Cos'è un tubo composito PPR-AL-PERT e perché la struttura a strati è importante?

Abbiamo prodotto Tubi compositi multistrato per impianti idraulici e di riscaldamento Da oltre 15 anni. La struttura PPR-AL-PERT non è una combinazione casuale di materiali. Ogni strato svolge una specifica funzione ingegneristica. Utilizziamo questa struttura perché nessun singolo materiale offre tutte le proprietà necessarie per una tubazione di riscaldamento a pavimento di lunga durata.

Lo strato più interno è in PERT (polietilene ad alta resistenza termica). Questo strato è a contatto con l'acqua calda che scorre all'interno del tubo. Il PERT è stato scelto perché resiste a temperature continue fino a 70 °C e a picchi intermittenti fino a 95 °C senza deformarsi. Mantiene inoltre la flessibilità alle basse temperature, aspetto importante durante le installazioni in climi freddi, dove i tubi possono piegarsi in ambienti con temperature inferiori a 10 °C. A differenza del PEX, il PERT non richiede la funzione di memoria di forma per il riscaldamento a pavimento, poiché il tubo viene installato in uno strato di massetto fisso che limita la dilatazione termica.

Lo strato intermedio è in lega di alluminio (AL). Utilizziamo uno strato di alluminio di 0,2-0,4 mm che offre due proprietà fondamentali. In primo luogo, funge da barriera all'ossigeno. In secondo luogo, fornisce memoria di forma longitudinale. Lo strato di alluminio fa sì che, quando si taglia e si piega il tubo, questo mantenga la curvatura senza tornare dritto. Questo rappresenta un notevole vantaggio pratico durante l'installazione, perché il tubo rimane nella posizione impostata.

Lo strato esterno è in PPR (copolimero random di polipropilene). Questo strato offre resistenza chimica ai composti alcalini e acidi presenti nel massetto e nel calcestruzzo. Protegge inoltre lo strato di alluminio dall'infiltrazione di umidità in corrispondenza delle estremità tagliate e dei raccordi. Sovrapponiamo leggermente lo strato di PPR oltre i bordi dell'alluminio per garantire una copertura completa.

La barriera dell'ossigeno: perché l'EVOH previene la corrosione del sistema

Spieghiamo il barriera di ossigeno per ogni cliente Perché fa la differenza tra un impianto di riscaldamento che dura 30 anni e uno che si guasta entro 5. Quando l'acqua calda circola in un impianto di riscaldamento, assorbe ossigeno dall'aria disciolta nell'acqua. In un sistema aperto (radiatori ventilati), questo processo è gestito dal vaso di espansione e dallo sfiato periodico. In un sistema di riscaldamento a pavimento chiuso, l'ossigeno non ha modo di fuoriuscire. Nel tempo, le concentrazioni di ossigeno disciolto aumentano e iniziano ad attaccare i componenti in ferro e acciaio dell'impianto: lo scambiatore di calore della caldaia, i radiatori in acciaio, le giranti della pompa di circolazione e qualsiasi raccordo in acciaio dolce.

Lo strato EVOH (copolimero di etilene-vinil alcol) nel nostro tubo PPR-AL-PERT blocca la diffusione dell'ossigeno a meno di 0,1 g/m³/giorno a 40°C. Questo è il Norma DIN 4726 per tubi barriera ossigeno Utilizzato nei sistemi di riscaldamento a pavimento. Senza questa barriera, la diffusione di ossigeno attraverso la parete del tubo introdurrebbe circa 0,5-1,0 g/m³/giorno nell'acqua del sistema, quantità sufficiente a causare corrosione visibile nei componenti in acciaio entro 2-3 stagioni di riscaldamento.

Le conseguenze della mancanza di barriere all'ossigeno si manifestano in modo più evidente nei progetti di ammodernamento. Un installatore ha utilizzato un tubo PERT senza barriera per un sistema di riscaldamento a pavimento in un edificio residenziale nella Cina settentrionale. Entro 18 mesi, lo scambiatore di calore in ghisa della caldaia si è corroso completamente e ha dovuto essere sostituito. L'acqua del sistema era nera a causa della presenza di fanghi di magnetite. La causa principale era la permeazione di ossigeno attraverso la parete del tubo. Siamo stati chiamati per fornire un tubo con barriera per l'installazione di ricambio.

