Rury do kotłów grzewczych: jakie rury są najlepsze do podłączenia kotła + porady dotyczące montażu

Autonomicznym źródłem energii cieplnej używanym w budynkach indywidualnych jest często kocioł grzewczy, pracujący na jednym z rodzajów paliwa: węglu, gazie lub elektryczności. Ważną rolę w organizacji ogrzewania odgrywają rury do kotłów grzewczych, za pomocą których wykonuje się wiązanie – montaż wszystkich elementów w jeden system.

Od rodzaju wyrobów rurowych w dużej mierze zależy pracochłonność montażu, koszt aranżacji i efektywność kompleksu grzewczego. Dlatego do kwestii wyboru rur należy podejść uważnie, prawda?

Opowiemy Państwu, jakie właściwości mają rurociągi z różnych materiałów, wskażemy parametry systemu grzewczego, które należy bezwzględnie uwzględnić przy projektowaniu magistrali, a także podamy praktyczne porady dotyczące montażu instalacji inżynieryjnych.

Jakie warianty rur można zastosować

Podczas wykonywania prac montażowych kotła grzewczego można stosować elementy wykonane z metali i polimerów. Przy wyborze należy zwrócić uwagę na takie cechy, jak właściwości termoizolacyjne, łatwość montażu i eksploatacji, trwałość oraz koszt wyrobów.

Biorąc pod uwagę sumę tych kryteriów, do wykonania wiązania stosuje się następujące rodzaje rur.

Wysokiej jakości, ale drogie wyroby z miedzi

Wiązanie miedziane występuje stosunkowo rzadko, ponieważ takie rury są dość drogie, a także wymagają szczególnej umiejętności przy układaniu.

Jednocześnie konstrukcje wykonane z tego metalu mają szereg istotnych zalet, a mianowicie:

• dobrą przewodność cieplną;
• odporność na korozję i agresywne substancje;
• odporność na zamarzanie;
• wysoką odporność cieplną.

Miedź szybko i dobrze się nagrzewa przy minimalnej ilości energii cieplnej, dlatego elementy wykonane z tego materiału będą stale oddawać ciepło w trakcie transportu czynnika grzewczego.

Miedziane rury są w stanie wytrzymać znacznie wyższe temperatury niż plastikowe (do +300°C), przy czym praktycznie nie zmieniają swoich rozmiarów. Gorący czynnik grzewczy może krążyć również w stalowych konstrukcjach, ale w tym przypadku wzrasta ryzyko korozji

Rury z tego metalu wytrzymują wpływ środowiska. Z czasem mogą jedynie pokryć się cienką warstwą tlenku, co nie wpływa na właściwości eksploatacyjne.

W przeciwieństwie do rur wykonanych ze stali lub polimerów, plastyczne konstrukcje miedziane nie pękają podczas zamarzania znajdującego się w nich czynnika grzewczego.

Do wad miedzianych rur grzewczych należy niemożność ich zastosowania do tworzenia zamkniętych konstrukcji w bruzdach, a także wspomniana już wysoka cena.

Tanie wyroby ze stali

Innym powszechnym wariantem są wyroby wykonane ze stali.

Do ich zalet należą:

1. Wysoka wytrzymałość, pozwalająca łatwo przenosić obciążenia mechaniczne.
2. Niski współczynnik rozszerzalności liniowej, dzięki czemu długość elementów pozostaje niezmienna nawet przy wysokim nagrzewie.
3. Wysoka przewodność cieplna, pozwalająca efektywnie oddawać ciepło.

Do wad przede wszystkim należy skłonność do korozji, która niszczy metal, przez co takie elementy wymagają pomalowania lub pokrycia środkiem antykorozyjnym.

Wadą elementów stalowych jest trudność w układaniu, wymagająca specjalistycznego sprzętu i umiejętności zawodowych. Wykonanie konstrukcji z takich elementów należy powierzyć specjalistom.

Przy wyborze lepiej dać pierwszeństwo rurom stalowym ze stali nierdzewnej: są droższe, ale wykazują większą odporność na działanie środowiska i lepsze parametry pracy.

Wytrzymałe i lekkie rurociągi polipropylenowe

Takie wyroby wykonane z nowoczesnych tworzyw sztucznych zyskały szerokie zastosowanie dzięki wielu pozytywnym cechom.

