Saat memasang sirkuit air untuk pemanasan di bawah lantai, pengrajin biasanya menggunakan 2 jenis pipa - dari logam-plastik dan polietilen yang terhubung silang. Alasan untuk pilihan ini tidak jelas bagi semua pemilik rumah, karena kisaran material yang sebenarnya jauh lebih luas: polypropylene (PP-R), tembaga, baja hitam, baja tahan karat bergelombang. Tugas kami adalah mempertimbangkan opsi-opsi ini dan akhirnya menemukan pipa mana untuk lantai yang hangat lebih baik dalam hal kinerja dan harga.
Kriteria Evaluasi untuk Bahan Pipa
Untuk memilih pipa yang tepat untuk lantai yang hangat, Anda harus memiliki pemahaman yang baik tentang kondisi pengoperasian material. Berada di dalam screed, jalur pemanas tidak hanya mentransfer panas ke monolit, tetapi juga mengalami tekanan mekanis dari tekanan air dan ekspansi sendiri.
Oleh karena itu, persyaratan yang ketat diajukan untuk materi:
- Pemanasan di bawah lantai (disingkat TP) adalah sistem pemanas suhu rendah di mana air dipanaskan hingga maksimum 55 derajat, mode operasi sekitar 40/30 ° С. Untuk mentransfer energi dengan cepat dari cairan pendingin ke pelat beton, dinding pipa harus memiliki konduktivitas termal yang cukup.
- Panjang loop TP sering mencapai 100-120 meter (tergantung pada diameter pipa yang dipilih). Panjang yang lebih panjang = tahanan hidrolik yang tinggi, diperburuk oleh kekasaran permukaan bagian dalam. Dalam bahasa yang sederhana: semakin halus dinding pipa, semakin mudah pompa memompa air di sepanjang sirkuit panjang dan memberikan laju aliran yang dibutuhkan.
- Pemanasan menyebabkan pemanjangan pipa pemanas di bawah lantai. Karena tidak ada tempat untuk tumbuh di dalam beton, salah satu dari dua kondisi harus dipenuhi: koefisien ekspansi termal kecil dari material atau elastisitas dan kekuatan cangkang yang tinggi, memungkinkan pipa untuk masuk dalam ruang terbatas tanpa putus.
- Darurat: karena kerusakan katup kontrol pada unit pencampur kolektor, sirkuit pemanas diisi dengan air boiler yang dipanaskan hingga 70 ... 90 ° C. Bahan pipa monolitik harus tahan terhadap lompatan suhu seperti itu tanpa konsekuensi.
- Poin penting lainnya adalah ketahanan korosi, perlindungan terhadap penetrasi oksigen, kemudahan pemasangan dan tidak adanya sambungan di dalam monolit.
Catatan. Untuk sirkuit air, meletakkan metode "kering" di rumah kayu, persyaratan yang tidak terlalu ketat diajukan. TP dipasang tanpa coupler, ada banyak ruang untuk ekstensi termal. Butir 3 daftar tidak lagi relevan.
Tidak sedikit peran yang dimainkan oleh biaya semua komponen TP - pipa, fitting, sisir distribusi. Jadi kami membandingkan bahan yang digunakan dengan kriteria dan harga di atas.
Karakteristik pipa polimer
Jenis pipa plastik berikut digunakan untuk mengangkut cairan pendingin dalam sistem pemanas air apartemen dan rumah-rumah pribadi:
- PP-R dan PP-RCT - kopolimer acak polipropilen diperkuat dengan lapisan aluminium, basal atau fiberglass. Modifikasi plastik PP-RCT ditandai dengan peningkatan tahanan termal.
- PE-X - polietilen ikatan silang A, B dan C. Produk harus memiliki penghalang oksigen - lapisan tipis polimer yang tidak dapat tembus air. Misalnya, pipa Rehau menggunakan senyawa kompleks etilen vinil glikol (EVOH).
- PE-RT - produk polietilen yang distabilkan secara termal dengan penghalang oksigen.
