Bij het installeren van watercircuits voor vloerverwarming gebruiken vakmensen meestal 2 soorten pijpleidingen - van metaal-kunststof en verknoopt polyethyleen. De redenen voor deze keuze zijn niet voor alle huiseigenaren duidelijk, omdat het echte assortiment aan materialen veel breder is: polypropyleen (PP-R), koper, zwart staal, gegolfd roestvrij staal. Het is onze taak om deze opties te overwegen en uiteindelijk uit te zoeken welke pijp voor een warme vloer beter is qua prestaties en prijs.
Evaluatiecriteria voor buismaterialen
Om de juiste buizen voor een warme vloer te kiezen, moet u een goed begrip hebben van de bedrijfsomstandigheden van het materiaal. De verwarmingslijn bevindt zich in de dekvloer en brengt niet alleen warmte over naar de monoliet, maar ervaart ook mechanische spanningen door waterdruk en de eigen uitzetting.
Daarom worden er strikte eisen gesteld aan het materiaal:
- Vloerverwarming (afgekort als TP) is een verwarmingssysteem op lage temperatuur waarbij water wordt verwarmd tot maximaal 55 graden, de bedrijfsmodus is ongeveer 40/30 ° С. Om snel energie van het koelmiddel naar de betonplaat over te dragen, moeten de buiswanden voldoende warmtegeleidingsvermogen hebben.
- De lengte van de TP-lussen bedraagt vaak 100-120 meter (afhankelijk van de gekozen diameter van de pijpleiding). Langere lengte = hoge hydraulische weerstand, verergerd door de ruwheid van het binnenoppervlak. Simpel gezegd: hoe gladder de buiswanden, hoe gemakkelijker het voor de pomp is om water langs een lang circuit te pompen en het vereiste debiet te leveren.
- Verwarming veroorzaakt rek van de vloerverwarmingsbuizen. Aangezien er nergens in de betonnen dekvloer kan groeien, moet aan een van twee voorwaarden worden voldaan: een kleine thermische uitzettingscoëfficiënt van het materiaal of een hoge elasticiteit en sterkte van de schaal, waardoor de buis in een beperkte ruimte kan passen zonder te breken.
- Noodsituatie: door storing van regelkleppen op de mengeenheid van de collector worden de verwarmingscircuits gevuld met ketelwater verwarmd tot 70 ... 90 ° C. Het materiaal van monolithische buizen moet dergelijke consequenties temperatuurschommelingen kunnen weerstaan.
- Andere belangrijke punten zijn corrosiebestendigheid, bescherming tegen zuurstofpenetratie, installatiegemak en het ontbreken van verbindingen in de monoliet.
Notitie. Voor watercircuits, gelegd "droog" methode in houten huizen, worden minder strenge eisen gesteld. TP worden zonder koppelstuk gemonteerd, er is voldoende ruimte voor thermische uitrekking. Punt 3 van de lijst is niet langer relevant.
Niet de minste rol wordt gespeeld door de kosten van alle TP-componenten - pijpleidingen, fittingen, distributiekam. Dus vergelijken we de materialen die worden gebruikt met de bovenstaande criteria en prijs.
Kenmerken van polymeerbuizen
De volgende soorten kunststof pijpleidingen worden gebruikt voor het transport van koelvloeistof in waterverwarmingssystemen van appartementen en privéwoningen:
- PP-R en PP-RCT - willekeurig polypropyleencopolymeer versterkt met een laag aluminium, basalt of glasvezel. Modificatie van PP-RCT-plastic wordt gekenmerkt door verhoogde thermische weerstand.
- PE-X - verknoopte polyethyleen kwaliteiten A, B en C. De producten moeten een zuurstofbarrière hebben - een dunne laag ondoordringbaar polymeer. Rehau-buizen gebruiken bijvoorbeeld de complexe verbinding ethyleenvinylglycol (EVOH).
- PE-RT - thermisch gestabiliseerde polyethyleenproducten met een zuurstofbarrière.
