Rúry na kúrenie sú základom vykurovacieho systému a ich správny výber ovplyvňuje účinnosť, životnosť aj bezpečnosť rozvodov. Každý typ potrubia má svoje výhody a limity, ktoré určujú jeho vhodné použitie.
Charakteristika podlahového kúrenia
V súčasnosti sa na zabezpečenie tepelnej rovnováhy interiéru, okrem konvekčného spôsobu vykurovania s vykurovacími telesami, používa nízkoteplotné sálavé vykurovanie.
Výhodou sálavého vykurovania je, že ide o veľkoplošné vykurovanie, kde teplota okolo 40 ºC postačuje na pokrytie tepelných strát miestnosti. V radiátoroch je oproti tomu médium s vysokou teplotou na relatívne malej ploche.
Treba si uvedomiť, že tepelná pohoda pri podlahovom kúrení sa dosahuje pri teplote miestnosti o 3 - 4 °C nižšej ako v prípade radiátorového kúrenia. Tým sa znižuje aj energetická náročnosť o cca 25 - 30 %.
Typy potrubí pre podlahové vykurovanie
Moderné potrubia na kúrenie ponúkajú širokú škálu materiálov, ktoré sa líšia vlastnosťami, odolnosťou aj spôsobom montáže. Kým tradičné oceľové a medené rúry sú známe svojou stabilitou a dlhou životnosťou, dnešné plastové systémy PEX či viacvrstvové rúry si získali obľubu pre jednoduchú inštaláciu, flexibilitu a priaznivú cenu. Každý materiál má svoje špecifiká - inak reaguje na vysoké teploty, zmeny tlaku či typ vykurovacieho systému.
Plastové rúry (PEX, PPR, PEX-AL-PEX)
Plastové rúry na ústredné kúrenie (PEX, PPR či viacvrstvové PEX-AL-PEX) patria dnes medzi najpoužívanejšie riešenia v rodinných domoch aj moderných bytových inštaláciách. Ponúkajú výbornú kombináciu flexibility, nízkej hmotnosti a vysokej odolnosti. Najmä viacvrstvové plastovo-hliníkové rúry PEX-AL-PEX sa stali štandardom - vďaka hliníkovej vrstve si držia pevný tvar, menej sa rozťahujú pri teple a spoľahlivo odolávajú vyšším teplotám aj tlakovým výkyvom.
Potrubia z polybutylénu PN3, 70°C sú vhodné pre podlahové vykurovanie. Nutnosťou pri takýchto potrubiach je podmienka obsahu kyslíkovej bariéry, ktorá zabraňuje prenikaniu molekúl kyslíka do rozvodov vykurovania a tým môžu neskôr spôsobiť korodovanie materiálu. Kyslíkovú bariéru tvorí zväčša hliník alebo špeciálna EVOH bariéra pri polybutylénovom potrubí.
Rúrky na podlahové kúrenie sa vkladajú do systémových dosiek alebo inak povedané polystyrénu, ktorý plní funkciu izolovania podlahy a odráža teplo smerom na vrch. Potrubie na podlahové kúrenie sa vkladá v určitých vzdialenostiach, najčastejšie do rastru 30 cm od seba. Trubky je možné podkladať aj tzv. fixačnou lištou alebo na karirohožou.
Sieťovaný polyetylén (PE-X)
Sieťovaný PE (PE-X) sa vo väčšine prípadov pripravuje z HDPE. 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 zlepšia 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.
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. PE-X sa využíva hlavne na produkciu potrubia pre rôzne účely, prevažne však pre konštrukciu rozvodov studenej alebo teplej vody. Typické je tiež použitie pre podlahové kúrenie 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. Zaujímavá je aplikácia PE-X potrubí 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.
Tvarová stálosť rúrok v závislosti od napätia v čase je znázornená v grafe 1. Z grafu je zrejmé, že PB rúrky strácajú svoju pevnosť v ťahu približne po 900 hodinách po zaťažení 6,5 MPa. Nežiadúca náhla strata pevnosti sa vyskytuje aj pri zaťažovaní rúrok z PP-R, kde pri počiatočnom zaťažení pod 5 MPa po približne 10 tis. hodinách nastáva nežiadúci lom a teda strata tvarovej stálosti rúrky. Pri materiáli rúrok z PVC-C sa nežiadúci lom nevyskytuje, avšak jeho tvarová stálosť v čase je nízka a teda rýchlo stráca svoju pevnosť. Z hľadiska napäťových vlastností a tvarovej stálosti v čase je rúrka pre podlahové kúrenie z PE-Xa najlepšia, nakoľko nedochádza k nežiadúcemu lomu a aj po dobe 100 tisíc hodín od zaťaženia cca 5 MPa si rúrka zachováva odolnosť voči stratám pevnosti v ťahu a/alebo tlaku.
Spôsob výroby PE-X rúrok
- PE-Xa: Procesom peroxidácie vodíka, taktiež známym ako „Engelova metóda“, podľa vynálezcu PE-Xa v 60-tych rokoch minulého storočia, v dôsledku čoho 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). Koextrudovaná 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 vytvárania 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.
Ohýbanie rúrok PE-X
Minimálny polomer ohybu: ½” priemeru rúrky = 3¾” polomeru rúrky. Aj keď PE-Xa je flexibilnejší 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 pre podlahové kúrenie nad 5” polomeru PE-X rúrky. Všetky typy PE-X sa dajú ohýbať na 5” polomeru rúrky.