- PE-X / Al / PEX dan PE-X / Al / PE adalah pipa logam-plastik lima lapis.
Referensi. Menurut GOST 32415-2013, untuk pemasangan jaringan pemanas, produk yang terbuat dari polibutilen PB, polivinil klorida PVC-C, kopolimer blok polipropilen dan homopolimer (PP-B, PP-H) juga cocok.Bahan-bahan ini tidak banyak digunakan dalam konstruksi perumahan pribadi karena parameter teknis terburuk.
Secara singkat tentang cara menghubungkan polimer pipa dalam proses perakitan pemanasan rumah:
- perkabelan dari PP-R bergabung dengan alat kelengkapan polypropylene dengan menyolder (pengelasan polyfusion termal);
- cross-linked dan polyethylene yang distabilkan panas (PE-RT) dipasang secara aksial dalam 3 tahap - membakar ujung, mengencangkan fitting, mengatur selongsong geser;
- logam-plastik terhubung dalam 2 cara - kompresi atau tekan.
Sekarang kami akan memberikan deskripsi singkat tentang masing-masing jenis pipa, memeriksa daftar persyaratan dan memeriksa bagaimana produk cocok untuk pemanas air lantai di ruang tamu.
Polypropylene - bahan untuk pemanasan radiator
Meskipun daya tarik harga dan komitmen banyak pengrajin untuk menggunakan PP-R, kami segera mencatat bahwa tidak mungkin membuat lantai yang hangat dari pipa polypropylene. Tidak ada gunanya memeriksa persetujuan dalam praktek - hanya hati-hati mempelajari karakteristik teknis dari materi dan membaca ulasan pemilik rumah yang ingin menghemat uang dengan cara ini.
Bagaimana saluran pipa terbuat dari polypropylene (lihat diagram):
- lapisan bagian dalam PP-R, membentuk bagian jalan raya;
- aluminium penguat foil yang menghambat perpanjangan termal dan mencegah penetrasi oksigen;
- 2 lapisan perekat pengikat aluminium dengan polimer;
- lapisan pelindung luar PP-R berwarna putih atau abu-abu (beberapa produsen berwarna hijau).
Tambahan penting. Sekarang produsen polypropylene bukannya foil berlubang meletakkan lapisan basal atau serat kaca di dalam pipa.
Mari kita lihat bagaimana pipa PP-R konsisten dengan persyaratan untuk cabang pemanas lantai:
- Konduktivitas termal 0,24 W / (m • ° С) adalah yang terburuk di antara produk polimer. Jika kita memperhitungkan ketebalan dinding 3,4 mm pada Ø20 mm (pipa PP-R yang diperkuat tidak diproduksi dengan diameter 16 mm), kita memperoleh resistansi perpindahan panas R = 0,0034 / 0,24 = 0,014 m² • ° C / W. Resistansi terlalu tinggi untuk perpindahan panas aktif.
- Tidak ada pertanyaan mengenai kehalusan dinding bagian dalam terhadap polypropylene - kekasaran 0,01 mm tidak menciptakan peningkatan ketahanan hidrolik.
- Ketika dipanaskan hingga 50 derajat, pipa PP-R 100 meter dengan lapisan aluminium akan menambah panjang 150 mm dan 31 cm dengan fiberglass.Elastisitas polypropylene sangat rendah, karena produk di dalam monolit akan berada di bawah beban tinggi. Bahannya bisa retak, terutama pada sambungan.
- Resistensi terhadap tekanan dan suhu tidak diragukan. Ketika pendingin dipanaskan hingga 70 ° C, garis PP-R akan dengan tenang menahan kepala yang bekerja hingga 13 Bar. Jika Anda menaikkan suhu ke 95 ° C, ambang tekanan turun menjadi 9 bar.
- Polimer tahan terhadap pengaruh kimia dan praktis tidak melewatkan oksigen ke pendingin. Masalah utama adalah sejumlah besar sambungan jatuh di bawah screed, karena itu tidak realistis untuk menekuk bagian polypropylene.
