Самотечное отопление из металлических труб

Независимость системы отопления от вспомогательных элементов системы является, несомненно, главным фактором в данном вопросе. С точки зрения функциональности, самотечные (гравитационные) системы отопления считаются самыми неприхотливыми в эксплуатации. Главный фактор неприхотливости заключается в самом принципе функционирования гравитационных систем отопления.

Самым распространенным вариантом таких систем является вариант с использованием стальных труб в качестве подающей и обратной магистрали. Эффект циркуляции теплоносителя получает свое начало в отопительном котле (твердотопливный, твердотопливный с возможностью присоединения газовой горелки и АОГВ). Отличить котел, способный работать в самотечных системах можно по диаметру присоединительных патрубков. В зависимости от мощности котла этот диаметр варьируется от 32 до 50. В пересчете на дюймовую систему измерений эти размеры эквивалентны 1 1/4 дюйма до 2 дюймов. Единственным исключением из правил является линейка электрокотлов, массово выпускаемая нашими отечественными производителями, имеющие диаметр патрубков подачи и обратки диаметром 1 дюйм (25). Это объясняется небольшой мощностью котла, до 6кВт. Отчасти это продиктовано и минимизацией последующих расходов для присоединения циркуляционного насоса, с последующим переходом на диаметр труб, облегчающих монтаж самой системы отопления (25, 32, в стандарте пластиковых труб). Стандарт металлических труб и стандарт пластиковых отличаются. Об это подробно описано в соответствующей статье.

Мощность, с которой котел отопления способен «продавить» систему, то есть обеспечить циркуляцию теплоносителя, напрямую зависит от мощности и объема теплообменника внутри твердотопливного котла (водяная рубашка), а в случае электрокотла, выполненного в виде трубы – от объема этого котла. Следует также учитывать, что максимально эффективной является та форма теплообменника, в которой нагретый теплоноситель имеет запас хода по вертикальному участку котла. В некоторых случаях для увеличения конвективной способности (мощности) самотечной системы монтируют так называемый разгонный стояк. В этом случае непосредственно после котла, при благоприятных условиях для монтажа (вертикальное расположение подающего патрубка) производят монтаж трубы, которая уже под потолком переходит в горизонтальное положение и проходит по периметру здания.

Много споров вызывает то, какой уклон должен быть у труб при монтаже самотечной системы отопления. Уклон варьируется на усмотрение монтажника, чем больше уклон, тем легче теплоносителю пройти всю систему с минимальными потерями. Но один фактор должен быть соблюден – уклон, пусть он будет минимальный, в пределах миллиметра по высоте на метр по горизонтали, но должен быть. И категорическое отсутствие контруклона.

Это связано с тем, что помимо обеспечения вспомогательной помощи в циркуляции, уклон позволяет удалить воздух из системы, который очень негативно влияет на саму циркуляцию.

Использование стальных труб в системах самотечного отопления продиктовано распространенностью самих труб, широким спектром возможностей по их соединению, долгим сроком службы, а также их способностью отдавать тепло на протяжении всего периметра дома.

Громоздкость в интерьере напрямую зависит от мастерства монтажника, а также и от планировки самого дома. В зависимости от взаимного расположения входных дверей, их количества, размеров окон и расстоянием между верхним краем окна и потолком – и выбирается наиболее оптимальный вариант для монтажа системы.

В отдельных случаях вместо электросварки используется вариант резьбового соединения отдельных элементов, но такая работа занимает больше времени, чем при использовании сварки. При благоприятном стечении факторов самотечная система отопления очень лаконично вписывается в общий интерьер дома. Как правило, для достижения такого результата, вариант использования самотечной (гравитационной) системы закладывается еще на этапе проектирования.

выбор, способ крепления и цена

В процессе возведения сооружения, где потом будут жить или работать люди, обустройство системы отопления становится одной из самых значимых задач. Не последнюю роль в этом играют трубопроводы. Кажется, будто они являются самыми примитивными элементами. В действительности подобное мнение неверно. В системах, поставляющих тепло, мелочей не бывает. В статье предлагаем рассмотреть металлические трубы для отопления.