Główne zalety:

1. Dostępna cena: ceny takich wyrobów są znacznie niższe niż w przypadku metalowych odpowiedników.
2. Lekka waga. Takie elementy ważą bardzo mało, dzięki czemu można zaoszczędzić siły i środki na ich składowanie, transport i montaż.
3. Łatwość montażu. Rury plastikowe łatwo składają się w gotowe konstrukcje. Za pomocą specjalnej lutownicy nawet osoba niebędąca specjalistą może szybko wykonać obwód.
4. Prędkość cyrkulacji czynnika grzewczego. W rurach polipropylenowych, nawet jeśli mają skomplikowany kształt, praktycznie nie tworzą się zatory. Ułatwia to przepływ wody, której prędkość pozostaje niezmienna przez cały okres eksploatacji (20-50 lat).
5. Dobra odporność na wysokie ciśnienie. Pozwala to na stosowanie elementów plastikowych nawet w trudnych warunkach eksploatacji.

Główną wadą rur PPR jest wysoki współczynnik rozszerzalności cieplnej, przez co produkty te nieznacznie wydłużają się podczas ogrzewania. Aby przeciwdziałać temu zjawisku, konieczne jest podjęcie działań poprzez zainstalowanie kompensatorów.

Rury polipropylenowe pozwalają na tworzenie obiegów grzewczych o dowolnym stopniu skomplikowania. Jednak konstrukcje z dużą liczbą elementów utrudniają montaż i negatywnie wpływają na sprawność systemu grzewczego.

Ponadto istnieją specjalne warianty rur, do których należą wyroby wzmocnione folią aluminiową z oznaczeniem PN 25 – można je stosować w systemach o ciśnieniu do 2,5 MPa i temperaturze +95°C, a także wzmocnione elementy PN 20, dopuszczające eksploatację w warunkach temperatury +80°C i ciśnienia 2 MPa.

Jedno- i dwururowe systemy grzewcze

Na wybór rur wpływa również schemat rurociągu (jedno- lub dwururowy), według którego odbywa się przepływ czynnika grzewczego.

Na przedstawionym rysunku schematycznie ukazano jedno- i dwururowy system grzewczy, z których każdy ma swoje zalety i wady (+)

Przyjrzyjmy się różnicom w montażu obu rozwiązań schematowych.

Wariant #1 – system z użyciem jednej rury

W tym przypadku od kotła odchodzi «zasilanie» – główna magistrala o dużej średnicy. Służy ona jednocześnie do transportu gorącego czynnika grzewczego, jak i do zbierania już schłodzonego medium.

Na rysunku przedstawiono jeden z możliwych schematów podłączenia kotła, obejmujący pompę antykondensacyjną i instalację deaeratora (+)

Do centralnej arterii w sposób szeregowy podłączane są grzejniki. W tym celu stosuje się dwie cienkie rury, jedna z nich odbiera czynnik grzewczy, a druga go oddaje.

W jednorurowym systemie grzewczym ciecz kolejno przepływa przez wszystkie grzejniki, przekazując podczas swojej drogi część energii cieplnej.

Dwie odmiany układów jednorurowych

Ze względu na cechy konstrukcyjne można wyróżnić dwa warianty systemu: przepływowy i z bypassami. Konstrukcja przepływowa nie przewiduje pionów, ograniczając się do bezpośredniego połączenia grzejników na górnym piętrze z ich odpowiednikami na dole.

Używając tego schematu, należy pamiętać o zakazie stosowania zaworów regulacyjnych, ponieważ mogą one utrudnić dostęp czynnika grzewczego do urządzeń.

Taki system jest łatwy w realizacji, jednak ma szereg wad. Czynnik grzewczy w obiegu dość szybko się ochładza, ponadto nie można przeprowadzić naprawy ani regulacji systemu bez jego całkowitego wyłączenia.

Na tym rysunku można wyraźnie zobaczyć cechy montażu dwóch popularnych odmian systemów jednorurowych (+)

System grzewczy z bypassami również zakłada połączenie grzejników pionami, które odpowiadają za zasilanie sieci czynnikiem grzewczym. Jednocześnie grzejniki są oddzielane od obwodu za pomocą ogniw zamykających.

Dystrybucja czynnika grzewczego do wszystkich podłączonych urządzeń odbywa się porcjami praktycznie w tym samym czasie, dzięki czemu ogrzana ciecz ochładza się znacznie mniej niż w schematach przepływowych.

W obwodzie grzewczym z bypassami istnieje możliwość regulacji temperatury i naprawy uszkodzonego urządzenia bez wyłączania systemu.

Wybór elementów do systemu jednorurowego

Najpopularniejszym wariantem do wykonania jednorurowych schematów grzewczych są wyroby ze stali, które charakteryzują się umiarkowanymi cenami i dobrymi właściwościami technologicznymi. Są one szczególnie rozpowszechnione w wielorodzinnych budynkach starej zabudowy.