Catatan. Parameter teknis produk PP-R diadopsi sesuai dengan dokumentasi merek Valtec yang diterbitkan di situs web resmi perusahaan. Kami juga mengambil harga dan karakteristik polimer pipa lain dari pabrikan ini untuk perbandingan yang adil.
Jelaskan beberapa poin. Nilai hambatan termal dinding R = 0,014 m² • ° C / W tidak akan memberi tahu apa pun kepada pengguna rata-rata tanpa membandingkannya dengan kinerja plastik lainnya. Perhitungan ini diberikan di bawah ini dalam deskripsi pipa polietilen dan logam-plastik.
Masalah sistem pemanas polypropylene adalah ketidakmampuan untuk secara visual memeriksa kualitas sambungan las. Terkadang persendian berjalan setahun setelah tes tekanan tinggi (crimping). Bayangkan konsekuensi dari kebocoran di dalam monolit beton - mencari cacat, memecahkan screed dan memperbaikinya.
Masalah yang terpisah adalah masalah panjang dengan instalasi, akan ada banyak sambungan beton.Contoh sirkuit pemanas yang dikumpulkan oleh pengrajin rumah dari PP-R ditunjukkan di atas dalam foto. Bahkan harga rendah pipa Ø20 - 51 ... 83 rubel. (0,8 ... 1,25 cu) per meter linier - bukan dasar untuk penggunaan pipa tersebut di lantai yang hangat.
Parameter polietilen yang terhubung silang dan tahan panas
Pipa yang terbuat dari plastik PE-X diproduksi dalam dua varietas - 3 dan 5-lapisan. Perbedaannya terletak pada lokasi penghalang anti-difusi - dalam kasus pertama, polimer EVOH yang tidak tembus air berfungsi sebagai kulit terluar pipa, pada yang kedua - diletakkan di dalam dinding dan direkatkan ke kedua sisi polietilen. Warna luar - coklat, perak, merah.
Pengguna sering bertanya pada diri sendiri pipa polietilen mana yang lebih baik diambil untuk pemanasan lantai - PE-X atau PE-RT, bagaimana perbedaannya. Kami menjawab:
- kisi molekul plastik PE-X dihubungkan silang dalam 3 cara, karenanya tiga jenis polietilen - A, B dan C;
- dari sudut pandang pemasangan dan pengoperasian pemanas, pipa dari PE-X / A tidak berbeda dari PE-X tipe B dan C;
- bahan peningkatan tahan panas PE-RT terbuat dari polietilena biasa menggunakan teknologi lebih murah - molekul polimer kompleks dimodifikasi menggunakan cabang;
- PE-RT lebih rendah daripada PE-X dalam hal daya tahan, kekuatan dan stabilitas termal;
- PEX secara signifikan lebih mahal daripada PE-RT, sekitar 20-40%;
- Dinding pipa PERT tanpa penghalang anti-difusi, oleh karena itu, pendingin jenuh dengan oksigen pada laju setidaknya 0,1 g / m³ • hari. (di udara terbuka);
- Bahan PE-RT adalah termoplastik, pipa dapat berulang kali dilebur dan dilas tanpa kehilangan sifat.
Referensi. Biaya pipa polietilen yang terhubung silang Valtec 16 x 2 mm adalah 51 rubel. per meter (sekitar 0,8 cu). Sebuah produk dengan diameter yang sama terbuat dari plastik PE-RT termostabil harganya 33 rubel / 1 m P. (0,5 cu).
Mari kita beralih ke daftar persyaratan kami:
- Pipa untuk lantai air hangat "PEX" dan "PERT" memiliki konduktivitas termal yang sama - 0,38 W / (m • ° С). Kami menghitung ketahanan termal dinding dengan ketebalan 2 mm: R = 0,002 / 0,38 ≈ 0,005 m² • ° C / W - hampir 3 kali lebih rendah dari SPR. Artinya, sirkuit polietilen jauh lebih baik mentransfer panas ke screed.