Почему металл?

Трубопроводы из металла остаются наиболее популярными, поскольку сочетают множество преимуществ. Вследствие этого они ещё нескоро выйдут из употребления. В целом трубы делаются либо из цветного, либо из чёрного металлического проката. Чёрный прокат – чугун, цветной – различные сплавы из соответствующих металлов. Остановимся подробнее на плюсах.

Преимущества

Главный плюс кроется в высочайшей прочности. Данный показатель часто становится основным при выборе трубопроводов. Причём прочность настолько высокая, что поверхности труб практически нереально навредить механическим воздействием. Если, конечно, специально не стараться.

Не стоит забывать и о способности к противодействию экстремальным температурным условиям. Например, металлические изделия, используемые в печах, способны справляться с температурой, достилающей +1500 градусов. Продукция из пластика или его металлизированного аналога подобные нагрузки не выдерживает.

За счёт уникальных эксплуатационных качеств описываемые трубы без проблем дают требуемую проектом герметизацию. Правда, не просто так. Лишь при условии соблюдения ряда правил, предъявляемых к монтажу.

В связи с тем, что металл является универсальным материалом, трубопроводы из него применяются не только в отопительных системах. Они широко используются для проводки газа и воды для бытовых нужд. Не говоря о печках. Металлические изделия иногда допускается применять в качестве конструкций несущего типа. А что же минусы?

Недостатки

Несмотря на преимущества, минусы всё же имеются. Скрывать их нет смысла. К примеру, любая металлическая труба для отопления подвержена коррозии. Если не выполнить некоторые правила, касающиеся установки и эксплуатации, велика вероятность быстрого прихода в негодность. Придётся проводить дорогостоящий ремонт.

Другой минус изделий из металла – высокие тепловые потери. Решение проблемы – применение тех или иных изоляторов. Однако это повышает стоимость отопительной системы. Особенно в длинных трубопроводах.

Разновидности трубопроводных изделий

Бесшовные трубы. Изготавливаются с помощью прессовки, прокатки или ковки. Подразделяются на два типа. Первый – горячедеформированные изделия, второй – холоднодеформированные. В основном используются в трубопроводах, где наблюдаются существенные нагрузки. Скажем, повышенное давление или другой подобный фактор.

Сварные

Сварные трубы. Производятся путём сварки. Бывают разные варианты технологии изготовления. Один из них заключается в сворачивании изделий с целью прохождения шва вдоль трубы. Название – прямошовная труба. Другой включает навивку ленты по заданной спирали. Название – спиралешовная труба. Некоторые считают наличие шва недостатком.

Но современные производственные процессы позволяют делать продукцию, где прочность шовного участка всего на 10-15% меньше, чем у остального изделия.

В зависимости от формы, металлические трубы также делят на следующие виды:

• квадратные;
• овальные;
• прямоугольные;
• круглые.

Особенности установки

Укрепление металлических трубопроводных изделий осуществляется за счёт использования оборудования для сварки. Из-за этого монтажные работы должны проводить мастера, обладающие соответствующими навыками. Сбор труб следует производить до мероприятий, направленных на отделку различных помещений. Иначе велика вероятность, что в процессе сварки повредится отделочный слой.

Установка металлических труб выполняется по открытому методу. Необходимо помнить о коррозии. Чтобы она не появилась раньше времени, трубопровод не рекомендуется делать внутри стеновой конструкции.

Чаще всего рассматриваемые в статье трубы используются для решения промышленных задач. В такой ситуации очень важно, чтобы трубопроводы хорошо справлялись с высокой температурой рабочей среды и давлением.

В домах и квартирах металлические трубы нужно ставить на участках, которые больше всего подвергаются рабочим нагрузкам. В остальных случаях подходят металлопластиковые аналоги.

Трубы с содержанием металла

Состоят из множества слоёв. Каждый изготовлен из определённого материала. Это полиэтилен, клеящий раствор, алюминий и снова полиэтилен. Использование алюминия позволяет относить продукцию к частично содержащей металл.