Prestazioni termiche in climi freddi e valori PERT

Progettiamo il nostro Tubi PPR-AL-PERT specifici per climi freddi.Quando parliamo di clima freddo, ci riferiamo ad ambienti in cui le temperature esterne di progetto scendono al di sotto di -15 °C e dove l'impianto di riscaldamento funziona a pieno regime per mesi. Questa situazione si riscontra in gran parte della Cina settentrionale, della Scandinavia, della Russia, del Canada e degli stati settentrionali degli Stati Uniti. In queste condizioni, l'impianto di riscaldamento a pavimento funziona ininterrottamente ad alte portate e le tubazioni sono soggette a cicli termici che vanno dalla temperatura ambiente durante la costruzione alla temperatura di esercizio.

Lo strato interno PERT mantiene le sue proprietà meccaniche a temperature fino a -40 °C. Questo è fondamentale durante la fase di costruzione. L'installazione di un sistema di riscaldamento a pavimento a Harbin o Urumqi avviene in autunno, prima che l'edificio venga riscaldato. Il tubo rimane immerso nel massetto freddo per tutta la notte. Con un tubo PERT correttamente dimensionato, non vi è alcun rischio di frattura fragile. Abbiamo testato il nostro tubo a -40 °C e verificato che la resistenza all'impatto rimane superiore al requisito minimo di 500 J/m² a 0 °C.

Per gli impianti in climi freddi, raccomandiamo i seguenti parametri operativi. La temperatura dell'acqua di mandata dovrebbe essere impostata tra 45 e 55 °C per un sistema di riscaldamento a pavimento correttamente progettato. Ciò produce una temperatura superficiale del pavimento di 26-29 °C, che soddisfa gli standard di comfort termico, mantenendo al contempo la temperatura dell'acqua di ritorno sufficientemente bassa da consentire alla caldaia a condensazione di funzionare in modalità condensazione. Il risultato è un consumo di combustibile inferiore del 15-20% rispetto a un sistema progettato per una temperatura di mandata di 60-70 °C.

Calcolo del dimensionamento delle tubazioni e della potenza termica per il riscaldamento a pavimento.

Aiutiamo gli installatori selezionare il diametro e la spaziatura corretti dei tubi per ogni installazione. La potenza termica di un tubo di riscaldamento a pavimento dipende da tre variabili: la differenza di temperatura tra la superficie del pavimento e l'aria ambiente, la resistenza termica del rivestimento del pavimento e del massetto e la distanza tra i tubi. Ecco le relazioni chiave che utilizziamo per la progettazione in climi freddi:

Per una pavimentazione in piastrelle (resistenza termica di circa 0,02 m²K/W) su massetto di 50 mm (resistenza termica di circa 0,05 m²K/W) con isolamento di 20 mm al di sotto, utilizzando tubi in PPR-AL-PERT da 20x2,0 mm con temperatura di mandata di 50 °C e temperatura di ritorno di 40 °C, la potenza termica erogata con una spaziatura di 150 mm è di circa 65 W/m². Con una spaziatura di 100 mm, la potenza termica aumenta a circa 85 W/m². Questo è il motivo per cui le zone perimetrali vicino alle pareti esterne richiedono una spaziatura più ravvicinata: la dispersione di calore attraverso la parete è maggiore, richiedendo un maggiore apporto di calore per metro quadrato.

Per i climi freddi, raccomandiamo di progettare per un minimo di 80 W/m² nelle zone perimetrali e 60 W/m² nelle zone interne. Ciò fornisce un margine di sicurezza per le temperature esterne estreme e consente al sistema di mantenere il comfort termico anche quando la temperatura esterna scende al di sotto della temperatura di progetto per brevi periodi. Un sistema progettato esattamente in base al calcolo della dispersione termica avrà difficoltà durante i giorni più freddi dell'anno.

Forniamo tubi in PPR-AL-PERT nelle seguenti misure per il riscaldamento a pavimento: 16×2,0 mm (per piccole zone e progetti di ristrutturazione), 20×2,0 mm (standard per la maggior parte degli impianti residenziali) e 25×2,5 mm (per impianti commerciali e grandi impianti residenziali). Lo spessore della parete è progettato per una pressione di esercizio di 10 bar a 70 °C, che garantisce un rapporto di sicurezza di 4:1 rispetto alla tipica pressione di sistema di 2,5 bar negli edifici residenziali.