- Kekasaran permukaan yang setara - 0,007 mm - indikator kehalusan pipa yang sangat baik.
- Setelah dipanaskan pada 50 ° C, bagian bebas 100 meter dari pipa PEX akan diperpanjang hingga 100 cm. Namun berkat elastisitas dan beberapa teknik pemasangan, ekspansi di dalam pelat beton diam-diam dikompensasi oleh bahan.
- Suhu kerja maksimum dari bahan PE-X adalah 90 ° C, PE-RT adalah 80 derajat, jangka pendek yang diijinkan adalah 95 dan 90 ° C, masing-masing. Tekanan operasi pendingin adalah 6 ... 10 Bar, tergantung pada tingkat pemanasan. Parameter memenuhi persyaratan untuk sirkuit air pemanas.
Titik lemah dari sistem polietilen adalah permeabilitas oksigen. Dilengkapi dengan penghalang PEX, memungkinkan kurang dari 0,1 g / m³ per hari, sementara PERT memungkinkan lebih banyak. Tetapi karena pipa monolitik dengan semen semen, akses udara sangat terbatas, penetrasi oksigen diminimalkan.
Polietilena memiliki sifat dua kali lipat - memori molekul, yang menyebabkan pipa menekuk ke bentuk asli teluk. Fitur ini memperumit pengikatan loop pemanasan ke insulasi lantai - jika pipa tidak diputar di sekitar porosnya sendiri, ujung-ujungnya akan mulai menonjol ke atas. Bagaimana menghadapi fenomena yang digambarkan, lihat video ahli kami.
Efek positif dari memori molekuler adalah kemampuan untuk pulih dari istirahat. Cukup untuk meluruskan tempat kerusakan dan memanaskannya dengan pengering rambut gedung - plastik akan mengambil bentuk sebelumnya tanpa kehilangan elastisitas dan kekuatannya.
Kami menganalisis sifat-sifat logam
Bahkan, pipa lima lapis ini adalah analog dari bahan PEX, di mana bingkai aluminium kaku dengan ketebalan 0,25 ... 0,4 mm (tergantung pada diameter produk) bertindak sebagai polimer antioksidan EVOH. Di dalam, tabung mandiri terbuat dari lintas lintas polietilen, di luar - sebuah shell dari plastik yang sama.Lapisan konstruksi diikat dengan lem khusus.
Referensi. Penandaan pipa logam-polimer sesuai dengan struktur - PEX-AL-PEX. Hal yang menarik: merek Rehau menawarkan garis universal pipa RAUTITAN Stabi dengan kulit terluar dari polietilen biasa (bukan ikatan silang).
Kami akan menganalisis logam-plastik sesuai dengan kriteria yang ditentukan sebelumnya:
- Konduktivitas termal dari struktur lima lapis adalah 0,45 W / (m • ° C), ketebalan dinding pipa dengan diameter 16 dan 20 mm adalah 2 mm. Oleh karena itu, ketahanan perpindahan panas R sama dengan 0,002 / 0,45 = 0,004 m² • ° C / W.
- Perpanjangan dari pemanasan bagian 100 meter dengan 50 ° C hanya 13 cm.
- Suhu pengoperasian pada tekanan 10 Bar - hingga 95 derajat, darurat jangka pendek - 130 ° C. Permeabilitas oksigen dinding mendekati nol.
- Harga pipa Valtec Ø16 x 2 adalah 60 rubel. (0,9 cu), Ø20 x 2 - 97 rubel. (1,45 cu) per meter linier.
Harap dicatat: indikator konduktivitas termal, suhu operasi, dan perpanjangan struktur logam-plastik adalah yang terbaik di antara semua pipa polimer. Kelancaran material tidak disebutkan, karena nilai kekasarannya identik dengan polietilen - 0,007 mm.
