Какую трубу выбрать для водяного теплого пола? Отличия PEX и PERT. Схемы укладки труб для теплого пола.

Теплый пол состоит из нескольких слоев:

- основание;
- стяжка;
- тепловая изоляция;
- труба теплого пола;
- стяжка;
- напольное покрытие.

Эффективность водяного теплого пола высока. Такой вид отопления представляется чрезвычайно экономичным, позволяя снизить затраты на отопление жилища. Все дело в температуре циркулирующей жидкости, которая, как правило, не превышает 50⁰С, а зачастую достаточно 40⁰С. Пол в помещении в случае с теплым полом представляет собой сплошную конвективную поверхность, излучающую тепло. При этом напольное покрытие остается приятным и комфортным, не представляя опасности получения ожогов, а воздух в помещении прогревается равномерно по всей площади.

В отличие от традиционных радиаторов отопления, обогреваемый пол сразу обеспечивает прогрев воздуха до комфортных температур внизу (22-24⁰С), в то время как на уровне головы температура уже несколько ниже (18-20⁰С), а под потолком не образуется зона перегрева, не происходит пустых теплопотерь. Такое свойство входит в преимущества водяного теплого пола, так как обеспечивается оптимальный «здоровый» прогрев, способствующий комфорту и здоровью.

Основные виды труб для монтажа теплого пола:

- сшитый полиэтилен  PEX;
- термостойкий полиэтилен PE-RT;
- металлопластиковая труба.
  
Ниже рассмотрим их особенности и характеристики наиболее подробно.


Сшитый полиэтилен  PEX.

Трубы выполнены из усовершенствованного полиэтилена, спрессованного под высоким давлением. Благодаря инновационным технологиям, используемым в производстве, в них соединены между собой углеводородные молекулы, что наделяет PEX изделия уникальными свойствами. Сшитый полиэтилен обладает увеличенной плотностью по сравнению с обычным материалом. 

Ниже представлено устройство сшитого полиэтилена PEX.

Основные преимущества сшитого полиэтилена : 

- устойчивость к высокой температуре и отличные прочностные характеристики. В отличие от полипропилена и обычных полиэтиленовых труб для отопления новый материал не изменят своей формы под воздействием высокой температуры;

- устойчивость к образованию очагов коррозии. По сравнению с медными изделиями трубы из сшитого полиэтилена не подвергаются коррозии. Причем этот процесс не возникает ни внутри структуры материала, ни на поверхности;

- отсутствие наростов внутри труб. Внутренние стенки труб РЕХ не покрываются наслоениями после транспортировки какой-либо агрессивной среды. Этим они отличаются от большинства стальных труб, которые через определенный промежуток времени становятся менее продуктивными из-за снижения проточной скорости;

- восстановление прежней формы. Многие трубы теряют свою форму в результате определенных механических воздействий. Однако трубы из сшитого полиэтилена могут расширяться или сужаться до определенных параметров под воздействием низкой температуры или механической нагрузки. Также эффект памяти формы очень полезен при монтаже. Если во время монтажа трубопровода образуется излом, сдавливание или иная деформация, то она легко устраняется прогреванием трубопровода до температуры 100–120 °С. (Однако в паспорте на российско-китайскую трубу Valtec написано: " При «заломе», испорченный участок трубы должен быть удален".);

- незначительная масса. Легкий вес материала делает более удобной транспортировку труб из сшитого полиэтилена и облегчает процесс монтажа. Трубы выпускают в объемных бухтах, вмещающих до 600 метров. Это очень удобно для монтажа: их можно без труда укладывать в единый контур, не используя спайки;

- простая установка и большие возможности. Трубы РЕХ укладываются по любым схемам, включая образование петли или большое количество изгибов. Соединение с помощью фитингов упрощает процесс монтажа, так как исключает необходимость использования сварочного оборудования, пайки и клейки;

- экологическая безопасность. Сшитый полиэтилен относится к группе экологически чистых материалов, поэтому использовать трубы РЕХ можно для транспортировки чистой питьевой воды.

Однако полностью безупречными назвать такие трубы нельзя из-за присутствия некоторых недостатков.

Слабые стороны PEX-полимеров: 

- неустойчивость к ультрафиолетовому излучению;

- кислородопроницаемость. Вода в трубопроводах без защиты от кислорода через определенное время насыщается кислородом, что может привести к коррозии элементов системы. Для уменьшения кислородопроницаемости PEX используется тонкий слой из поливинилэтилена (EVOH). Основной слой PEX и слой EVOH соединяются между собой клеем. Стоит отметить, что слой EVOH не предотвращает полностью эмиссию кислорода, а лишь уменьшает кислородопроницаемость до значения 0,05–0,1 г/ м3 · сут., что допустимо для систем отопления. В трубе PEX-EVOH антидиффузионный слой выполнен снаружи, т.е. труба имеет трехслойную конструкцию: PEX-клей-EVOH.На рынке также встречаются пятислойные (PEX-клей-EVOH-клей-PEX) трубы, но испытания показали, что трехслойная конструкция более надежная. Мнение о том, что наружный слой EVOH в трехслойной конструкции подвержен истиранию, ошибочно;

- в силу особой эластичности теплый пол из сшитого полиэтилена следует фиксировать дополнительными крепежами, которые помогут избежать размотки.