Главное преимущество – простая установка. Поскольку металлополимерные трубы пользуются немалым спросом, на рынке встречаются разные изделия. От недорогих поделок до продукции высокого качества, которая отлично противостоит рабочим нагрузкам. Недостаток кроется в большом количестве слоёв.

Если труба не отвечает современным стандартам или неправильно применяется, велик риск расслоения. В процессе установки дефекты обычно появляются на изгибах. Объяснение заключается в различных коэффициентах расширения, наблюдаемых между алюминием и полимером.

Свой вклад в деструктивный процесс вносит и клеевой состав. Наконец, трубопроводные составляющие нередко расслаиваются из-за грубейших нарушений технологического процесса.

Для соединения труб используются разные технологии. Например, пресс-фитинги (другое название – радиальная запрессовка). Существуют также цанговые зажимы и натяжные гильзы (альтернативное название – аксиальная запрессовка).

Пресс-фитинги и натяжные гильзы относятся к профессиональным элементам крепления. Благодаря этому они без проблем заливаются прямо в стяжку или бетон. Обусловлено это монтажными мероприятиями посредством определённых инструментов и неразборной установкой.

Цанговые зажимы устанавливаются гораздо проще. Надо всего лишь найти подходящий гаечный ключ. С другой стороны, их нельзя заливать ни в бетон, ни в стяжку. Соединения имеют обыкновение иногда раскручиваться. Поэтому для нормальной эксплуатации их следует зажимать.

Как правило, цанговые зажимы используются на локальных участках. Скажем, если хотите обустроить место для стиральной или посудомоечной машинки, лучшего решения не найти. Особенно это удобно, когда основная разводка спрятана в стеновые конструкции и для получения доступа к ней пришлось бы всё разбирать. Цанговые соединения дают возможность сделать нужные работы без лишних строительных мероприятий.

Стальные трубы для отопления — виды, преимущества и недостатки

Металлические трубы

Металлические трубы с давних времен используются как незаменимый компонент системы отопления. Они отличаются высокой механической прочностью и надежностью. Монтаж стальных труб для отопления считается классическим вариантом организации тепловых магистралей. И даже обилие современных полимерных аналогов не смогло исключить данный вид инженерных коммуникаций из обихода.

Характеристики труб определяются технологическими нюансами их производства. На металлургических предприятиях используются процессы, позволяющие придать готовому продукту определенные свойства. Изделия могут быть цельнотянутыми или сварными. Первые формируют при помощи сложного оборудования, а другие сшивают из металлического листа.

Основные достоинства изделий:

1. Прочность. Металлические трубы незаменимы при строительстве магистралей высокого давления.
2. Малое тепловое расширение. Благодаря этому отпадает необходимость в использовании толстостенной продукции.
3. Практически стопроцентная газовая герметичность. Это очень важное условие для создания полноценного замкнутого контура отопления.
4. Высокая теплопроводность. Очень важный момент для организации систем отопления в жилых домах. Поверхность металла передает тепло в окружающий воздух, частично выполняя функции приборов отопления.
5. Доступность. Стоимость металла невысока, что имеет большое значение при обустройстве бюджетных вариантов теплоснабжения.

Недостатки:

• Подверженность коррозии. Металл плохо противостоит окислительным процессам и воздействию агрессивной среды.
• Электропроводность. Хотя и весьма условный, но все же отрицательный фактор. Особое значение он имеет при обустройстве системы отопления с электрическим котлом.
• Жесткость. Изогнуть магистраль можно только при тепловом воздействии. Для монтажа требуется немало соединительных и фигурных элементов.
• Большая масса. При установке приходится прикладывать немало физических усилий, чтобы правильно расположить участок магистрали.

Виды труб

Чугун

Состав является сложным сплавом на основе железа. Расплавленная масса отлично поддается формованию и отличается от чистой стали повышенным содержанием углерода.

Трубы из чугуна для систем отопления используют редко. Когда же их применение принципиально, то выполняют операции по улучшению изолирующих характеристик:

• стыки уплотняют манжетами и специальными муфтами
• внутреннюю и внешнюю стенки обрабатывают защитной пленкой

Производители поставляют на рынок продукцию диаметром от 50 до 300 миллиметров. По сравнению с пластиковыми аналогами чугун выгодно отличается механической прочностью.