Perbedaan penting antara plastik logam adalah tidak adanya memori molekul. Saat menekuk, rangka aluminium kaku mengambil bentuk yang diperlukan, mengatasi kekuatan elastis lapisan polietilen. Properti yang ditentukan sangat membantu selama instalasi, hal utama adalah mempertahankan radius bending minimum 6 dan 8 cm untuk pipa Ø16 dan 20 mm, masing-masing.
Pipa logam untuk pemanas lantai
Dalam jaringan pasokan panas modern rumah pedesaan, pipa baja, stainless dan tembaga digunakan. Untuk pemasangan sistem air lantai, 2 jenis pipa logam digunakan:
- tembaga anil dengan diameter luar 15, 18 dan 22 mm dengan ketebalan dinding 1 mm (dijual dalam rongga 25 m);
- stainless bergelombang anil ½ dan ¾ inci (Ø15 ... 20 mm), bay meter - dari 10 hingga 50 m.
Referensi sejarah. Di masa Soviet, lantai hangat diatur di taman kanak-kanak sesuai dengan persyaratan kode bangunan. Sirkuit pemanas dilas dari pipa galvanis air-gas yang terbuat dari baja hitam.
Mari kita evaluasi parameter pipa logam sesuai dengan kriteria:
- Konduktivitas termal dari tembaga dan baja sangat besar (389 dan 45 W / m • ° С, masing-masing) sehingga tidak masuk akal untuk membuat perhitungan - sesuai dengan karakteristik ini, logam akan memasukkan plastik ke sabuk.
- Kekasaran setara produk baru adalah 0,01 mm. Selama operasi, kehalusan dinding memburuk, resistensi hidrolik secara bertahap meningkat.
- Ekspansi linier logam tidak signifikan dibandingkan dengan polimer - 55 ... 85 mm per 100 meter panas utama pada delta suhu 50 ° C. Bahan-bahannya cukup fleksibel untuk memanjang di dalam beton dan tidak merusak screed.
- Tembaga Ø18 x 1.0 mm dengan tenang menahan tekanan kerja hingga 67 Bar pada suhu maksimum 200 ° C. Parameter stainless steel bergelombang masing-masing adalah 15 Bar dan 150 derajat. Indikator yang disebutkan mencakup persyaratan untuk TP dengan margin yang besar.
- Baja dan tembaga tidak memungkinkan oksigen untuk lewat, tetapi mereka mengalami korosi yang lambat. Kelemahan - bagian yang melintasi garis kabel listrik rumah.
Masalah dengan pipa stainless fleksibel adalah struktur bergelombang bergelombang yang menciptakan resistensi hidrolik yang signifikan terhadap aliran fluida. Dengan panjang 1 cm setidaknya ada 20 puncak lebih dari satu milimeter. Momen kedua: di bak, pasir kecil akan mulai berkumpul, berjalan di sepanjang sistem bersama dengan pendingin.
Informasi tentang harga bahan. Pipa tembaga Ø18 x 1.0 berharga sekitar 500 rubel. per meter (7,5 cu), baja stainless Ø20 mm (internal - 15 mm) akan dikenakan biaya 155 rubel / 1 m (2,3 cu).
Meskipun kinerjanya sangat baik, tembaga jarang digunakan untuk pemasangan TP. Penyebab:
- bahannya beberapa kali lebih mahal daripada polimer;
- kompleksitas pemasangan pipa - untuk pembengkokan yang akurat dan pembentukan loop lantai yang hangat, diperlukan pengalaman;
- pipa takut ketegaran yang hanya bisa diperbaiki dengan solder profesional.
Mengenai kerut: selain masalah dengan hidrolika, ada masalah ketidakpercayaan. Faktanya adalah bahwa bahan muncul di pasar relatif baru dan tidak berhasil bekerja di sistem lantai selama 10-20 tahun. Artinya, daya tahan baja stainless yang sebenarnya tidak diketahui.
