Обвязка котла полипропиленом: правила создания ПП-контуров

Инженерные системы, изготовленные из недорогих полипропиленовых труб, могут функционировать до 50 лет. Эти полимерные трубы легко монтировать, ведь для их соединения достаточно одного паяльника. Но подходит ли полипропилен для отопительных систем? Насколько долговечной и надежной будет обвязка котла, сделанная из этого материала?

При условии соблюдения всех технологий пластиковые трубопроводы успешно переносят теплоноситель к радиаторам.

Что подразумевает под собой обвязка котла и что она включает?

Обвязка представляет собой комплекс теплотехнического оборудования, обеспечивающего подачу горячей воды к радиаторам и корректную работу самого котла.

С одной стороны, она гарантирует равномерное распределение тепла по комнате, с другой — подтверждает надежность всей системы отопления, защищая котел от перегрева и перерасхода топлива.

В обвязке котельного оборудования есть свои особенности:

К обвязке котельного оборудования также относится расчет параметров всех компонентов внутренней теплосети и их установка. Отопительная система должна быть не только надежной, но и правильно функционирующей. Большое количество дополнительных устройств и сложная разводка могут значительно снижать ее эффективность. Всё должно быть выполнено корректно.

Правильно выполненная обвязка повышает КПД водонагревателя и надежность его работы.

Не существует универсальных решений для всех типов зданий. Чтобы обеспечить максимальную отдачу от конкретного котла, необходимо разрабатывать индивидуальный проект внутренней теплосети для каждого дома. Тем не менее, имеются стандартные правила и типовой перечень оборудования.

В простой схеме обвязки котла при гравитационном движении теплоносителя, как минимум, должны присутствовать запорно-регулировочные устройства.

В зависимости от типа топлива, размеров здания, модели котла и его расположения, обвязка полипропиленом выполняется по различным схемам.

Но в каждой из них будут следующие элементы:

1. Котел (одноконтурный или двухконтурный).
2. Расширительный бак. Гидравлический с мембраной или открытая емкость — в зависимости от типа выпускаемой отопительной системы.
3. Полипропиленовые трубы и фитинги.
4. Радиаторы (чугунные, стальные, алюминиевые, биметаллические).
5. Байпасы (участки трубопровода, позволяющие отключать отдельные приборы от контура). Желательны для всех сетей, хотя не всегда используются в простых проточных схемах.

Отопительные контуры разделяются на системы с естественной (гравитационной) и принудительной (насосной) циркуляцией теплоносителя.

Циркуляционный насос является обязательным элементом для принудительных систем отопления, поскольку именно он обеспечивает движение теплоносителя.

В отопительных системах с принудительной циркуляцией в вышеописанный набор добавляются:

• Кран Маевского.
• Циркуляционный насос.

В системах, где подача теплоносителя к каждому прибору осуществляется по специально отведенным магистралям, обязательно устанавливается коллектор — распределительное устройство.

Для отопительных контуров, требующих контроля качественных и количественных характеристик циркулирующей жидкости, могут быть установлены приборы для мониторинга:

• Манометр.
• Термостат.
• Гидравлическая стрелка для выравнивания давления.

В принудительных системах отопления для поддержания заданного давления необходимо устанавливать расширительный бачок с мембраной. В свою очередь, для гравитационных систем будет достаточно обычного открытого бака без вставок внутри.

Расширительные баки в системах с естественным движением воды взаимодействуют с окружающей средой, что может привести к насыщению их воздуха. Чтобы этого избежать, в системы добавляют воздушный контур для сбора и отведения воздуха.

Простейший расширительный бак в системе отопления с естественным движением представляет собой обычный контейнер с ввернутыми или приваренными трубами. Одна из труб — для подачи, другая — сигнальная, информирующая о заполнении резервуара при нагреве. В более сложных вариантах встраиваются четыре трубы.

При увеличении объема теплоносителя излишки отводятся через сигнальную трубу. Впоследствии теплоноситель, расширяясь, примет свой прежний объем, но переливов в сигнальный патрубок не будет. Воздух, соответственно, будет также самопроизвольно удаляться, поэтому установка кранов Маевского не требуется.

Между котлом и полипропиленовыми трубами устанавливается группа контроля и безопасности, состоящая из различных датчиков, регуляторов и предохранительных клапанов.

