Vykurovacie systémy, ktoré efektívne a rovnomerne distribuujú teplo, sú kľúčové pre komfort a energetickú efektívnosť moderných budov. V súčasnosti sa okrem tradičného konvekčného vykurovania s radiátormi čoraz viac využíva nízkoteplotné sálavé vykurovanie, ako napríklad podlahové kúrenie. Sálavé vykurovanie pracuje s nižšou teplotou média (okolo 40 °C), čo postačuje na pokrytie tepelných strát miestnosti, a dosahuje tepelnú pohodu pri teplote miestnosti o 3 - 4 °C nižšej ako pri radiátorovom kúrení. To vedie k zníženiu energetickej náročnosti o približne 25 - 30 %.
Princíp podlahového vykurovania spočíva v prúdení teplonosnej látky v rúrkach, ktoré odovzdávajú teplo do interiéru. Preto je nevyhnutné venovať pozornosť materiálu rúrok, ich teplotnej a tlakovej odolnosti, tepelnej vodivosti a mechanickým vlastnostiam.
Uloženie rúrok podlahového vykurovania
Pri veľkoplošnom sálavom vykurovaní, ako je podlahové, stropné alebo stenové vykurovanie, sa vykurovacie rúrky vkladajú do betónovej vrstvy s minimálnou hrúbkou 65 mm, optimálne 72 mm. Pri použití anhydridových (sadrových) poterov je minimálna výška 55 mm.
Materiály rúrok podlahového vykurovania
Pre podlahové vykurovanie sa najčastejšie používajú rúrky z týchto materiálov:
- PP-R (polypropylén random)
- PB (polybutén)
- PE-X (zosieťovaný polyetylén)
- PE-Xa
- PE-Xb
- PE-Xc
- PE-Xd (v SR prakticky nedostupný)
- PE-RT (resistant temperature)
Tvarová stálosť rúrok v závislosti od napätia v čase je dôležitým faktorom pri výbere materiálu. Grafy znázorňujú, že PB rúrky strácajú svoju pevnosť v ťahu približne po 900 hodinách po zaťažení 650 MPa. Pri PP-R rúrkach môže nastať nežiadúca strata pevnosti pri zaťažení pod 500 MPa po približne 10 000 hodinách, čo vedie k lomu a strate tvarovej stálosti. PVC-C rúrky sa nelámu, ale ich tvarová stálosť v čase je nízka. Z hľadiska napäťových vlastností a tvarovej stálosti je PE-Xa najlepší, pretože nedochádza k lomu a aj po 100 000 hodinách od zaťaženia cca 5 MPa si zachováva odolnosť voči stratám pevnosti v ťahu a/alebo tlaku.
Prečítajte si tiež: Flexibilné hliníkové potrubie
Porovnanie polyetylénových rúrok (PE-X)
V súčasnosti existuje mnoho mylných predstáv o rozdieloch a kvalite PEX rúrok. Výrobcovia sa často snažia presvedčiť zákazníkov, že ich typ rúrok je najlepší. Pozrime sa na fakty.
Polyetylén sieťovaný - PE-X
Sieťovaný PE (PE-X) sa vo väčšine prípadov pripravuje z HDPE (polyetylén s vysokou hustotou). V PE-X sú jednotlivé reťazce PE pospájané do polymérnej siete vhodnými sieťovacími systémami, čím sa mení pôvodný termoplastický PE na elastomér. Požadovaný stupeň zosietenia je medzi 65 - 89 % (podľa ASTM F 876-63). Sieťovaním sa zlepšujú fyzikálno-mechanické vlastnosti pôvodného PE. PE-X si zachováva mechanickú pevnosť až po teploty 120 - 150 °C, pričom tendencia k toku pod napätím je redukovaná. PE-X taktiež lepšie odoláva organickým rozpúšťadlám. Zlepšuje sa tiež rázová húževnatosť, pevnosť v ťahu a odolnosť voči krehkému lomu pri nízkych teplotách.
Aplikácie
PE-X sa využíva hlavne na produkciu potrubia pre rôzne účely, prevažne však pre konštrukciu rozvodov studenej alebo teplej vody. Typické je použitie pri konštrukcii podlahového vykurovania obytných miestností. V súčasnosti začínajú potrubia z PE-X konkurovať PVC a dokonca aj medeným rozvodom vody. Náklady na konštrukciu rozvodov sú prinajmenšom o 20 % nižšie v porovnaní s pôvodne používanými materiálmi (PVC), montáž je jednoduchšia. Očakávaná životnosť potrubí PE-X v týchto aplikáciách sa odhaduje na 50 - 200 rokov. Používajú sa aj pre rozvod zemného plynu. PE-X potrubia sa taktiež s úspechom používajú pri rozvodoch kvapalín a kalov v oblasti ropného priemyslu, hlavne pri ťažbe ropy z morského dna, kde je PE-X výhodný vzhľadom na svoju bezkonkurenčnú odolnosť voči morskej vode a odolnosť voči oderu.