- PE-X / Al / PEX en PE-X / Al / PE zijn vijflagige metaal-kunststofpijpleidingen.
Referentie. Volgens GOST 32415-2013 zijn voor de installatie van verwarmingsnetwerken ook producten gemaakt van polybutyleen PB, polyvinylchloride PVC-C, polypropyleen blokcopolymeer en homopolymeer (PP-B, PP-H) geschikt.Deze materialen worden niet veel gebruikt in de woningbouw vanwege de ergste technische parameters.
In het kort over het aansluiten van buispolymeren tijdens het samenstellen van huisverwarming:
- bedrading van PP-R wordt verbonden door polypropyleen fittingen door solderen (thermisch polyfusielassen);
- verknoopt en warmtestabiliseerd polyethyleen (PE-RT) wordt axiaal in 3 fasen gemonteerd - het uiteinde verbreden, de fitting van de fitting spannen, de schuifhuls instellen;
- metaal-plastic is op 2 manieren verbonden - compressie of pers.
Nu zullen we een korte beschrijving geven van elk type pijpleiding, de lijst met vereisten doornemen en controleren hoe producten geschikt zijn voor het verwarmen van vloeren in woonkamers.
Polypropyleen - materiaal voor radiatorverwarming
Ondanks de prijsaantrekkelijkheid en inzet van veel vakmensen om PP-R te gebruiken, merken we meteen dat het onmogelijk is om een warme vloer te maken van polypropyleen buizen. Het is niet de moeite waard om de goedkeuring in de praktijk te controleren - bestudeer de technische kenmerken van het materiaal zorgvuldig en lees de recensies van huiseigenaren die op deze manier geld wilden besparen.
Hoe zijn pijpleidingen gemaakt van polypropyleen (zie diagram):
- de binnenlaag van PP-R, die het doorgangsgedeelte van de snelweg vormt;
- aluminium versterkende folie die thermische rek tegengaat en de penetratie van zuurstof verhindert;
- 2 kleeflagen die aluminium bevestigen met polymeer;
- de buitenste beschermlaag PP-R is wit of grijs (sommige fabrikanten hebben groen).
Een belangrijke toevoeging. Nu leggen polypropyleenfabrikanten in plaats van geperforeerde folie een laag basalt of glasvezel in de buis.
Laten we eens kijken hoe de PP-R-buizen in overeenstemming zijn met de vereisten voor vloerverwarmingstakken:
- Warmtegeleidingsvermogen 0,24 W / (m • ° С) is het slechtst onder polymeerproducten. Als we rekening houden met de wanddikte van 3,4 mm bij Ø20 mm (versterkte PP-R-pijpleidingen worden niet geproduceerd met een diameter van 16 mm), verkrijgen we de warmteoverdrachtsweerstand R = 0,0034 / 0,24 = 0,014 m² • ° C / W. Weerstand is te hoog voor actieve warmteoverdracht.
- Er zijn geen vragen over de gladheid van de binnenwanden tot polypropyleen - een ruwheid van 0,01 mm creëert geen verhoogde hydraulische weerstand.
- Bij verwarming tot 50 graden zal een 100 meter lange PP-R-buis met een aluminiumlaag 150 mm lang en 31 cm met glasvezel toevoegen De elasticiteit van polypropyleen is erg laag, waardoor het product in de monoliet onder hoge belasting zal staan. Materiaal kan barsten, vooral bij voegen.
- Weerstand tegen druk en temperatuur staat buiten kijf. Wanneer het koelmiddel wordt verwarmd tot 70 ° C, zal de PP-R-lijn rustig een werkkop tot 13 Bar weerstaan. Als je de temperatuur verhoogt tot 95 ° C, zakt de drukdrempel naar 9 bar.
- Het polymeer is bestand tegen chemische invloeden en laat praktisch geen zuurstof in het koelmiddel. Het grootste probleem is het grote aantal verbindingen dat onder de dekvloer valt, omdat het niet realistisch is om het polypropyleengedeelte te buigen.