Циркуляционные насосы не используются в системах отопления, которые основываются на естественном движении теплоносителя. В таких случаях вода перемещается под действием гравитации.

Дополнительные устройства для нагнетания давления не требуются. С одной стороны, это повышает надежность отопления (ведь ломаться нечему), а с другой стороны, снижается качество обогрева удаленных от котла комнат (теплоноситель доходит до них уже остывшим).

О нюансах установки отопительной системы из полипропиленовых труб подробно рассказано в одной из популярных статей на нашем сайте.

Полипропиленовые трубы в отопительных системах

Фитинги и трубы из полипропилена (PPR) стали популярными благодаря своей низкой цене и простоте монтажа. Они устойчивы к коррозии, обладают гладкими внутренними стенками и могут служить не менее 50 лет, как утверждают производители.

Существует несколько типов этих труб, которые различаются своими техническими характеристиками и назначением.

Для создания систем отопления и аналогичных ГВС контуров используются:

• Трубы PN 25. Эти изделия с армированием из алюминиевой фольги применяются в системах с рабочим давлением до 2,5 мПа. Максимальная рабочая температура — +95°C.
• Трубы PN 20. Усиленная версия, которая используется в ветках ГВС двухконтурных котлов. Они отработают заявленный срок, если температура теплоносителя не поднимется выше +80°C, а давление не превысит 2 мПа.
• Трубы PN 10. Тонкостенные полимерные изделия, применяемые в системах водяного пола. Рабочая температура не должна превышать +45°C, а номинальное давление — 1 мПа.

Полимерные трубы могут использоваться для всех известных методов прокладки — как открытых, так и скрытых. Однако стоит учесть, что у этого материала высокий коэффициент теплового расширения. При нагреве трубы могут немного удлиняться. Этот эффект известен как тепловое линейное расширение и его необходимо учитывать при проектировании трубопроводов.

При обвязке котла следует применять трубы из полипропилена, маркированные для эксплуатации в классе 5, с рабочим давлением в 4-6 атмосфер и номинальным давлением PN от 25 и выше.

Чтобы избежать повреждений полипропиленовых труб отопления, можно установить компенсационные петли. Однако проще использовать многослойные трубы, армирование которых предназначено для компенсации такого растяжения. Фольговый слой внутри полипропиленовых труб PN 25 снижает тепловое удлинение в два раза, а стекловолокно — даже в пять.

Соединение труб с диаметром до 40 мм обычно осуществляется с использованием портативного сварочного устройства. Для сваривания труб большего диаметра, свыше 40 мм, применяются аппараты, оборудованные центрирующими механиками.

Аппарат для сварки труб большого диаметра ПП

Особенности сварки широких полимерных труб

Соединение узких полипропиленовых труб

Устройство для соединения труб ПП малого диаметра

Характеристики монтажа трубопроводов PPR

При установке системы обвязки котла полипропиленовые трубы и фитинги соединяются в основном с помощью метода холодной или горячей сварки. Когда требуется соединение с металлическими трубопроводами, рекомендуется использовать резьбовые соединения. Хотя такой способ и удобнее, он также обойдется существенно дороже.

Если есть желание подключить полипропиленовый трубопровод к металлу, без резьбовых фитингов не обойтись.

Для создания линейных и узловых соединений полипропиленовых труб представлен широкий выбор фитингов.

Метод горячей сварки осуществляется с использованием специального устройства (паяльника или «утюга»). Трубы нагреваются с помощью специальной насадки до температуры около 260 градусов, после чего размягченные концы плотно прижимаются друг к другу, что приводит к образованию надежного и прочного соединения.

Перед началом сварочного процесса необходимо обязательно зачищать фольгу армированных труб. В противном случае она может помешать качеству соединения полимерных деталей, что сделает шов слабым. В случае со стекловолокном дополнительные операции не требуются, так как оно легко плавится вместе с пластиком.

Процесс пайки PPR достаточно простой, и все шаги возможно выполнить самостоятельно (+)

Холодная сварка предполагает использование специализированного клея. В последние годы этот метод используется реже, так как его надежность вызывает сомнения.

В системах отопления для герметизации резьбовых соединений лучше использовать паронит или герметики, выдерживающие высокие температуры, так как рабочая температура теплоносителя достаточно высокая.