Memilih opsi terbaik untuk TP
Jika kita mempelajari analisis masing-masing jenis pipa dengan hati-hati, kita dapat menarik kesimpulan awal: tembaga menang di semua indikator operasional, tetapi secara signifikan kehilangan harga polimer. Stainless steel bergelombang juga tidak akan menjadi alternatif untuk polietilen - ini dua kali lebih mahal dan lebih buruk di hidrolika.
Pipa apa yang akan digunakan untuk lantai hangat di tempat pertama:
- Peringkat 1 dari peringkat kami adalah PEX-AL-PEX, logam yang telah terbukti dengan praktik bertahun-tahun. Bahannya relatif murah, nyaman untuk instalasi DIY, tahan lama, transfer panas yang baik dan sedikit memperpanjang dari pemanasan.
- Cross-linked PE-X polyethylene - pipa untuk profesional yang dapat membuat kontur TP berkualitas tinggi. "PEX" mudah dipulihkan setelah istirahat, tetapi melakukan panas lebih buruk dan berkembang pesat dari kenaikan suhu.
- Polietilen PE-RT tahan panas adalah pilihan anggaran untuk pemasangan profesional. Kerugian utama adalah permeabilitas oksigen dan pengurangan yang signifikan dalam kehidupan pelayanan jika terjadi overheating.
- Tempat keempat dari pipa tembaga adalah karena tingginya harga yang tidak tersedia bagi kebanyakan pemilik rumah biasa. Jika faktor ini tidak diperhitungkan, tembaga akan menjadi pilihan ideal untuk pemanasan di bawah lantai.
- Baja tahan karat bergelombang baik untuk bagian pendek, misalnya, menghubungkan selang dan selang. Meletakkan pipa bergelombang di bawah screed bukanlah solusi yang sangat baik.
- Kami tidak menggunakan polypropylene sama sekali.
Komentar. Ketika membandingkan sistem perpipaan yang berbeda, biaya kelengkapan tidak diperhitungkan, karena sirkuit lantai dipasang tanpa koneksi.
Rekomendasi untuk pemasangan dan pembuatan pipa PE-X dan PE-RT yang tepat. Untuk mengurangi perpanjangan benang pemanas, jangan melebihi jumlah pipa dalam satu sirkuit - 100 m, idealnya 80 m. Sebelum mengisi larutan, isi sistem dengan air dan pompakan tekanan uji (1,5 kali lebih tinggi daripada yang bekerja). Teknologi untuk menginstal TP dijelaskan secara rinci dalam artikel terpisah.
Kami menambahkan beberapa argumen yang mendukung memilih polietilen atau plastik logam untuk memanaskan lantai. Pertama, polimer telah lama dan berhasil digunakan di negara-negara Eropa. Kedua, komposisi kimiawi bahan dasar terus ditingkatkan, dan sifat-sifatnya ditingkatkan. Ketiga, pipa polimer sangat tahan lama, umur standar adalah 50 tahun.
Tentang diameter pipa pemanas
Biasanya, dengan pengaturan sendiri pemanas air di bawah lantai, pemilik rumah memiliki pertanyaan tentang diameter pipa yang dipilih - 16 atau 20 mm. Kami akan mencoba menjawab dalam bahasa yang dapat diakses:
- dalam sebagian besar kasus, benang pemanas diletakkan dengan pipa Ø16 mm (bagian dalam - DN10);
- diameter 20 mm (DN15) harus digunakan pada kontur panjang, yang panjangnya 100 ... 120 meter;
- penggunaan pipa yang lebih besar dibenarkan di kamar-kamar di wilayah yang luas dengan langit-langit tinggi, hanya dipanaskan oleh sistem TP tanpa bantuan radiator.
Cara terbaik untuk memilih diameter yang tepat, dan pada saat yang sama mengetahui konsumsi pipa untuk pemanasan di bawah lantai, adalah menghitung. Kami mengundang Anda untuk membiasakan diri dengan metodologi perhitungan yang diterbitkan sebagai panduan terperinci.