Installazione: configurazione del collettore e progettazione della lunghezza del circuito

Consigliamo sempre un sistema di distribuzione basato su collettore Per il riscaldamento a pavimento. Il collettore suddivide la superficie del pavimento in circuiti individuali, ciascuno servito da un singolo tratto di tubo che va dall'uscita del collettore al punto più distante e ritorno. Questa configurazione garantisce un flusso bilanciato a ciascun circuito e consente il controllo individuale delle zone. Abbiamo riscontrato sistemi con prestazioni scadenti laddove l'installatore ha tentato di utilizzare un unico lungo tratto di tubo da un punto centrale, con conseguenti variazioni di temperatura di 5-8 °C tra l'inizio e la fine del circuito.

La lunghezza massima del circuito per i tubi PPR-AL-PERT dipende dal diametro del tubo e dalla pressione disponibile della pompa. Per tubi da 20×2,0 mm con una pompa standard per collettori residenziali (pressione disponibile di 0,25 bar), raccomandiamo una lunghezza massima del circuito di 100-120 metri. Oltre questa lunghezza, la perdita di carico nel tubo supera la pressione disponibile della pompa e la portata scende al di sotto del minimo necessario per una distribuzione uniforme della temperatura. Consigliamo sempre agli installatori: in caso di dubbio, suddividete la zona in due circuiti più corti piuttosto che cercare di raggiungere la lunghezza massima.

Per installazioni in climi freddi in edifici con scarso isolamento, si consiglia di progettare circuiti più corti (massimo 80-100 metri) per garantire una portata adeguata anche quando la valvola di bilanciamento del collettore è parzialmente chiusa per il controllo di zona. La perdita di carico nel tubo PPR-AL-PERT da 20×2,0 mm a 50 °C è di circa 0,15 kPa/m alla portata di progetto di 2,5 l/min. Per un circuito di 100 metri, la perdita di carico totale è di circa 15 kPa più le perdite dovute ai raccordi, valore che rientra nel budget della pompa per la maggior parte degli impianti residenziali.

Compatibilità del massetto e pianificazione congiunta dell'espansione

Uno dei dettagli più importanti nell'installazione del riscaldamento a pavimento è la gestione della dilatazione termica del massetto. Il massetto in calcestruzzo e cemento si espande di circa 0,012 mm per metro per grado Celsius. Per una stanza larga 10 metri con un aumento di temperatura di 30 °C dal massetto freddo alla temperatura di esercizio, il massetto si espande di circa 3,6 mm. Se questa dilatazione non viene compensata, il massetto si creperà e le crepe si propagheranno alla finitura del pavimento.

Noi forniamo Tubo PPR-AL-PERT con procedura di installazione standard Si procede posizionando il tubo sopra lo strato isolante con graffette o clip, quindi coprendo con uno strato di massetto di almeno 30 mm sopra la sommità del tubo. Si consiglia di installare strisce isolanti perimetrali attorno all'intera area del massetto per consentire la libera dilatazione termica. La striscia isolante è una semplice striscia di schiuma che forniamo pre-applicata al pannello isolante o in rotolo separato. Abbiamo riscontrato pavimenti incrinati e piastrelle distaccate in installazioni in cui non era stato previsto lo spazio di dilatazione perimetrale.

Per massetti di grandi dimensioni, superiori a 40 m², si consiglia di prevedere giunti di dilatazione. Il giunto di dilatazione deve essere allineato con eventuali giunti di dilatazione strutturali presenti nella soletta dell'edificio. Il tubo PPR-AL-PERT passa attraverso il giunto di dilatazione all'interno di una guaina protettiva (utilizziamo un tubo da 32 mm di diametro, più lungo di 300 mm rispetto alla larghezza del giunto su entrambi i lati). Ciò consente al tubo di muoversi all'interno del giunto di dilatazione senza subire compressioni o piegature.

Qualità dell'acqua e pretrattamento del sistema

Ci rivolgiamo qualità dell'acqua per ogni cliente perché influisce direttamente sulla durata del sistema di riscaldamento a pavimento. Nei sistemi di riscaldamento chiusi si accumulano nel tempo solidi disciolti, incrostazioni e contaminazioni biologiche. La qualità dell'acqua di riempimento determina la velocità con cui si sviluppano questi problemi. Per i sistemi PPR-AL-PERT raccomandiamo i seguenti standard di qualità dell'acqua:

• pH: 7,5-9,0 (un ambiente troppo acido favorisce la corrosione, un ambiente troppo alcalino favorisce la formazione di incrostazioni)
• Durezza: 75-150 mg/L di CaCO₃ (l'acqua più dolce aumenta il rischio di corrosione nei componenti in acciaio)
• Ossigeno disciolto: Inferiore a 0,1 mg/L (valore critico per sistemi chiusi con componenti a base di ferro)
• Cloruro: Al di sotto di 50 mg/L (livelli elevati di cloruro causano cricche da corrosione sotto sforzo nei componenti in acciaio inossidabile)
• Conduttività: 100-500 µS/cm (indica il contenuto di solidi disciolti)