Также стоит учесть, что антифриз и полипропилен – не самое лучшее сочетание. Поэтому для систем из пластиковых труб рекомендуется использовать воду в качестве теплоносителя.

Выбор схемы разводки отопительной системы

Существует несколько способов обвязки котла с использованием полипропилена. Каждая схема подбирается индивидуально в зависимости от особенностей дома, так как то, что подходит для одного здания, может оказаться менее эффективным для другого.

Кроме того, системы отопления можно разделить по принципу движения воды: на принудительные, использующие насос, и гравитационные (самотечные, естественные). Существует также классификация по конструкции трубопроводов: однотрубные, двухтрубные, коллекторные или системы с замкнутыми кольцами.

Что выбрать: самотек или насос?

В гравитационной системе горячая вода самопроизвольно движется от котла к радиаторам. Горячий теплоноситель стремится занять место более холодной жидкости. Эта схема обвязки котла отопления наиболее проста в реализации. В ней, помимо котла, используются полипропиленовые трубы, радиаторы и расширительный бак.

При верхней разводке, после нагрева вода поднимается в самую высокую точку – расширитель, и уже оттуда спускается к радиаторам. После отдачи тепла она возвращается обратно в котел для повторного нагрева, начиная новый цикл.

Эта схема отопления распространена во многих деревенских домах, где используется печь на твердом топливе. Это самый простой и экономичный способ организации обогрева небольшого коттеджа, но она ограничена по количеству подключаемых радиаторов и расстоянию последнего из них до котла.

Система с естественным движением воды – самая простая из имеющихся, так как в ней минимум узлов и соединительных точек между трубами из полипропилена.

Принудительная система более сложна и дорога, однако она значительно упрощает создание комфортной температуры в разных комнатах. В этом случае теплоноситель движется благодаря насосу.

Выбор схемы разводки труб из полипропилена тесно связан с типом котла. Система с естественной циркуляцией является независимой от электричества: котлу не требуется подключение к электросети, поэтому даже при отключении электроснабжения дом останется теплым.

В системе с принудительной циркуляцией насосу необходимо постоянное электроснабжение. Поэтому предпочтительно использовать котел, работающий от электроэнергии, который обладает дополнительными возможностями. Чтобы не опасаться перебоев с напряжением, имеет смысл приобрести резервный генератор или источники бесперебойного питания.

Какую схему отопления лучше всего выбрать?

Существует множество способов разводки труб от котла до радиаторов отопления из полипропилена.

Все схемы можно разделить на:

• однотрубные;
• двухтрубные.

В случае однотрубных систем горячая вода одновременно подается и отводится одной трубой. В двухтрубных системах для подачи теплоносителя и обратки (отведения охлажденной воды обратно в котел для повторного нагрева) используются две отдельные магистрали.

С точки зрения соединения компонентов отопительные контуры делятся на:

• тройниковые;
• коллекторные.

Тройниковые схемы могут использоваться как для самотока, так и для принудительной циркуляции. Коллекторные схемы требуют наличия циркуляционного насоса.

Однотрубная система, безусловно, дешевле двухтрубной, однако дальние радиаторы в такой системе получают значительно меньше тепловой энергии (+)

В однотрубной системе прокладывается одна закругленная труба, к которой последовательно подключаются радиаторы. В двухтрубной системе идут два независимых трубопровода: один для подачи горячей воды, другой – для отводящей.

При использовании коллекторной схемы в систему устанавливается один или два коллектора, к каждому из которых отводятся отдельные трубы для батарей. Также такой распределитель позволяет подключать к котлу систему «теплый пол», выполненную из того же материала PPR.

Коллекторная разводка обеспечивает возможность создания эффективных отопительных систем для больших домов и многоэтажек (+)

Применение коллекторов и отдельных стояков для каждой батареи значительно увеличивает стоимость как проектирования, так и монтажа. На этапе проектирования требуются более сложные расчеты, а при установке потребляется больше полипропилена. В то же время такая система позволяет детально регулировать каждую составляющую под конкретные условия и запросы.

Контуры из полипропилена для различных котлов

Большинство производителей рекомендуют делать первый метр трубопровода от водонагревателя из металла, особенно для твердотопливных моделей, где температура выходящей воды достаточно высока. Полипропилен следует подключать только после этого первого метра, иначе при сбоях в котле он может получить тепловой удар и треснуть.