Notitie. De technische parameters van PP-R-producten worden overgenomen volgens de Valtec-merkdocumentatie die op de officiële website van het bedrijf is gepubliceerd. We hebben ook prijzen en kenmerken van andere buispolymeren van deze fabrikant genomen voor een eerlijke vergelijking.
Leg enkele punten uit. De waarde van de thermische weerstand van de muren R = 0,014 m² • ° C / W zegt de gemiddelde gebruiker niets zonder vergelijking met de prestaties van andere kunststoffen. Deze berekeningen worden hieronder gegeven in de beschrijvingen van polyethyleen en metaal-kunststof buizen.
Het probleem van het verwarmen van polypropyleen systemen is het onvermogen om de kwaliteit van lasverbindingen visueel te controleren. Soms lopen gewrichten een jaar na hogedruktests (krimpen). Stel je de gevolgen voor van een lek in een betonnen monoliet - zoeken naar een defect, de dekvloer breken en repareren.
Een apart probleem is een lang gedoe met installatie, er zullen veel voegen in beton zijn.Voorbeelden van verwarmingscircuits verzameld door huismannen van PP-R zijn hierboven weergegeven op de foto. Zelfs de lage prijs van de buis Ø20 - 51 ... 83 roebel. (0,8 ... 1,25 cu) per strekkende meter - is niet de basis voor het gebruik van dergelijke buizen in warme vloeren.
Parameters van verknoopt en hittebestendig polyethyleen
Pijpen gemaakt van plastic PE-X worden geproduceerd in twee varianten - 3 en 5 lagen. Het verschil zit in de locatie van de anti-diffusiebarrière - in het eerste geval dient het ondoordringbare EVOH-polymeer als de buitenmantel van de buis, in het tweede - het wordt in de muur gelegd en aan beide zijden van het polyethyleen gelijmd. Externe kleur - bruin, zilver, rood.
Gebruikers vragen zich vaak af welke polyethyleenbuizen het beste kunnen worden gebruikt voor vloerverwarming - PE-X of PE-RT, hoe verschillen ze. We antwoorden:
- het moleculaire rooster van PE-X plastic is op 3 manieren verknoopt, vandaar de drie soorten polyethyleen - A, B en C;
- vanuit het oogpunt van installatie en bediening van verwarming verschillen leidingen van PE-X / A niet van PE-X type B en C;
- materiaal met verhoogde hittebestendigheid PE-RT is gemaakt van gewoon polyethyleen met goedkopere technologie - een complex polymeermolecuul wordt gemodificeerd met takken;
- PE-RT is inferieur aan PE-X in termen van duurzaamheid, sterkte en thermische stabiliteit;
- PEX is aanzienlijk duurder dan PE-RT, ongeveer 20-40%;
- PERT-buiswanden zijn verstoken van een anti-diffusiebarrière en daarom is het koelmiddel verzadigd met zuurstof met een snelheid van minstens 0,1 g / m³ • dag. (in de open lucht);
- PE-RT materiaal is thermoplastisch, de pijpleiding kan herhaaldelijk worden gesmolten en gelast zonder verlies van eigenschappen.
Referentie. De kosten van een Valtec 16 x 2 mm cross-linked polyethyleen buis zijn 51 roebel. per meter (ongeveer 0,8 cu). Een product met dezelfde diameter gemaakt van thermostabiel PE-RT-plastic kost 33 roebel / 1 m. (0,5 cu).
Laten we verder gaan met onze lijst met vereisten:
- Leiding voor warmwatervloer "PEX" en "PERT" heeft hetzelfde warmtegeleidingsvermogen - 0,38 W / (m • ° С). We berekenen de thermische weerstand van de muren met een dikte van 2 mm: R = 0,002 / 0,38 ≈ 0,005 m² • ° C / W - bijna 3 keer lager dan die van de SPR. Dat wil zeggen, polyethyleencircuits dragen veel beter warmte over op de dekvloer.