Makromolekuly PE možno priestorovo zosieťovať, čím sa zlepšuje tepelná odolnosť materiálu. Okrem toho sa zvýši aj húževnatosť a pevnosť v ťahu. Polyetylén so zosieťovanými molekulami sa nazýva PE-X. Existujú viaceré postupy zosieťovania:
- peroxidmi (PE-Xa)
- silánom (PE-Xb)
- žiarením (PE-Xc)
- azozlúčeninami (PE-Xd)
Spôsob výroby:
- PE-Xa: Procesom peroxidácie vodíka, známym ako „Engelova metóda“, vzniká trojrozmerná sieť. Jedná sa o dvojstupňový proces vytvárania priečnych väzieb (zosieťovania) medzi atómami uhlíka za horúca alebo v jeho anamorfickom stave. Peroxidy sú zvyčajne obsiahnuté v priebehu procesu lisovania a priečna väzba je dosiahnutá ohrievaním polyetylénu s vysokou hustotou (High Density Polyethylen - HDPE) nad teplotou rozkladu peroxidu, čo spôsobuje vytváranie voľných radikálov, ktoré spúšťajú proces priečnej väzby. Táto metóda sa uskutočňuje nad bodom roztavenia kryštálov, ktorá trvá pomerne dlhšie ako pri metóde PE-Xb a PE-Xc v dôsledku udržania vysokých teplôt v procese lisovania polyméru. Zosieťovaním sa vylepší najmä teplotná a tlaková odolnosť, ako aj rázová húževnatosť pri nízkych teplotách (-50 °C). Koextrudová tesniaca vrstva nerozpustná vo vode proti difúzii kyslíka je z etylvinylalkoholu (EVAL).
- PE-Xb: Proces výroby silánom sa často referuje ako „ošetrovanie vlhkosťou“, nakoľko táto metóda výtvárania priečnych väzieb pozostáva z namočenia rúrky do vody. Tento proces používa HDPE živice s prísadami, ktoré vytvárajú reakciu tým, že je rúrka vystavená pôsobeniu tepla a vlhkosti po lisovaní.
- PE-Xc: Proces žiarením je vytvorený v dvoch etapách použitím gamma / beta energie. Prvá etapa pozostáva z vlisovania HDPE do rúrky. Po procese vlisovania je v druhej etape proces vytvárania priečnej väzby v HDPE dosiahnutý vystavovaním rúrky elektromagnetickému žiareniu (gamma) alebo vysoko-energických elektrónov (beta). Tieto procesy sú označované ako jadrové resp. elektrónové väzby v smere z vonkajška dnu.
Ohybanie:
- Minimálny polomer ohybu: ½” priemeru rúrky = 3¾” polomeru rúrky
- Aj keď PE-Xa je flexibilnejši ako PE-Xb a PE-Xc, neexistuje žiadne odporúčanie od výrobcov na ohýbanie PE-X rúrok nad 3¾”.
- Minimálny odporúčaný polomer ohybu: ½” priemeru rúrky = 5” polomeru rúrky
Z uvedeného odporúčaného polomeru ohybu nie je dôvod na ohýbanie rúrok nad 5” polomeru PE-X rúrky. Všetky typy PE-X sa dajú ohýbať na 5” polomeru rúrky.
Prečítajte si tiež: Návod na napojenie kúrenia
Potrubia z polypropylénu sa neodporúča ohýbať.
Cena:
Pri porovnaní ekonomického aspektu rúrok na báze PE-X je PE-Xa najviac ekonomicky náročná, všeobecne je cena PE-Xa od 40 % do 200 % vyššia ako pri rúrkach z PE-Xb. Vzhľadom k cenovo efektívnej metodológie výroby je PE-Xb ekonomicky najvýhodnejšia. PE-Xc je cenovo o 30 % až 60 % drahšia ako PE-Xb.
Porovnanie PE-X rúrok sa dá zhrnúť do troch bodov:
1 - Pri spôsobe výroby neexistujú žiadne inštalatérske aplikácie vyžadujúce osobitné výrobné metódy.
2 - Aj keď je PE-Xa mierne viac ohybný, nie sú žiadne odporúčania od výrobcov na ohýbanie PE-X rúrok viac ako 6-krát ich vonkajšieho priemeru (½” SDR9 rúrka vonkajšieho priemeru = 5/8 “, čo znamená maximálny polomer ohybu 3 ¾ “) či už sa jedná o PE-Xa, b alebo c.
3 - Z hľadiska ceny sa javí najvhodnejšie PE-Xb rúrka, naopak z hľadiska kvality je najvhodnejšie PE-Xa. Všetky typy rúrok PE-X musia mať certifikát od výrobcu.
Prečítajte si tiež: Aplikácie Viega Megapress G
V princípe každý typ PE-X certifikovanej rúrky je vhodný pre použitie na podlahové vykurovanie.
