный теплогенератор прямого горения, управляемый цепным регулятором тяги.

Во времена СССР, когда населенные пункты массово газифицировались, владельцы жилых домов разрушали кирпичные печки, напрасно занимающие площадь. Теперь наблюдается обратная тенденция – печи восстанавливаются либо выкладываются с нуля.

Многие современные застройщики предпочитают заложить в проект добротный отопитель из кирпича и не зависеть от внешних факторов. Если же старая печка в доме сохранилась, восстановите ее, как показано в видеосюжете:

Заключение

Современная система отопления в нашем понимании – это эффективный способ обогрева, соответствующий нынешним условиям. Нет смысла вкладывать средства и городить автоматику, которая отключится вместе с сетевым напряжением, покупать одни аппараты (генераторы, бесперебойники), чтобы работали другие (насосы, контроллеры, приводы). Исповедуйте принцип экономической целесообразности.