Per gli impianti in climi freddi, dove il sistema rimane inattivo per 6-8 mesi all'anno (spegnimento estivo), raccomandiamo un additivo inibitore di corrosione specificamente formulato per sistemi di riscaldamento a circuito chiuso. Forniamo prodotti inibitori adatti e istruzioni di dosaggio in base al volume dell'impianto. Abbiamo riscontrato casi di guasti a sistemi di riscaldamento a pavimento entro 5 anni a causa della corrosione dovuta allo spegnimento estivo, in assenza di inibitore.

Standard di certificazione: cosa verificare prima dell'acquisto

Noi produciamo Tubi compositi PPR-AL-PERT per soddisfare i seguenti standard di certificazione. Quando valutate un fornitore, richiedete copie dei certificati pertinenti e verificate che siano validi (non scaduti). Abbiamo riscontrato certificati per tubi che in realtà non soddisfacevano lo standard perché i rapporti di prova provenivano da un lotto di produzione diverso o da uno stabilimento diverso.

• DIN 4726 (Germania): Requisiti di barriera all'ossigeno per le tubazioni del riscaldamento a pavimento. Permeabilità massima all'ossigeno 0,1 g/m³/giorno a 40 °C.
• ISO 22391 (Internazionale): Tubazioni multistrato per impianti di acqua calda e fredda. Include valori nominali di pressione, valori nominali di temperatura e test di resistenza idrostatica a lungo termine.
• GB/T 18742 (Cina): Sistemi di tubazioni in polipropilene per acqua calda e fredda.
• EN ISO 15875 (Europa): Tubi in polietilene reticolato (PE-X) e materiali simili per il trasporto di acqua calda e fredda.
• WRAS (Regno Unito): Approvazione del Water Regulation Advisory Scheme per il contatto con l'acqua potabile.

Forniamo certificati di conformità a tutti gli standard per ogni lotto di produzione. Il nostro stabilimento è certificato ISO 9001 e ci sottoponiamo annualmente ad audit di terze parti da parte di SGS per la conformità del sistema di qualità. Per le specifiche di progetto che richiedono standard specifici, verifichiamo la conformità prima di formulare un preventivo.

Confronto tra PPR-AL-PERT, PEX-Al-PEX e PERT-Al-PERT: perché abbiamo scelto questa struttura

Ci viene spesso chiesto perché produciamo PPR-AL-PERT piuttosto che la più comune struttura PEX-Al-PEX. Entrambe sono valide strutture multistrato, ma rispondono a diverse esigenze applicative. Abbiamo scelto PPR-AL-PERT per il riscaldamento a pavimento perché offre vantaggi specifici nell'intervallo di temperatura e nell'ambiente di installazione dei sistemi di riscaldamento radiante a pavimento.

I tubi in PEX (polietilene reticolato) sono fabbricati mediante reticolazione delle catene polimeriche di polietilene con trattamento chimico o mediante irradiazione. Questa reticolazione migliora la resistenza alla temperatura e riduce lo scorrimento (flusso a freddo) sotto carico costante. Tuttavia, Tubo PEXhanno un coefficiente di dilatazione termica più elevato rispetto a PPR-AL-PERT. Quando installato in un massetto, il tubo PEX si espande maggiormente ad ogni ciclo di riscaldamento, il che aumenta lo stress sui giunti tubo-raccordo nel tempo. Osserviamo più perdite nei giunti nei sistemi di riscaldamento a pavimento basati su PEX dopo 10-15 anni di cicli termici rispetto a Sistemi PPR-AL-PERT.

Lo strato di alluminio nel nostro tubo composito è fondamentale. Il coefficiente di dilatazione termica dell'alluminio (23×10⁻⁶/°C) è circa la metà di quello del PERT (200×10⁻⁶/°C) e significativamente inferiore a quello del PEX (130×10⁻⁶/°C). Quando lo strato di alluminio viene posizionato sull'asse neutro della parete del tubo (a circa un terzo dalla superficie interna), riduce la dilatazione termica effettiva del tubo composito a circa 0,025 mm/m/°C, un valore vicino alla dilatazione termica dell'acciaio. Ciò significa che il tubo si espande e si contrae con lo strato di massetto in modo controllato, senza sollecitare eccessivamente i giunti.