Podczas montażu rur należy zachować spadek, którego wielkość powinna przekraczać 5 milimetrów na 1 metr bieżący. Taka instalacja zapewnia swobodny transport czynnika grzewczego, który będzie kontynuowany nawet w przypadku nagłego lub planowanego wyłączenia pompy obiegowej.

Oprócz elementów stalowych do układania systemów jednorurowych można stosować wyroby wykonane z tworzywa sztucznego. Ze względu na niższe wartości oporu hydraulicznego rur polimerowych można stosować elementy o mniejszej średnicy.

Do prowadzenia magistrali zasilającej i powrotnej systemu jednorurowego stosuje się elementy o dużej średnicy (<50 mm), natomiast do podłączenia grzejników w systemie otwartym wystarczają elementy konstrukcyjne o średnicy 32 mm.

Wariant #2 – efektywny schemat dwururowy

Ten wariant schematu grzewczego przewiduje dwie magistrale: po jednej z nich – «zasilaniu» – transportowany jest czynnik grzewczy, który jest podgrzewany w kotle, a po drugiej – «powrocie» – zbierana jest schłodzona ciecz, która odprowadzana jest do agregatu grzewczego.

Przy wymuszonej cyrkulacji zapewnione jest podnoszenie ogrzanej cieczy przez pion główny, po czym następuje jej rozprowadzenie do połączonych szeregowo grzejników. W systemach z cyrkulacją naturalną w konstrukcji nie przewiduje się pionów powrotnych, a podłączenie urządzeń odbywa się za pomocą górnego rozdzielenia (+)

Ta modyfikacja systemu grzewczego zakłada równoległe podłączenie grzejników. Ponieważ intensywność cyrkulacji płynu zależy od różnicy temperatur między zasilaniem a powrotem, najzimniejszy grzejnik będzie szybciej się nagrzewał, a tym samym temperatura we wszystkich podłączonych urządzeniach będzie się wyrównywać.

Zaletami systemów dwururowych są:

• wysoka prędkość cyrkulacji czynnika grzewczego;
• możliwość tworzenia systemów ukrytych z rurami schowanymi w ścianach lub podłogach;
• efektywność ogrzewania powietrza;
• stabilność hydrodynamiczna systemu;
• możliwość łatwego podłączenia urządzenia służącego do regulacji dopływu ciepłej wody.

Systemy dwururowe mogą być różnych rodzajów:

• z dolnym lub górnym rozprowadzeniem;
• z przepływem współprądowym lub przeciwprądowym czynnika grzewczego;
• cyrkulacją naturalną i wymuszoną (w tym ostatnim przypadku stosuje się pompę obiegową).

System dwururowy jest znacznie droższy niż jednorurowy, a także bardziej skomplikowany w instalacji. Jednocześnie ten wariant gwarantuje bardziej komfortowe warunki eksploatacji.

Wśród wad takiego systemu można wymienić następujące czynniki:

• podwójna ilość rur wymaganych do ułożenia konstrukcji, co znacznie podnosi jej koszt i wydłuża czas potrzebny na montaż;
• konieczność stosowania różnych rodzajów armatury regulacyjnej i odcinającej.

Pomimo powyższych uwag, to właśnie system dwururowy jest uważany za preferowane rozwiązanie, szczególnie jeśli chodzi o sieć połączoną z niezależnymi kotłami.

Działa z większą wydajnością i pozwala szybko osiągnąć komfortowy mikroklimat. Zwraca uwagę również kompatybilność takich konstrukcji ze wszystkimi typami kotłów i różnymi rodzajami grzejników.

Elementy konstrukcyjne systemów dwururowych

Przy wyborze elementów do budowy konstrukcji dwururowych lepiej dać pierwszeństwo elementom polipropylenowym, choć można zastosować również inne warianty (miedź, metaloplastik), które są w stanie wytrzymać wysoką temperaturę i ciśnienie.

Nowoczesne materiały i technologie umożliwiają montaż systemów bez użycia spawania, wykonywanie instalacji na zasadzie zestawu konstrukcyjnego. Ponieważ każde zagięcie rury zwiększa opór hydrauliczny, należy unikać zakrętów i dążyć do układania rur jak najbardziej prosto.

Do magistrali zasilającej i powrotnej, które są podłączane do kotłów, optymalnie nadają się rury o średnicy 50 mm. Z podobnych elementów wykonuje się również piony, do których mocowane są grzejniki.

Podłączenie do zasilania i powrotu grzejników odbywa się za pomocą rur o różnej średnicy, na wybór której wpływa liczba sekcji:

• do podłączenia grzejników 25-35-sekcyjnych potrzebne są rury o średnicy 1,5 cala;
• 10-25-sekcyjnych – 1 cal;
• mniej niż 10 sekcji – trzy ćwierci cala.