Медь

Труба медная

Материал отличается исключительной теплопроводностью. Наряду с достаточной механической прочностью он характеризуется длительным сроком эксплуатации.

Медные трубы используют в местах, где сварочные работы категорически неприемлемы. Массового распространения эти магистрали не получили из-за высокой стоимости.

Для систем отопления разделяют два вида данных труб:

1. Выполненные из материала, прошедшего предварительную нагартовку. Продукция обретает повышенную механическую прочность. Поставки, как правило, осуществляются отрезанными по нужным размерам прогонами. Их диаметр варьирует в диапазоне 22-54 мм.
2. Изготовленные из проваренной меди. Изделия отличаются высокой ковкостью и технологичностью. На рынок поставляются бухтами с диаметром 6-22 мм.

Между собой отдельные участки магистралей стыкуются при помощи сварки.

Черная сталь

Это наиболее распространенный в 70-90-х годах прошлого столетия материал для бытовых систем отопления. Данная марка стали не устойчива к коррозии и вряд ли оставила после себя положительные воспоминания у домовладельцев. Хотя срок службы и декларировался на уровне 25 лет, проблемы начинались намного раньше.

А именно:

• Разгерметизация системы. Отчасти виной тому была неправильная эксплуатация трубопроводов. Долго они могли служить при условии, что система заполнена водой круглогодично, что не соблюдалось абсолютно.
• Отложения. Внутренние стенки являются отличным местом для сбора солей, песка и прочих включений. В результате уменьшения диаметра магистралей снижалась и эффективность их работы.

Оцинкованная сталь

Труба оцинкованная Ду 32

Защитный верхний слой кардинально изменил эксплуатационные характеристики обычной стали. Трубы стали служить дольше в несколько раз. Во многих «сталинках» эти магистрали служат и поныне. Однако качество современной продукции вызывает достаточно много вопросов и у монтажников, и у потребителей.

Справедливости ради стоит отметить, что на рынке достаточно и качественно выполненной продукции. Отопление из металлических труб, покрытых слоем цинка, является долговечным. Сам материал остается таким же прочным и устойчивым к воздействию агрессивной среды.

Монтируют отдельные участки на резьбовых соединениях, поскольку сварка разрушает изоляционный слой.

Из недостатков можно отметить два:

1. Более высокая по сравнению с традиционной сталью стоимость.
2. Выполнение резьбовых стыков занимает намного больше времени, чем сварка или пайка.

Нержавеющая сталь

Теоретически для обустройства отопления можно использовать трубы из нержавеющей стали. Тем более что монтаж можно выполнять как при помощи сварки, так и посредством резьбовых соединений. Такие магистрали практически не ограничены какими-то сроками эксплуатации. Быстрее в негодность придет сама постройка.

Однако чрезвычайно высокая стоимость антикоррозийной стали исключает повсеместное применение материала. Гофрированные же аналоги, наоборот, успешно используются и ежегодно становятся все более популярными. Их цена вполне приемлема, а потребительский спрос растет благодаря многим преимуществам материала:

• Для выполнения монтажных работ не надо много инструмента. Достаточно самого примитивного трубореза и двух газовых ключей.
• Высокие рабочие параметры. Металл выдерживает температуру кипение воды и давление 12кгс/кв.см.
• Соединяются трубы при помощи компрессионных фитингов и силиконовых уплотнений. Они легко стыкуются посредством фитингов и зажимаются резьбовыми соединениями.
• Трубы легко формовать. Чтобы получить нужный изгиб, не требуется термическое воздействие или большое усилие.

Виды металлических труб для отопления

Для того чтобы собрать очень надежную систему лучше всего использовать металлические трубы и фитинги для отопления. Они обладают устойчивостью к повреждениям, а также к линейному расширению. Давайте рассмотрим, какие виды металлических труб для отопления применяются в домах и квартирах.