La saldatura longitudinale dello strato di alluminio è un altro elemento distintivo in termini di qualità. Utilizziamo la saldatura laser per la giunzione dell'alluminio, che produce una tenuta ermetica continua lungo l'intera circonferenza del tubo. Alcuni produttori utilizzano la saldatura a sovrapposizione, che lascia un piccolo spazio in corrispondenza della saldatura, permettendo all'umidità di raggiungere lo strato di alluminio nel tempo. La nostra saldatura laser garantisce un vero e proprio legame metallurgico, testato a una pressione interna di 20 bar senza perdite in corrispondenza della linea di saldatura.

Domande frequenti

In che modo la barriera all'ossigeno presente sui tubi compositi PPR-AL-PERT previene la corrosione degli impianti di riscaldamento a pavimento?

Lo strato barriera di ossigeno EVOH nel nostro Tubi PPR-AL-PERT Blocca la diffusione dell'ossigeno a valori inferiori a 0,1 g/m³/giorno a 40 °C, soddisfacendo i requisiti della norma DIN 4726. Senza questa barriera, l'ossigeno disciolto penetra nell'acqua dell'impianto e provoca l'ossidazione dei componenti di riscaldamento in ferro e acciaio. Abbiamo documentato casi in cui tubazioni senza barriera hanno causato il guasto degli scambiatori di calore in ghisa delle caldaie entro 18 mesi. La nostra tubazione con barriera protegge l'intero impianto di riscaldamento chiuso dalla corrosione indotta dall'ossigeno per tutta la sua durata di vita prevista di oltre 30 anni.

Quali sono i valori nominali di temperatura e pressione applicabili ai tubi PPR-AL-PERT negli impianti di riscaldamento a pavimento in climi freddi?

Nostro Tubi PPR-AL-PERT Sono progettati per un funzionamento continuo a 70 °C e picchi intermittenti fino a 95 °C, con una pressione di esercizio massima di 10 bar. Per le installazioni in climi freddi, dove la temperatura dell'acqua di alimentazione può scendere al di sotto dei 5 °C durante il funzionamento o lo stoccaggio invernale, lo strato interno in PERT mantiene flessibilità e resistenza agli urti a temperature fino a -40 °C, prevenendo fratture fragili durante le basse temperature della fase di costruzione. Lo strato di alluminio offre inoltre resistenza ai raggi UV durante lo stoccaggio all'aperto prima dell'installazione.

Qual è la distanza di installazione richiesta per i tubi PPR-AL-PERT negli impianti di riscaldamento a pavimento radiante in climi freddi?

Negli impianti in climi freddi, dove la temperatura della superficie del pavimento deve raggiungere i 29 °C nelle zone perimetrali (entro 1 metro dalle pareti esterne) e i 26 °C nelle zone centrali, si consiglia una spaziatura dei tubi di 10 cm per le zone perimetrali e di 15 cm per le zone centrali. Questa configurazione produce una potenza termica di circa 60-80 W/m² a seconda dello spessore del massetto e della qualità dell'isolamento. La spaziatura perimetrale più ravvicinata compensa la maggiore dispersione di calore attraverso le pareti esterne e previene la formazione di zone fredde in prossimità di finestre e angoli. Per gli edifici ad alte prestazioni conformi agli standard Passivhaus, la spaziatura può essere aumentata a 20 cm nelle zone centrali, poiché il fabbisogno termico complessivo è inferiore.

Conclusione

Abbiamo fornito Tubi compositi PPR-AL-PERT per sistemi di riscaldamento a pavimento in Cina settentrionale, Scandinavia, Russia e Nord America. Gli impianti con le migliori prestazioni sono quelli in cui le specifiche delle tubazioni, la progettazione del sistema e le pratiche di installazione sono perfettamente allineate. La barriera all'ossigeno non è un optional se si desidera una durata del sistema di 30 anni. Il corretto dimensionamento e la spaziatura delle tubazioni non sono optional se si desidera una temperatura uniforme del pavimento. E la gestione della qualità dell'acqua non è un optional se si vogliono evitare guasti prematuri dovuti alla corrosione della caldaia e della pompa di circolazione.

Se si specifica il tubo PPR-AL-PERT per un progetto, inviaci il calcolo del carico termicoi dettagli costruttivi del pavimento e la zona climatica. Confermeremo la dimensione corretta dei tubi, lo spessore delle pareti e la spaziatura consigliata per la vostra specifica installazione.