- Equivalente oppervlakteruwheid - 0,007 mm - een uitstekende indicator voor gladheid van de buis.
- Na opwarming tot 50 ° C wordt het 100 meter vrije deel van de PEX-pijpleiding met wel 100 cm verlengd, maar dankzij de elasticiteit en enkele montagetechnieken wordt de uitzetting in de betonplaat geruisloos gecompenseerd door het materiaal.
- De maximale werktemperatuur van het PE-X materiaal is 90 ° C, PE-RT is 80 graden, de kortstondige toegestane tijd is respectievelijk 95 en 90 ° C. De bedrijfsdruk van het koelmiddel is 6 ... 10 Bar, afhankelijk van de mate van verwarming. De parameters voldoen aan de vereisten voor verwarmingswatercircuits.
Het zwakke punt van polyethyleensystemen is zuurstofdoorlaatbaarheid. Uitgerust met een PEX-barrière, laat hij minder dan 0,1 g / m³ per dag toe, terwijl PERT veel meer toelaat. Maar omdat de buizen monolithisch zijn met cementzandmortel, is de toegang tot lucht aanzienlijk beperkt, waardoor de penetratie van zuurstof tot een minimum wordt beperkt.
Polyethylenen hebben een dubbele eigenschap: moleculair geheugen, waardoor de pijpleiding buigt naar de oorspronkelijke vorm van de baai. De functie bemoeilijkt de bevestiging van verwarmingslussen aan de vloerisolatie - als de buis niet om zijn eigen as wordt gedraaid, beginnen de uiteinden omhoog te puilen. Hoe u met het beschreven fenomeen kunt omgaan, bekijk de video van onze expert.
Het positieve effect van moleculair geheugen is het herstelvermogen na een pauze. Het volstaat om de plaats van beschadiging recht te zetten en te verwarmen met een bouwföhn - het plastic neemt zijn vorige vorm aan zonder de elasticiteit en sterkte te verliezen.
We analyseren de eigenschappen van metaal
In feite is deze vijflagige buis een analoog van het PEX-materiaal, waarbij een stevig aluminium frame met een dikte van 0,25 ... 0,4 mm (afhankelijk van de diameter van het product) als een EVOH-antioxidantpolymeer fungeert. Binnen passeert een zelfdragende buis van verknoopt polyethyleen, aan de buitenkant - een schaal van hetzelfde plastic.Bouwlagen worden bevestigd met speciale lijm.
Referentie. Markering van metaal-polymeerbuizen komt overeen met de structuur - PEX-AL-PEX. Een interessant punt: het merk Rehau biedt een universele lijn van RAUTITAN Stabi-pijpleidingen met een buitenschaal van gewoon (niet verknoopt) polyethyleen.
We zullen metaal-plastic analyseren volgens de aanvankelijk gespecificeerde criteria:
- Het warmtegeleidingsvermogen van de vijflagige structuur is 0,45 W / (m • ° С), de wanddikte van buizen met een diameter van 16 en 20 mm is 2 mm. Daarom is de weerstand tegen warmteoverdracht R gelijk aan 0,002 / 0,45 = 0,004 m² • ° С / W.
- De verlenging van verwarming van een sectie van 100 meter bij 50 ° C is slechts 13 cm.
- Bedrijfstemperatuur bij een druk van 10 Bar - tot 95 graden, kortstondige noodsituatie - 130 ° C. De zuurstofdoorlaatbaarheid van de muren is bijna nul.
- De prijs van de Valtec Ø16 x 2 pijp is 60 roebel. (0,9 cu), Ø20 x 2-97 roebel. (1,45 cu) per strekkende meter.
Let op: indicatoren van thermische geleidbaarheid, bedrijfstemperatuur en rek van metaal-kunststof constructies zijn de beste van alle polymeerbuizen. De gladheid van het materiaal wordt niet vermeld, omdat de ruwheidswaarde identiek is aan polyethyleen - 0,007 mm.