Гладкие стальные

Металлические трубы для отопления

Металлические трубы для отопления изготавливаются из черной или нержавеющей стали. Первая – более дешевая и боится ржавчины, вторая – дорогая, но не подвержена коррозии. В домах с контуром открытого типа применяется только неоцинкованная труба для отопления с большим внутренним диаметром. В таких контурах в теплоносителе достаточно высокий уровень кислорода и низкая скорость циркуляции. Это создает все необходимые условия, чтобы металлические трубы отопления  поржавели. Насыщение воды происходит в расширительном баке открытого типа.

Для герметичных контуров в домах и квартирах черный металл не используется, только нержавейка и оцинкованная труба для отопления. Прекрасные материалы, но очень дорогие и сейчас уже не многие умеют с ними работать. А о том, чтобы сделать отопление из металлических труб своими руками даже речи быть не может. Так как каждое из двух видов соединений (сварка и резьба) требуют наличия специального инструмента и навыков. Цинковые трубы для отопления соединяются только резьбовыми соединениями. При сваривании нарушается слой напыления и выделяется ядовитый газ.

При этом применение оцинкованных труб для отопления предпочтительней пластиковых контуров. Бывает так, что при монтаже оцинкованных труб в системе отопления приходится помещать их под землей. Например, когда котельная находится на некотором отдалении от дома. При этом погруженность контура должна превышать глубину промерзания грунта, которая для каждого региона индивидуальна. Также не обойтись без утеплителя для металлических труб отопления, чтобы предотвратить теплопотери и риск размораживания.

В зависимости от метода изготовления выделяют два вида соединений:

• сварные;
• бесшовные.

Сварные железные трубы для отопления изготавливаются из листовой стали. Ее загибают, а торцы свариваются. Шов проходит вдоль всего изделия. В изделиях с большим диаметром их может быть два. Шов  бывает прямым и спиральным. Второй метод более прост в исполнении, а также предотвращает появление продольных трещин по шву. Максимальный диаметр достигает 2500 мм. Помимо этого отличаются и методы сваривания:

• электросварка – самый распространенный метод для сваривания тонкостенных изделий. После сваривания шов зачищается, снимается грант и осуществляется калибровка. Надежность соединения проверяется ультразвуком и водой под давлением;

  Стальная бесшовная труба

• кузнечная (печная сварка) – соединение происходит благодаря давлению. Полоса металла, из которой будет сформировано изделие, нагревается выше 1300 градусов в печи. Через специальные сопла на нагретую заготовку подается под давление воздух, который еще больше повышает температуру на торцах. Металл при этом достигает точки плавления. Затем этап формирования и сдавливания, таким образом, чтобы расплавленное железо на торцах обеспечило надежное соединение. После этого уже сформированное изделие проходит повторный процесс нагревания и калибровки;
• электросварка в газе – во время сваривания подается газ, который тяжелее воздуха (гелий, углекислый газ или аргон). Он вытесняет более легкий воздух и в шве не остается микрополостей. Это делает соединение монолитным.

Толщина стенок бесшовных труб больше, чем у изделий, изготовленных методом сваривания. При этом максимальный наружный диаметр при литье меньше.

Срок службы металлических труб отопления, изготовленных по бесшовной технологии, превышает 25 лет. Они изготавливаются методом литья жидкого металла. Процесс осуществляется двумя способами: полу-непрерывным и центробежным. В первом случае расплавленная сталь пропускается через кольцо с охлаждением. Во втором отлив осуществляется на вращающуюся чашу, которая формирует изделие. Толщина стенок зависит от скорости вытягивания.

Металл в качестве армирования

Армированная пластиковая труба для отопления

Металл помимо того, что используется в чистом виде, прекрасно сочетается с другими материалами. Так, алюминий используется при производстве металлополимерных труб для отопления в качестве армировочного слоя. Он может быть сплошным или с перфорацией. Армировочный слой находится между двух слоев пластика. Благодаря алюминию коэффициент линейного расширения у металлополимерных труб для отопления значительно снижается. Если монтаж армированной трубы для отопления осуществляется методом пайки, то слой алюминия нужно снимать на глубину погружения в фитинг.