Aby zapobiec stratom ciepła, wszystkie rury i połączenia muszą być izolowane termicznie.

Porady dotyczące prac montażowych

Podczas wykonywania obejścia kotłów grzewczych należy stosować pewne zasady. Na przykład zaleca się stosowanie rur polipropylenowych, w których oznaczeniu podano klasę eksploatacji 5, ciśnienie robocze 4-6 atmosfer, ciśnienie nominalne (PN) – 25 atmosfer lub wyższe.

Aby zapobiec zmianom wymiarów rurociągów PPR podczas projektowania, należy rozważyć instalację pętli kompensacyjnych.

W systemach grzewczych preferowane jest stosowanie rur zbrojonych, ponieważ warstwa folii zmniejsza współczynnik wydłużenia cieplnego dwukrotnie, a włókno szklane – pięciokrotnie.

Podczas obejścia kotła złączki polipropylenowe mogą być łączone z rurami w jeden system grzewczy poprzez wkręcanie gwintów lub metodą spawania na zimno/gorąco. Sposób gwintowany jest znacznie wygodniejszy, ale będzie znacznie droższy ze względu na konieczność użycia dużej liczby przejściówek.

Nie da się obejść bez złączek gwintowanych, jeśli zajdzie potrzeba podłączenia rur polipropylenowych do elementów metalowych lub wykonania mocowania między elementami o różnych średnicach.

Podczas montażu konstrukcji z rur i różnorodnych złączek zaleca się stosowanie elementów wykonanych z jednego rodzaju materiału, najlepiej – tego samego producenta. Pozwoli to zapewnić jednolite właściwości produktów, co wpłynie na niezawodność i trwałość systemu.

Do wygodnego układania systemów liniowych i wykonywania połączeń węzłowych przeznaczony jest szeroki asortyment złączek: trójniki, złącza, przejściówki i inne.

Pod spawaniem na zimno rozumie się zastosowanie specjalnej kompozycji klejowej, za pomocą której mocuje się elementy systemu. Ostatnio ta metoda praktycznie wyszła z użycia, ponieważ jej wynik jest niewystarczająco niezawodny.

Połączenie gwintowane pozwala na ponowne użycie elementów konstrukcji: w razie problemów można je zdemontować, a następnie ponownie skręcić. Spawanie pozwala na montaż bardziej niezawodnych systemów, ale są one jednorazowe: przy najmniejszej usterce konstrukcja będzie wymagać wymiany.

Do spawania rur polipropylenowych o dużej średnicy (>63 mm) celowe jest zastosowanie metody doczołowej, która jest wykonywana przy użyciu specjalistycznego urządzenia. W tym przypadku można obejść się bez stosowania elementów łączących (+).

Do spawania na gorąco używa się specjalnego urządzenia przeznaczonego do łączenia elementów plastikowych. W tym przypadku obie części konstrukcji są jednocześnie nagrzewane na dyszy do temperatury topnienia 260°C, a następnie dociskane do siebie, tworząc trwałe połączenie.

Podczas łączenia rur wzmocnionych folią warstwę metalu należy usunąć, aby nie przeszkadzała w mocowaniu, natomiast w przypadku elementów z włókna szklanego można spokojnie uniknąć tej czynności.

Tworzywo sztuczne źle znosi się z płynem przeciwzamrożeniowym, dlatego w systemach wykonanych z elementów polimerowych jako czynnik grzewczy nadaje się tylko podgrzana woda.

Podczas wykonywania systemów grzewczych wszystkie połączenia gwintowane należy uszczelnić za pomocą paronitu lub innego wysokotemperaturowego uszczelniacza, ponieważ krążący w nich czynnik grzewczy ma wysoką temperaturę.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

W poniższym filmie usłyszą Państwo uzasadnioną opinię specjalisty na temat stosowania różnych rodzajów rur do montażu systemu grzewczego.

Do wykonania obwiązania kotła można zastosować różne rodzaje rur, a dla optymalnego wyboru należy wziąć pod uwagę cały zestaw czynników: specyfikę kotła i systemu grzewczego, możliwości finansowe, osobiste preferencje.

Przy posiadaniu pewnych kwalifikacji montaż elementów plastikowych można przeprowadzić samodzielnie, ściśle przestrzegając schematu, ale do instalacji rur metalowych lepiej zwrócić się o pomoc do specjalistów.

Poszukują Państwo wysokiej jakości rur do obwiązania kotła? A może mają Państwo doświadczenie w montażu i stosowaniu określonych wyrobów rurowych? Proszę zostawić komentarze do artykułu, zadawać pytania i brać udział w dyskusjach. Formularz kontaktowy znajduje się poniżej.