Een belangrijk verschil tussen metaalplastic is de afwezigheid van moleculair geheugen. Bij het buigen neemt het stijve aluminium frame de vereiste vorm aan, waardoor de elastische sterkte van de polyethyleenlagen wordt overwonnen. De opgegeven eigenschap is een grote hulp tijdens de installatie, het belangrijkste is om een minimale buigradius van respectievelijk 6 en 8 cm te behouden voor buizen met een diameter van 16 en 20 mm.
Metalen buizen voor vloerverwarming
In moderne warmteleveringsnetwerken van landhuizen worden stalen, roestvrijstalen en koperen buizen gebruikt. Voor de installatie van vloerwatersystemen worden 2 soorten metalen pijpleidingen gebruikt:
- gegloeid koper met een buitendiameter van 15, 18 en 22 mm met een wanddikte van 1 mm (verkocht in traveeën van 25 m);
- gegolfd roestvrij gegloeid ½ en ¾ inch (Ø15 ... 20 mm), bay meter - van 10 tot 50 m.
Geschiedenis referentie. In de Sovjettijd werden in de kleuterscholen warme vloeren aangebracht in overeenstemming met de vereisten van de bouwvoorschriften. Verwarmingscircuits waren gelast van met water en gas verzinkte buizen van zwart staal.
Laten we de parameters van metalen buizen evalueren volgens de criteria:
- De warmtegeleidingscoëfficiënt van koper en staal is zo groot (respectievelijk 389 en 45 W / m • ° С) dat het geen zin heeft om berekeningen te maken - volgens dit kenmerk zal het metaal plastic in de riem stoppen.
- De equivalente ruwheid van nieuwe producten is 0,01 mm. Tijdens bedrijf verslechtert de gladheid van de muren, de hydraulische weerstand neemt geleidelijk toe.
- De lineaire uitzetting van metalen is niet significant in vergelijking met polymeren - 55 ... 85 mm per 100 meter van de warmtebron bij een temperatuurdelta van 50 ° C. De materialen zijn flexibel genoeg om in het beton te verlengen en de dekvloer niet te breken.
- Koper Ø18 x 1,0 mm houdt stil een werkdruk van maximaal 67 Bar bij een maximale temperatuur van 200 ° C. Gegolfde roestvrijstalen parameters zijn respectievelijk 15 Bar en 150 graden. De vermelde indicatoren dekken de vereisten voor TP met een grote marge.
- Staal en koper laten geen zuurstof door, maar zijn onderhevig aan langzame corrosie. Zwakke punten - secties die elektrische bedradingslijnen door huis kruisen.
Het probleem met een flexibele roestvrijstalen buis is een gegolfde gegolfde structuur die een aanzienlijke hydraulische weerstand tegen vloeistofstroom creëert. Bij een lengte van 1 cm zijn er minimaal 20 pieken van meer dan een millimeter hoog. Het tweede moment: in de troggen begint zich klein zand te verzamelen dat samen met het koelmiddel langs het systeem reist.
Informatie over de prijs van materialen. Een koperen pijp van 18 x 1,0 kost ongeveer 500 roebel. per meter (7,5 cu) kost roestvrij staal Ø20 mm (inwendig - 15 mm) 155 roebel / 1 m (2,3 cu).
Ondanks de uitstekende prestaties wordt koper zelden gebruikt voor de installatie van TP. Oorzaken:
- het materiaal is vele malen duurder dan polymeren;
- de complexiteit van het leggen van de buis - voor nauwkeurig buigen en vormen van lussen van de warme vloer is ervaring vereist;
- de pijpleiding is bang voor knikken die alleen kunnen worden verholpen met professioneel solderen.
Wat betreft golfslag: naast problemen met de hydraulica is er een kwestie van wantrouwen. Het is een feit dat het materiaal relatief recent op de markt verscheen en het 10-20 jaar niet lukte om in vloersystemen te werken. Dat wil zeggen, de echte duurzaamheid van het roestvrij staal is onbekend.