Cena rúrok PE-X
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 metodológii 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:
- Pri spôsobe výroby neexistujú žiadne inštalatérske aplikácie vyžadujúce osobitné výrobné metódy.
- 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.
- Z hľadiska ceny sa javí najvhodnejšie PE-Xb rúrka, naopak z hľadiska kvality je najvhodnejšie PE-Xa. V princípe každý typ PE-X certifikovanej rúrky je vhodný pre použitie na 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 efektívne, plastové rúrky podlahového vykurovania majú mať vhodnú tepelnú vodivosť.
Medené rúry
Medené trubky na kúrenie patria medzi najspoľahlivejšie materiály vôbec. Sú mimoriadne pevné, odolné voči vysokým teplotám a v porovnaní s inými typmi potrubí pôsobia takmer nezničiteľne, čo z nich robí ideálnu voľbu pre kotly na tuhé palivo aj iné náročné vykurovacie systémy. Hoci je ich obstarávacia cena vyššia, meď ponúka výnimočnú trvácnosť, výborné tepelné vlastnosti a navyše aj esteticky čistý, elegantný vzhľad, ktorý ocenia najmä priaznivci viditeľných rozvodov. Výhodou je tiež minimálne riziko prerážania či poškodenia usadeninami, keďže vnútorný povrch medi odoláva korózii aj dlhodobému pôsobeniu teplej vody.
Oceľové rúry
Oceľové rúry na kúrenie sa v minulosti používali najmä v starších domoch, kde dodnes tvoria rozsiahle a pevné vykurovacie rozvody. Ich najväčšou výhodou je mimoriadna odolnosť voči mechanickému poškodeniu, vysokým teplotám aj tlakovým výkyvom, čo z nich robí spoľahlivý, hoci robustný materiál. Oceľ však má aj svoju slabinu - koróziu. Tá môže časom znižovať prietok, zanášať ventily a zhoršovať cirkuláciu, čo negatívne ovplyvňuje účinnosť kúrenia a zvyšuje nároky na údržbu.
Výber materiálu rúrok pre podlahové kúrenie
Rúry určené pre podlahové kúrenie sa musia vyrovnať s úplne inými požiadavkami než klasické rozvody k radiátorom. Potrebujú byť mimoriadne ohybné, spoľahlivé a odolné voči dlhodobému pôsobeniu stabilných prevádzkových teplôt. Preto sa najčastejšie používajú rúry typu PEX alebo PEX-AL-PEX, ktoré spájajú flexibilitu s vysokou odolnosťou a dlhou životnosťou.
Pred výberom potrubia je dôležité porovnať jednotlivé materiály podľa ich vlastností, náročnosti montáže aj očakávanej životnosti. Každý typ rúr má svoje špecifiká a hodí sa do iného typu stavby či vykurovacieho systému, preto je dobré poznať ich výhody aj limity ešte pred rozhodnutím. Potrubia z polypropylénu, ktoré sa pre daný systém všeobecne odporúčajú, majú nižšiu tepelnú vodivosť.
Keď sa rozhodujete, aké trubky na kúrenie použiť, dôležité je zohľadniť typ vykurovania, zdroj tepla, požadovanú teplotu aj dostupný priestor. Kým pre podlahové kúrenie sú ideálne flexibilné plastové rúry, pre kotly na tuhé palivá môže byť najlepšou voľbou meď či oceľ. Kvalitné rúry dokážu výrazne znížiť tepelné straty, obmedziť vznik porúch a predĺžiť životnosť celého systému.
Jedna univerzálna odpoveď neexistuje, pretože ideálny typ potrubia závisí od konkrétneho systému, typu stavby aj očakávanej životnosti. Pre moderné domy a bežné ústredné kúrenie sú najvhodnejšie plastové rúry alebo viacvrstvové PEX-AL-PEX, ktoré ponúkajú flexibilitu, dlhú životnosť a jednoduchú montáž. Pri podlahovom kúrení sú takmer vždy jasnou voľbou, keďže výborne pracujú v nízkoteplotných systémoch. Naopak, v prípade vysokoteplotných rozvodov, kotlov na tuhé palivo či náročnej prevádzky má výrazný náskok meď, ktorá vyniká extrémnou odolnosťou a stabilitou. Oceľ zostáva tradičným riešením najmä pri rekonštrukciách starších objektov, kde sa často zachováva pôvodný systém rozvodov. TIP: Ak rekonštruujete starší dom, oplatí sa preveriť stav existujúcich rozvodov. Rovnako dôležitá je aj dostupnosť náhradných dielov, možnosti servisu a kompatibilita s ostatnými prvkami vykurovania.
Montáž rúrok podlahového kúrenia
Pri veľkoplošnom sálavom vykurovaní (podlahovom, stropnom, stenovom) sa vykurovacie rúrky vkladajú do betónovej vrstvy hrúbky min. 65 mm, optimálne však 72 mm. Pri použití anhydritových (sadrových) poterov je minimálna hrúbka nižšia.
Rúrky sa spájajú nerozoberateľnou spojovacou technikou, tzv. „násuvnou objímkou“, nalisovaním v axiálnom smere na rúrku a tvarovku, pričom nedochádza k zmenšeniu vnútornej svetlosti rúrky. Táto metóda nevyžaduje žiaden čas na zaschnutie lepidla a stuhnutie zvaru.