Проектирование и монтаж систем водоснабжения и отопления дома из медных труб

Медные трубы обладают уникальными эксплуатационными свойствами и до сих пор остаются лучшим вариантом для прокладки внутренних коммуникаций в доме. В данном материале рассмотрим принципы и правила монтажа водопровода и системы отопления из медных труб, чтобы с максимальной эффективностью использовать столь недешёвый материал.

Если смета на строительство позволяет использовать медные трубы, то это будет лучшим вариантом для водоснабжения и, особенно, для отопления. К их достоинствам можно отнести:

• стойкость к резким перепадам температуры, к возможному замораживанию воды в трубах;
• легко переносят высокое давление в сети и даже гидроудары;
• стойкость к хлору в составе воды;
• низкая шероховатость — минимальное гидравлическое сопротивление и пониженное образование известковых отложений;
• бактериостатичность — бактерии не размножаются в медных трубах;
• высокая эстетика наружных разводок.

Нормативные документы при разработке проекта и разводке водоснабжения и отопления из медных труб

Кроме основных государственных стандартов на проектирование и монтаж систем отопления и водоснабжения, разработаны специализированные нормативные документы о выполнении работ из медных труб:

• СП 40–108–2004;
• СТО НП «АВОК» 6.3.1–2007.

В документах вы сможете найти требования к химсоставу и сортаменту труб, к составу воды, рекомендации, таблицы и номограммы к гидравлическому расчёту, расчёт компенсаторов и креплений, требования к выполнению соединений и монтажу, составы припоев, рекомендации по защите от коррозии, режимы гидравлических испытаний, рекомендации по ремонту.

Медные трубы, предназначенные для выполнения разводок отопления и водоснабжения, должны быть изготовлены по ГОСТ Р 52318–2005.

Меры безопасности и ограничения к применению

В качестве меры безопасности от блуждающих токов (медь — прекрасный проводник) и наружной коррозии при скрытом монтаже желательно использовать медные трубы в защитной полимерной оболочке.

В питьевом трубопроводе запрещено использование свинцовых припоев, так как свинец — токсичное вещество. При соединении трубопроводов пайкой с применением флюсов, перед использованием воды в пищу нужно промыть систему, используя «первую» воду в хозяйственно-бытовых целях.

При присоединении медного трубопровода к оборудованию из алюминия во избежание создания гальванической пары и, как следствие, электрохимической коррозии, желательно разделить их диэлектрической вставкой — например, фитингом из полипропилена. Допускается также использование фитингов латуни, бронзы или коррозионностойкой стали. Желательно использовать радиаторы и смесители из меди, биметаллические, а также изделия, которые уже подготовлены производителем к монтажу с медным трубопроводом.

При использовании в одной системе стальных и медных элементов, желательно стальные устанавливать раньше по току воды: например, стояк — стальной, разводка — медная. Если это невозможно, необходимо использовать разделительные изделия из магния — пассивные аноды (используются, в основном, в промышленности). В большей степени это относится к оцинкованной стали.

Активность реакции между металлами зависит от концентрации кислорода в воде: чем его больше, тем быстрее скорость реакции. Если водоснабжение дома автономное, и в системе водоподготовки присутствует аэрация (для обезжелезивания), это следует учитывать при комплектации трубопроводов. Также без необходимости не следует спускать всю воду из систем — этим сокращается срок их службы.

Таблица. Гальваническая совместимость: «+» — можно, «-» — нельзя, «П» — соединение допустимо только через пайку

Основные схемы водоснабжения и отопления из медных труб

Схемы для трубопроводов из различных материалов отличаются незначительно. Рассмотрим основные контуры систем с учётом особенностей применяемого материала.

Водоснабжение: схемы и разводки

Принципиально отличаются напорная и накопительная система водоснабжения. Выбор системы зависит от источника (магистрального или автономного), среднесуточного и пикового расхода, характеристик сантехнического оборудования. Накопительная система отличается наличием бака-аккумулятора, установленного в самой высокой точке системы: чем выше бак, тем больше давления он может создать.

 Варианты организации водоснабжения частного дома. 1. Скважина вместе с насосной станцией. 2. Скважина и внешняя напорная башня. 3. Централизованный водопровод. 4. Скважина и внутренний аккумулятор (безнапорная схема)

Если горячее водоснабжение в доме — централизованное, разводка по дому может быть одно- и двухтрубной. При обеих схемах, в отличие от тупикового холодного водопровода, вода непрерывно находится в движении, обеспечивая достаточную температуру в любое время суток.