У пластиковой неармированной трубы для отопления коэффициент линейного и теплового расширения значительно выше, чем у изделий армированных алюминием.

Медные системы

Речь об отоплении дома металлическими трубами из меди. Они прекрасно подходят, так как выдерживают высокие температуры, до 300 градусов. При этом линейное расширение, как и у всех металлических труб, практически отсутствует, значение коэффициента равно 0,01%. Помимо этого она обладает бактерицидными свойствами.

Изготавливаются такие изделия методом:

• отжига;
• прокатки;
• штамповки.

Для систем отопления из металлических труб используются отожженные изделия. Но есть некоторые условия использования этого материала: его нежелательно замуровывать в стены. Самую большую опасность несут в себе вихревые токи, которые приводят к тому, что медь окисляется и разрушается.

Образование коррозии в отоплении частного дома: металлические трубы взаимодействуют с воздухом и окисляются. При повышении температуры процесс становиться более интенсивным. На меди ржавчина появляется под воздействием вихревых токов. Поэтому система отопления должна быть заземлена.

В некоторых странах  западной Европы сантехники перестали устанавливать медные контуры для отопления. Это связано с выходом закона, в котором уменьшено допустимое количество примесей меды в технической воде, отдают предпочтение металлопластику.

Новинка – металлические гофры

Труба металлическая гофрированная для отопления  производится из высокотемпературной нержавеющей стали с низким содержанием углерода, методом сваривания в аргоне. На готовое изделие может быть надет чехол из термостойкого материала яркого цвета.  Изделие выдерживает придельную температуру теплоносителя в 150 градусов. Рабочее давление – до 15 атмосфер.

Изделие гнется в различных положениях и стыкуется при помощи резьбовых фитингов. Оно имеет очень широкий спектр применения:

• отопление;
• водоснабжение;
• система теплый пол;
• газораспределение;
• система автоматического пожаротушения.

При покупке металлических гофро-труб для отопления  спрашивайте у продавцов сертификаты, подтверждающие их качество, так как можно купить нержавейку, которая в итоге покроется коррозией.

Гибкие металлические трубы для отопления легко монтируются. Для работы понадобиться только гаечный ключ. Применяются два вида фитингов из латуни:

• цанговые – просто надевается на гофру, а затем зажимаются. В качестве уплотнителя выступает силиконовая прокладка. Крепление происходит вследствие сжимания кольца (цанги) внутри фитинга;
• под накидную гайку – на гофру надевается гайка, затем край завальцовуется при помощи специального инструмента. Стык уплотняется паронитовой или асбокартонной прокладкой. В конце гайка накручивается на корпус фитинга.

Это достаточно новый материал и мастера относятся к нему с некоторой опаской. Возникают сомнения по поводу надежности стыков. Также обсуждается сопротивление потоку, которое оказывают завитки изделия. Ну и стоимость, конечно же, играет свою роль. К примеру, отопление из металлопластика будет в два раза дешевле.

Биметаллические элементы контура

Биметаллические трубы

Биметаллические трубы отопления выполняют функцию батарей. Они могут монтироваться скрытым способом, или же открытым. Удобно использовать для отопления служебных помещений. В квартирах такое встречается редко, разве что в качестве плинтусного отопления. Для изготовления применяется сталь и цветные металлы. Совмещение дешевых и дорогих материалов значительно улучшает соотношение цены-качества изделий. При этом можно подобрать металлы с самыми подходящими характеристиками.

Ленту армирования закрепляют, приваривая или напрессовывая. В основном, оребрение осуществляется по спирали методом сваривания. Такие изделия не только устойчивы к нагреванию, максимальная температура составляет 350 градусов, а и обладают отличной теплоотдачей. Сильные стороны:

• могут работать с теплоносителем любого качества;
• долгий срок службы;
• относительно небольшой диаметр. На отечественном рынке это ½ и ¾;
• хорошая теплоотдача — у обоих около 300 Вт на метр.

Помимо отопления, биметаллические изделия используются многими сферами промышленности. Это и нефте-химическая промышленность, и машиностроение. Также они применяются для систем кондиционирования и даже на атомных станциях.