Рекомендуется использовать трубы РЕХ в системах, которые имеют значения давления и температуры, соответствующие пороговым значениям труб. Выбирая трубы из сшитого полиэтилена, следует внимательно изучить технические характеристики общей системы и особенности жилого помещения, где планируется монтаж системы отопления из указанного материала.

Методика создания молекулярной сетки определяет плотность боковых связей, а значит, и прочность готового изделия. Во многом его качество и долговечность определяется степенью и способом сшивания. 


Зависимо от технологии сшивки различают несколько групп трубной арматуры, которые подразделяются по методу соединения молекул, основные из них:

- PE-Xa – достаточно высокая степень сшивки путем применения пероксидной технологии. Другими словами, полиэтилен нагревается при высоком давлении и одновременном использовании пероксидов. Технология позволяет получить материал с прочной структурой. Максимальная температура составляет 95°C, которую он способен выдержать. Наиболее надежный, но и самый дорогой вариант;

- PE-Xb – средняя степень сшивки благодаря применению силановой технологии. Исходный материал подвергается химическому воздействию при использовании силана. Интересная особенность – в PEX-b полимере происходит постоянный вялотекущий процесс. Со временем материал «усаживается» и становится жестче. В структуре металлопласта b-полимер в тандеме с некачественным клеем может привести к расслоению. Более доступная по цене альтернативная методика производства;

- PE-Xc – наименьшая степень сшивки, достигаемая путем облучения полиэтилена электронами. Материал используется в качестве внешней/внутренней оболочки металлопластиковых труб. Однако даже с учетом армирования, такая продукция не рекомендована для укладки водяного контура.

Все три разновидности трубопровода применяются при создании напольного обогрева. Однако чаще используются изделия PE-Xa и PE-Xb. 



Термостойкий полиэтилен PE-RT.

Очень часто термостойкий полиэтилен PE-RT называют сшитым полиэтиленом, но технология производства такого полиэтилена отличается. В химической реакции «плоский» бутен заменяется на октилен (формула С8Р16 ), имеющий разветвленную в пространстве структуру. В дальнейшем он образует около главной цепи боковые ответвления, представляющие собой взаимно переплетенные цепочки мономера. Они соединяются между собой благодаря механическому переплетению веток, а не за счет межатомных связей.

Ниже можно увидеть устройство термостойкого полиэтилена PE-RT.

Трубы PE-RT в основном используются для обогрева полов, где температура и давление ниже, чем в системах водоснабжения и отопления. Хоть производители PE-RT труб,  проводя свою маркетинговую политику, утверждают: свойства их труб такие же, как и у сделанных из сшитого полиэтилена PEX. Однако это вызывает сомнение, поскольку PE-RT – обычный термопласт с ограниченной совокупной стойкостью к повышенным температурам и давлению в системах с горячей водой, что подтверждают гидравлические испытания и последующая практика.

Сравнение кривых регрессии, полученных независимым Институтом полимеров Bodycoat (Бельгия), говорит о том, что долговечность PE-X труб выше, а кривая регрессии, показывающая потерю способности выполнения рабочих функций во времени, для термостойкого полиэтилена PE-RT имеет характерный перелом (потеря прочности при длительной эксплуатации) уже при 70 °С.



Металлопластиковые трубы.

Металлопластиковые трубы — это еще один вид трубы для монтажа теплого водяного пола. Они стали не менее популярны, нежели аналоги из полимера. Во время нагревания труба для теплого пола не меняет своей структуры и переносит высокие нагрузки. Если смотреть в разрезе - такая труба состоит из двух полимерных слоев, между которыми находится слой алюминиевой фольги толщиной 0,2 миллиметра или более. За счет применения сшитого полиэтилена PEX и качественного клея для склейки слоев стоимость трубы достаточно высока. 

Ниже показан разрез металлопластиковой трубы.

Некоторые производители перешли на производство металлопластиковой трубы из термостойкого полиэтилена PE-RT. Удлинение данного материала при нагревании в несколько раз меньше, чем у сшитого полиэтилена PEX, соответственно надежность такой трубы при резких колебаниях температуры выше. Так многие китайские производители используют именно сшитый полиэтилен, а учитывая экономию на других материалах, общее качество трубы оказывается достаточно низким,  поэтому на форумах очень много плохих отзывов о расслаивающихся трубах, растрескивающемся наружном слое.

Наличие алюминиевой фольги в составе металлопластиковой трубы позволяет полностью избежать попадания кислорода в теплоноситель и уменьшить линейное удлинение до 5 раз.