De beste optie voor TP kiezen
Als we de analyse van elk type pijpleidingen zorgvuldig bestuderen, kunnen we een voorlopige conclusie trekken: koper wint in alle operationele indicatoren, maar verliest aanzienlijk aan polymeren in prijs. Roestvrij stalen golfplaten zullen ook geen alternatief zijn voor polyethyleen - het is twee keer zo duur en slechter in de hydraulica.
Welke pijp moet je in de eerste plaats gebruiken voor een warme vloer:
- Nummer 1 van onze beoordeling is PEX-AL-PEX, een metaalwerk dat zich door jarenlange praktijk heeft bewezen. Het materiaal is relatief goedkoop, handig voor doe-het-zelf-installatie, duurzaam, brengt warmte goed over en verlengt enigszins van verwarming.
- Cross-linked PE-X polyethyleen - buizen voor professionals die TP-contouren van hoge kwaliteit kunnen maken. "PEX" is gemakkelijk te herstellen na een pauze, maar geleidt de warmte erger en zet sterk uit door stijgende temperaturen.
- Hittebestendig PE-RT polyethyleen is een budgetoptie voor professionele installatie. De belangrijkste nadelen zijn zuurstofdoorlaatbaarheid en een aanzienlijke verkorting van de levensduur bij oververhitting.
- De vierde plaats van de koperen buis is te wijten aan de hoge prijs die niet beschikbaar is voor de meeste gewone huiseigenaren. Als met deze factor geen rekening wordt gehouden, is koper een ideale optie voor vloerverwarming.
- Gegolfd roestvrij staal is goed voor korte secties, bijvoorbeeld voor het aansluiten van slangen en slangen. Het leggen van ribbelbuizen onder de dekvloer is geen erg goede oplossing.
- We gebruiken helemaal geen polypropyleen.
Commentaar. Bij het vergelijken van verschillende leidingsystemen werd geen rekening gehouden met de kosten van fittingen, omdat vloercircuits zonder verbindingen worden gemonteerd.
Aanbeveling voor de juiste installatie en betonnering van PE-X- en PE-RT-pijpleidingen. Om de verlenging van verwarmingsdraden te verminderen, mag u het aantal buizen in één circuit niet overschrijden - 100 m, idealiter 80 m. Voordat u de oplossing vult, vult u het systeem met water en pompt u de testdruk op (1,5 keer hoger dan de werkende). De technologie voor het installeren van TP wordt in detail beschreven in een apart artikel.
We voegen enkele argumenten toe om te kiezen voor polyethyleen of metaalplastic voor het verwarmen van vloeren. Ten eerste worden polymeren al lang en met succes gebruikt in Europese landen. Ten tweede wordt de chemische samenstelling van de basissubstantie continu verbeterd en worden de eigenschappen verbeterd. Ten derde zijn polymeerbuizen zeer duurzaam, de standaard levensduur is 50 jaar.
Over de diameter van verwarmingsbuizen
Gewoonlijk hebben huiseigenaren bij de zelf-opstelling van water-vloerverwarming de vraag welke buisdiameter te kiezen - 16 of 20 mm. We zullen proberen te antwoorden in een toegankelijke taal:
- in verreweg de meeste gevallen worden verwarmingsdraden gelegd met buizen Ø16 mm (binnendoorgang - DN10);
- diameter van 20 mm (DN15) moet worden gebruikt op lange contouren met een lengte van 100 ... 120 meter;
- het gebruik van grotere snelwegen is gerechtvaardigd in kamers van een groot gebied met hoge plafonds, die alleen worden verwarmd door het TP-systeem zonder de hulp van radiatoren.
De beste manier om de juiste diameter te kiezen en tegelijkertijd het verbruik van leidingen voor vloerverwarming te achterhalen, is door te berekenen. We nodigen u uit om vertrouwd te raken met de berekeningsmethodologie die is gepubliceerd als een gedetailleerde gids.