В случае отсутствия магистральной подачи, горячее водоснабжение дома организуется с помощью накопительного или проточного водонагревателя, автономного — электрического, или косвенного нагрева — встроенного в контур котла.

Ниже приведены несколько типовых схем горячего водоснабжения.

 Организация водопровода ГВС. 1. Двухтрубная. 2. Однотрубная с рециркуляцией

По типу разводки различают тройниковую (последовательную) и коллекторную (параллельную) системы. Тройниковую систему характеризует низкая (относительно) стоимость и простой монтаж, однако подходит она только для домов с малым количеством точек водозабора. Кроме этого, при выходе из строя одного смесителя, перекрывать воду придётся во всем доме.

 1. Тройниковая разводка. 2. Коллекторная разводка (звезда)

Коллекторная (лучевая) система сложнее и дороже, но идеально подходит большому дому, не затрудняя никого при эксплуатации:

• такая схема обеспечивает стабильные давление и температуру воды вне зависимости от количества одновременно включенных кранов;
• любой из смесителей можно отключить автономно;
• система доступна для монтажа новых «лучей» при необходимости;
• наладка всей системы сосредоточена в одном месте: на коллекторе.

Коллекторная схема более материалоёмка, что, учитывая стоимость медных труб, имеет значение.

Ниже приведены примеры разводки холодной и горячей воды по коллекторной схеме на два санузла и кухню.

Отопление из медных труб

Как и при использовании других материалов, отопление, собранное из медных труб, может быть самотечным и принудительным. Самотечная система устраивается в одно-, двухэтажным домах, работает за счёт сил гравитации, изменения плотности теплоносителя в ходе нагрева и остывания. Для нормальной работы системы с естественной циркуляцией подбираются трубы как можно большего диаметра для снижения гидродинамического сопротивления.

 Отопление с естественной циркуляцией. 1. Котёл. 2. Расширительный бак. 3. Радиаторы отопления

Принудительная система включает насос, который прокачивает теплоноситель по трубам, создавая избыточное давление и напор. Трубы можно подбирать меньшего диаметра и компенсировать возросшее сопротивление за счёт высокого напора циркуляционного насоса. Учитывая стоимость меди, второй вариант представляется более привлекательным в плане общих затрат.

 Отопление с принудительной циркуляцией. А. Однотрубная разводка. В. Двухтрубная разводка. 1. Котёл. 2. Группа безопасности. 3. Расширительный бак мембранного типа. 4. Циркуляционный насос. 5. Радиатор 

По типу разводки принципиально различают одно- и двухтрубные системы, каждая из которых имеет свои варианты исполнения.

Наибольшее преимущество медных труб перед металлопластиковыми, которые сейчас получили широкое распространение, проявляется при однотрубной разводке. Медь дает возможность последовательно смонтировать длинную цепочку радиаторов: более 5–10 штук. Теплоноситель при желании можно нагреть до разрешённых 150 °С, поэтому даже в последнем, по ходу движения, радиаторе температура воды будет достаточно высокой, поддерживая должную мощность телпоотдачи.

Двухтрубная схема может быть: попутная (петля Тихельмана), тупиковая (плечевая) или лучевая (коллекторная). Однозначного лидера среди систем нет, нужно рассматривать применение той или иной схемы индивидуально, хотя в большинстве случаев строители предпочитают попутную схему.

 1. Петля Тихельмана. 2. Тупиковая или плечевая разводка

 Коллекторная разводка отопления

При оборудовании тёплых полов медные трубы обеспечивают хорошую температурную равномерность, очень надёжны, долговечны и могут быть уложены без фитингов, исключительно сгибанием по одной из схем:

• спираль;
• змейка;
• двойная змейка.

Двойная змейка даёт самую лучшую равномерность температур по обогреваемой площади.

 1. Змейка. 2. Двойная змейка. 3. Двойная спираль

Для питания тёплых полов может выделяться отдельный контур котла, или разводка устанавливается на обратном трубопроводе при пониженной температуре теплоносителя.

Совет! При обустройстве тёплых полов выполняйте стяжку только после испытаний.

Инструменты и монтаж трубопровода

После разработки проекта нужно подготовить необходимые инструменты и материалы, выполнить монтаж согласно нормативным документам и провести гидравлическое тестирование.

Инструменты и материалы

Многие известные компания выпускают специализированный инструмент и фитинги для монтажа медных труб.

Самые именитые это:

• REMS, Германия;
• Viega, Германия;
• Rothenberger, Германия;
• Virax, Франция.