Вариант #1: Газовый водонагреватель

Для обвязки газового котла рекомендуется использовать гидрострелку и коллектор. Как правило, газовые модели уже оснащены встроенными насосами для нагнетания воды. Практически все они предназначены для работы в принудительных системах.

Наиболее надежной схемой с точки зрения безопасности будет система с циркуляционным оборудованием на каждом контуре, находящемся за коллектором.

Таким образом, встроенный насос будет создавать давление на небольшом участке трубопровода от котла до распределителя, а уже оттуда будут задействованы дополнительные насосы. На них будет возложена основная нагрузка по перекачке теплоносителя.

К газовому котлу можно подключать полипропилен без использования длинных металлических переходников: вода в таком нагревателе редко нагревается выше 75–80 градусов.

Если газовый котел имеет чугунный теплообменник, то при его обвязке необходимо дополнительно установить теплоаккумулятор. Он позволит избежать резких перепадов температуры воды, которые могут негативно повлиять на чугун. Резкие колебания температуры теплоносителя могут привести к его растрескиванию.

При обвязке двухконтурного котла, который параллельно нагревает воду для ГВС, дополнительно следует установить фильтры тонкой и грубой очистки на этот отвод. Они также должны быть смонтированы на входе в водонагреватель, куда поступает холодная вода.

Вариант #2: Модель на твердом топливе

Основной особенностью твердотопливного котла является его инертность при прекращении подачи топлива. Пока все топливо в камере сгорания полностью не выгорит, котел будет продолжать нагревать теплоноситель, что может привести к перегреву полипропилена.

При обвязке твердотопливного котла следует сразу подключать исключительно металлические трубы, а полипропиленовые можно ввести только через метр-полтора. Кроме того, необходимо предусмотреть резервный трубопровод холодной воды для аварийного охлаждения теплообменника и отвод в канализацию.

Трубопровод от твердотопливного котла до коллектора должен быть металлическим, а уже после этого можно использовать полипропилен, но необходимо защитить пластиковые трубы от перегрева.

Если система работает на принудительной циркуляции, обязательно необходимо установить источник бесперебойного питания для насоса. Вода должна постоянно отводить тепло от топки, где происходит сгорание твердого топлива, даже в случае отключения электроэнергии.

В дополнение к этому можно сделать малый гравитационный контур или оборудовать все батареи байпасами для отключения отдельных участков системы, что позволит произвести ремонт поврежденного участка даже при работающем отоплении.

Твердотопливный котел необходимо защитить специальным кожухом, чтобы минимизировать передачу тепла от стенок топки к помещению котельной. Даже при наличии такой защиты рекомендуется обеспечить достаточное расстояние для коллектора и пластиковых труб от самого котла.

Вариант #3: Нагреватели на жидком топливе и электричестве

При установке котла, работающего на отработанном масле или дизельном топливе, полипропиленовые трубы соединяются по аналогичной схеме, как и с твердотопливным оборудованием. Важно разместить полимерные элементы на максимальном расстоянии от котла.

Что касается электрического котла, использование труб из PPR здесь не вызывает беспокойства в отношении случайных разрывов. Внутренняя система защиты предотвращает перегрев воды и её закипание.

Температура теплоносителя в электрическом водонагревателе, способная повредить полипропилен, крайне маловероятна. В случае отключения электроэнергии оборудование просто прекращает работу. Гидравлические удары защищаются с помощью гидроаккумулятора и специализированных клапанов, которые сбрасывают избыточное давление.

Выводы и полезные видео по теме

Видео #1. Как выбрать трубы из PPR:

Видео #2. Технология обвязки твердотопливного котла:

Видео #3. Как правильно обвязывать нагреватель в коттедже с двумя этажами:

При выборе схемы подключения котла полипропиленовыми трубами стоит учитывать специфические условия здания. Монтаж трубопроводов и подключение оборудования не требуют особых навыков, и с этим может справиться даже новичок.

Работа с паяльником для полипропиленовых фитингов и труб не представляет особой сложности. Однако проектирование отопительной системы лучше доверить профессионалам, чтобы избежать возможных ошибок.

Если у вас есть желание поделиться опытом, связанного с самостоятельной сборкой обвязки из полипропилена, или вы заметили какие-либо недочеты, либо хотите задать вопросы, оставляйте комментарии в блоке ниже статьи.