Преимущества металлопластика для тёплого пола:

- приемлемый коэффициент расширения. То есть при нагреве, трубы не слишком увеличиваются;
-алюминиевый слой делает трубу и прочной и эластичной. Отличное качество, если учесть, что трубу просто вливают в бетонную плиту;
- трубы можно гнуть, при этом они сохраняют свою форму – это очень удобно для тёплого пола. Змейку можно согнуть из единого куска, не прибегая к стыковкам, которые являются слабым местом системы;
- температура, при которой труба способна стабильно работать + 95 °C, что может быть маловато для обычного отопления, но вполне достаточно для системы тёплый пол. Её как правило разогревают до 28 – 36 °C;
- рабочее давление 10 бар, при том, что в среднестатистической домашней системе, 1,5 – 5 бар.

Для устройства системы недостаточно только купить комплектующие, нужно еще и рассчитать теплоотдачу, выбрать оптимальный вариант расположения колец или витков трубопровода. От схемы и шага укладки труб зависит производительность водяного напольного обогрева, поэтому рассмотрим данную тему в следующем пункте.



Схемы укладки труб для теплого пола.


Шаг петель тёплого пола и диаметр труб должны определяться теплотехническими и гидравлическими расчётами. Для облегчения задачи выбора шага петель можно воспользоваться практической таблицей «Рекомендуемый шаг труб тёплого пола», расположенной ниже.

Таблица «Рекомендуемый шаг труб тёплого пола».

Следует учесть, что шаг петель менее 100 мм трудно осуществить на практике из-за маленького радиуса изгиба трубы, а шаг более 250 мм не рекомендуется, так как возникает ощутимая неравномерность прогрева тёплого пола. Существует несколько способов раскладки петель тёплого пола по помещению (рис.» Способы раскладки петель тёплого пола»). Наиболее предпочтительным вариантом является укладка двойным меандром («улиткой»).

По сравнению с раскладкой «змейкой» этот вариант имеет следующие преимущества:

- количество труб на 10–12 % меньше;
- гидравлические потери ниже на 13–15 %. Это объясняется тем, что при двойном меандре - значительно меньше «калачей» (элементов поворота трубы на 180°);
- прогрев пола идёт более равномерно по всей площади из-за чередования подающей и обратной труб. Однако из-за этого же при такой раскладке не следует задавать расчётный перепад температур теплоносителя выше 5 °С.

Трубы тёплого пола нужно раскладывать таким образом, чтобы теплоноситель сначала поступал к наиболее холодным зонам помещения (окна, наружные стены). Трубы укладываются с отступом от стен и перегородок на 150 мм.

  На рисунке ниже изображены способы раскладки петель теплого пола.

Для равномерного прогрева греющей плиты тёплого пола трубы должны прокладываться по возможности параллельно друг другу. Наращивать петли тёплого пола допускается только с применением пресс-фитингов или надвижных фитингов (при этом сопротивление фитингов включается в гидравлический расчёт), так как они относятся к неразъёмным соединениям и могут замоноличиваться в строительные конструкции.

Максимальная длина одной петли тёплого пола определяется возможностями циркуляционного насоса. Для коттеджных и квартирных систем экономически целесообразной считается система напольного отопления, расчётные потери давления в которой не превышают 20 кПа (2 м вод. ст.).

  Руководствуясь этим требованием, задавшись перепадом температур теплоносителя, шагом труб и температурой поверхности пола, можно рассчитать максимальную длину одной петли для конкретного типа труб. Для расчета можно воспользоваться таблицей ниже «Максимальная длина петли при шаге труб 150 мм».

  Таблица «Максимальная длина петли при шаге труб 150 мм».

Площадь пола, обслуживаемая одной петлёй, зависит от принятого шага труб и в квадратных метрах примерно равна шагу труб, выраженному в сантиметрах. То есть, при шаге труб 15 см площадь обслуживаемого пола составляет ориентировочно 15 м2. Подводящие участки труб от коллектора до обслуживаемого петлёй помещения следует теплоизолировать с помощью теплоизоляции для труб .

  Это делается по двум причинам:

- для того, чтобы избежать перегрева пола на участках прокладки подводящих трубопроводов;
- теплопотери на подводящих участках, как правило, не учитываются при теплотехнических расчётах тёплого пола, а они, при достаточной удалённости петли от коллектора, могут быть весьма значительны.

  После укладки труб следует выполнить исполнительную схему, где указать точную привязку осей труб. Это необходимо, чтобы при дальнейших работах или ремонте не повредить трубу.

  В заключение сделаем вывод о том, что от качества материалов и комплектующих будет зависеть эффективность службы водяного теплого пола. Делая выбор трубы для теплого пола, стоит обратить внимание на следующие основные параметры:

✓ прочность, выражающуюся в рекомендованном и максимально допустимом давлении в системе;
✓ устойчивость к нагреву, также указанную в рекомендованных и максимальных значениях;
✓ срок службы, заявленный производителем, а также его связь с режимом эксплуатации;
✓ теплопроводность;
✓ электропроводимость;
✓ устойчивость к кислородной диффузии, выражающуюся в наличии антикислородного слоя (только для полимеров);
✓ химическую и коррозионную активность, выражающуюся в перечне веществ, контакт с которыми следует исключить;
✓специфику монтажа;
✓ репутацию производителя.

  Правильный выбор позволит оборудовать самую экономичную, комфортную и эстетичную систему отопления в доме.