Для отрезания мерных участков трубопровода понадобится труборез (для тонкостенных изделий) или ножовка по металлу (для толстостенных). Калибратор предназначен для снятия заусенец и увеличения диаметра тонкостенной трубы под фитинги. В некоторых случаях потребуется расширитель и развальцовщик вместо калибратора. Для сгибания труб потребуется трубогиб — пружинный, арбалетный или другой конструкции, бережно сгибающий тонкостенные отрезки медного трубопровода.

 1. Трубогиб ручной с электроприводом. 2. Гидравлический ручной трубогиб. 3. Спираль для сгибания медных труб

При разных видах соединений могут понадобиться:

• горелка с баллоном и кисть для флюса для пайки;
• пресс-клещи для обжимного соединения.

Совет! Выбирайте горелки с пьезорозжигом — очень удобная функция.

Для медных труб существует специальный инструмент — отбортовщик. С его помощью формируются отводы из материала самой трубы, что снижает расходы на фитинги.

Также могут понадобиться гаечные ключи (особенно для резьбового соединения), напильник, мелкая наждачная бумага или полимерная грубая мочалка.

Необходимые материалы зависят от типа соединения:

• фитинги — под пайку, обжим, резьбовое соединение;
• припой и флюс для пайки;
• фум-лента для резьбовых соединений.

Способы соединения медных труб

Для тонкостенных труб доступны соединения пайкой и обжимом. Толстостенные монтируются с помощью компрессионных и резьбовых фитингов, а также фланцевых соединений (при больших диаметрах, в частных домах используются редко). Медь можно ещё и сваривать, но этот способ доступен только профессионалам, поэтому дальше рассматриваться не будет.

Пайка

Для монтажа инженерных внутридомовых систем достаточно выполнить пайку мягким припоем при температуре до 250 °С. Пайка твёрдым припоем хотя и образует более прочное соединение, но выполняется при температурах до 730 °С, требует более дорогого инструмента, припоя и более высокой квалификации мастера. Такой тип соединений требуется для холодильной и климатической техники, где создаётся значительное рабочее давление внутри трубопровода.

Для пайки трубопровода нужны специальные медные фитинги. Возможно также сокращение числа фитингов под пайку за счёт образования отводов из материала самой трубы.

Ниже приведена схема создания отвода на медной трубе методом выдавливания без использования тройника.

В трубе вырезается отверстие диаметром на 2·3s меньше диаметра подводимого патрубка, где s — это толщина стенки. В отверстие вводится рабочий стержень колокола, а затем включается привод и извлекается боковой патрубок. Метод отлично работает только для мягких медных труб. При необходимости твёрдые трубы предварительно отжигаются в месте формирования отвода.

Медные трубки соединяются капиллярной пайкой (термин по ГОСТ 17325-79). Порядок выполнения соединения по пайке мягким припоем:

1. Подготовьте трубу к пайке — удалите заусенцы, оксидную пленку изнутри с помощью металлического ёршика, наружную поверхность обработайте мягкой шлифовальной шкуркой.
2. На наружную поверхность нанесите кисточкой флюс для равномерного распределения припоя.
3. Вставьте трубу в фитинг. Кольцевой зазор должен быть менее 0,5 мм.
4. Газовой горелкой (или паяльной лампой) прогревайте место соединения, не задерживая пламя на одном участке.
5. Как только припой при касании нагреваемого участка начинает плавиться — нужная температура достигнута.
6. Выполните пайку, вводя припой в кольцевой зазор. Флюс должен обеспечивать равномерное растекание.
7. Оставьте место соединения в покое до полного охлаждения, затем зачистите шов.

Обжим

Несколько проще, чем пайка, выполнение обжимных соединений. Для этого требуются пресс-фитинги с вкладкой, обеспечивающей герметичность трубопровода. Труба вставляется в пресс-фитинг с вкладкой, после чего зажимается пресс-клещами с усилием 32 кН, образуя один или два контура обжатия. Существуют фитинги и с использованием специальных гильз с двойными уплотнительными кольцами — для трубопроводов из мягкой меди. Различные производители используют разные способы визуального контроля выполнения обжатия: это могут быть смятые в гребёнку края, разрушенное пластиковое кольцо и др.

Для толстостенных труб рационально применять компрессионные или резьбовые фитинги. При соединениях тонкостенных участков трубопровода с толстостенными существуют переходные фитинги.

В заключение посмотрите видео, рассказывающее о выполнении пайки и обжима.

рмнт.ру