Hlavné body pri výbere rúrok:
- Rúrky by mali byť certifikované podľa súboru noriem:
- STN EN ISO 15 875 pre rúrky z PE-X
- STN EN ISO 15 876 pre rúrky z PB
- STN EN 1264 pre vykurovacie a chladiace systémy zabudované pod povrchom s vodou ako teplonosnou látkou.
- Každá rúrka musí mať kyslíkovú bariéru buď vo forme nanesenej vrstvy EVOH alebo vložením vrstvy hliníka.
- Výrobca by mal ponúkať záruku vyššiu než štandardné 2 roky.
Výber materiálu rúrok pre podlahové vykurovanie
Výhodou plastových potrubí je ľahká a pomerne jednoduchá montáž, pretože sú ľahké a pružné. Malé tlakové straty sú dosiahnuté hladkým povrchom. Sú cenovo dostupné. Pri výbere materiálu treba prihliadať aj na životnosť potrubia, ktorá je závislá najmä od teploty pracovnej látky a od tlakových pomerov. Aby bolo odovzdávanie tepla cez podlahovú krytinu a cementový resp. anhydritový poter efektívny, plastové rúrky podlahového vykurovania majú mať vhodnú tepelnú vodivosť.
Potrubia z polypropylénu, ktoré sa pre daný systém všeobecne odporúčajú, majú nižšiu tepelnú vodivosť. Navyše, daný materiál sa neodporúča ohýbať.
Plasthliníkové potrubie
Päťvrstvové rúrky (PEX-Al-PEX) plast-hlinníkové rúrky predstavujú ideálne spojenie toho najlepšieho zo sveta kovových ako aj plastových rúrok. Samotná rúrka sa skladá z vnútornej a vonkajšej vrstvy sieťovaného polyetylénu a hliník s na obidvoch stranách naseseným lepidlom. Vďaka hladkému vnútornému povrchu zo sieťovaného polyetylénu sa vyznačujú malou tlakovou stratou, a netrpia usadzovaním vodného kameňa. Potrubia majú taktiež kyslíkovú bariéru, a nepodliehajú korózii.
Viacvrstvová plasthliníková rúrka PE-Xb/Al/PE-Xb je určená pre podlahové vykurovanie a rozvody kúrenia, teplej aj studenej, pitnej vody. Vonkajšia a vnútorná vrstva je vyrobená zo sieťovaného polyetylénu, ktorý zabezpečuje ideálnu rozťažnosť a bezpečnú aplikovateľnosť rúrky aj pri zaťažení vyšším tlakom, pri vyšších teplotách napríklad pri napojení radiátorov a najmä dlhšiu životnosť. Rúrka je zložená z 5-tich vrstiev z materiálov, ktoré zabezpečujú minimálne straty v dôsledku trenia a znižujú možnosť akumulácie sedimentov. Hliníková vrstva rúrky je zváraná čelne, čo zabezpečuje 100%-nú kyslíkovú bariéru ochraňujúcu pred koróziou ostatné prvky vykurovacej sústavy.
Viacvrstvové rúrky majú hliníkovú vrstvu čelne zvarenú, čo zvyšuje odolnosť trubiek proti vnútornému tlaku a pnutiu materiálu vznikajúcom pri ohýbaní rúr pri ich inštalácii. Viacvrstvové trubky s čelne zvareným hliníkom majú najpevnejší bod práve v línii zvaru.
Ohybné hliníkové potrubie
Špirálovo stáčaný a profilovaný pás z hliníkovej zliatiny SEMIVAC, hrúbky 100 mikrónov. Flexopotrubie SEMIVAC je možné použiť pre všetky nízko, stredo i vysokotlakové vetracie zariadenia, priemyselné aplikácie, kde sa jedná o dopravu vzduchu s ľahko abrazívnym prachom alebo pre akékoľvek použitie v interiéroch a exteriéroch. Pri dodržaní podmienok zavesovania je flexopotrubie samonosné, ohybné a tvárne.
Technické dáta:
- Farba: Strieborná
- Materiál: 1-vrstvová hliníková zliatina hrúbky 100 mikrónov
- Teplotná odolnosť: -30 °C až +60 °C
- Pracovný pretlak: Max. 2 000 Pa
- Pracovný podtlak: Max. 1 500 Pa
- Rýchlosť vzduchu: Max. 25 m/s
- Merná hmotnosť: 0,17 kg/bm (∅100)
- Štandardná výrobná dĺžka je 3 a 5 m, pri priemeroch 80, 100, 120, 125, 150 je 1, 3 a 5 m. Ťahom za oba konce a súčasným otáčaním proti smeru vinutia sa potrubie roztiahne na pôvodnú výrobnú dĺžku.
- Polomer ohybu: Pre všetky priemery: Rmin = 1 x D
- Flexo potrubie SV sa dodáva nebalené v stlačenom stave.
Flexibilné štvorvrstvové hliník / polyester potrubie COMBIFLEX N BLACK
Materiál flexibilný štvor vrstvový hliník /polyester potrubie/. Vonkajšia strana je kopolymérna, antistatická vrstva. Hliníkové a polyesterové vrstvy sa úplne prekrývajú.