O que é um tubo composto PPR-AL-PERT e por que a estrutura das camadas é importante?

Temos estado a produzir Tubos multicamadas compostos para instalações hidráulicas e de aquecimento. Há mais de 15 anos. A estrutura PPR-AL-PERT não é uma combinação aleatória de materiais. Cada camada desempenha uma função específica de engenharia. Utilizamos essa estrutura porque nenhum material isolado oferece todas as propriedades necessárias para uma tubulação de aquecimento de piso de longa duração.

A camada mais interna é de PERT (Polietileno de Resistência a Altas Temperaturas). Esta é a camada que entra em contato com a água quente que flui pelo tubo. O PERT foi escolhido por suportar temperaturas contínuas de até 70 °C e picos intermitentes de até 95 °C sem deformar. Ele também mantém a flexibilidade em baixas temperaturas, o que é importante durante a instalação em climas frios, quando os tubos podem ser curvados em ambientes com temperaturas abaixo de 10 °C. Ao contrário do PEX, o PERT não requer memória de expansão para aquecimento de piso, pois o tubo é instalado em uma camada de contrapiso fixa que restringe a expansão térmica.

A camada intermediária é de liga de alumínio (AL). Utilizamos uma camada de alumínio de 0,2 a 0,4 mm que proporciona duas propriedades essenciais. Primeiro, atua como uma barreira ao oxigênio. Segundo, proporciona memória de forma longitudinal. A camada de alumínio faz com que, ao cortar e dobrar o tubo, ele mantenha a curvatura sem retornar à forma reta. Essa é uma vantagem prática significativa durante a instalação, pois o tubo permanece no local desejado.

A camada externa é de PPR (Copolímero Aleatório de Polipropileno). Essa camada oferece resistência química aos compostos alcalinos e ácidos presentes no contrapiso e no concreto. Ela também protege a camada de alumínio da entrada de umidade nas extremidades cortadas e nas conexões. A camada de PPR é ligeiramente sobreposta às bordas do alumínio para garantir cobertura completa.

A Barreira de Oxigênio: Por que o EVOH Previne a Corrosão do Sistema

Explicamos o barreira de oxigênio para cada cliente Porque é a diferença entre um sistema de aquecimento que dura 30 anos e um que falha em 5. Quando a água quente circula por um sistema de aquecimento, ela absorve o oxigênio do ar dissolvido na água. Em um sistema aberto (radiadores ventilados), isso é controlado pelo tanque de expansão e pela ventilação periódica. Em um sistema fechado de aquecimento de piso, o oxigênio não tem para onde escapar. Com o tempo, as concentrações de oxigênio dissolvido aumentam e começam a atacar os componentes de ferro e aço do sistema: o trocador de calor da caldeira, os radiadores de aço, os rotores da bomba de circulação e quaisquer conexões de aço macio.

A camada de EVOH (copolímero de etileno-álcool vinílico) em nosso tubo PPR-AL-PERT bloqueia a difusão de oxigênio para menos de 0,1 g/m³/dia a 40 °C. Isso é o Norma DIN 4726 para tubos com barreira de oxigênio Utilizado em sistemas de aquecimento de piso. Sem essa barreira, a difusão de oxigênio através da parede do tubo introduziria aproximadamente 0,5 a 1,0 g/m³/dia na água do sistema, o suficiente para causar corrosão visível em componentes de aço em 2 a 3 temporadas de aquecimento.

As consequências da ausência de barreiras de oxigênio são mais evidentes em projetos de retrofit. Um instalador utilizou um tubo PERT sem barreira para um sistema de aquecimento de piso em um prédio residencial no norte da China. Em 18 meses, o trocador de calor de ferro fundido da caldeira corroeu-se completamente e precisou ser substituído. A água do sistema estava preta, com lodo de magnetita. A causa principal foi a permeação de oxigênio através da parede do tubo. Fomos chamados para fornecer o tubo com barreira para a nova instalação.

Desempenho térmico em climas frios e classificações PERT

Nós projetamos nossos Tubos PPR-AL-PERT específicos para condições de clima frio.Quando falamos em clima frio, nos referimos a ambientes onde as temperaturas externas de projeto caem abaixo de -15°C e onde o sistema de aquecimento opera próximo à capacidade máxima por meses a fio. Isso descreve grande parte do norte da China, Escandinávia, Rússia, Canadá e estados do norte dos EUA. Nessas condições, o sistema de aquecimento de piso funciona continuamente com altas vazões, e a tubulação é submetida a ciclos térmicos, passando do frio ambiente durante a construção até a temperatura de operação.

A camada interna de PERT mantém suas propriedades mecânicas em temperaturas de até -40°C. Isso é importante durante a construção. A instalação de um sistema de aquecimento de piso em Harbin ou Urumqi ocorre no outono, antes do aquecimento do edifício. O tubo fica imerso em argamassa fria durante a noite. Com um tubo de PERT devidamente especificado, não há risco de fratura frágil. Testamos nosso tubo a -40°C e verificamos que a resistência ao impacto permanece acima do requisito mínimo de 500 J/m² a 0°C.

Para instalações em climas frios, recomendamos os seguintes parâmetros de operação. A temperatura da água de alimentação deve ser ajustada entre 45 e 55 °C para um sistema de aquecimento de piso adequadamente projetado. Isso resulta em uma temperatura da superfície do piso de 26 a 29 °C, que atende aos padrões de conforto térmico, mantendo a temperatura da água de retorno baixa o suficiente para permitir que a caldeira de condensação opere no modo de condensação. O resultado é um consumo de combustível 15 a 20% menor em comparação com um sistema projetado para uma temperatura de alimentação de 60 a 70 °C.

Dimensionamento de tubulações e cálculos de potência térmica para aquecimento de piso radiante

Ajudamos os instaladores Selecione o diâmetro e o espaçamento corretos dos tubos. Para cada instalação, a produção de calor de um tubo de aquecimento de piso depende de três variáveis: a diferença de temperatura entre a superfície do piso e o ar ambiente, a resistência térmica do revestimento e do contrapiso e o espaçamento dos tubos. A seguir, apresentamos as principais relações que utilizamos para o projeto em climas frios:

Para um piso cerâmico (resistência térmica de aproximadamente 0,02 m²K/W) sobre uma camada de argamassa de 50 mm (resistência térmica de aproximadamente 0,05 m²K/W) com isolamento de 20 mm por baixo, utilizando tubos de PPR-AL-PERT de 20x2,0 mm a uma temperatura de fornecimento de 50 °C e uma temperatura de retorno de 40 °C, a emissão de calor com espaçamento de 150 mm é de aproximadamente 65 W/m². Com espaçamento de 100 mm, a emissão de calor aumenta para aproximadamente 85 W/m². É por isso que as zonas perimetrais próximas às paredes externas requerem um espaçamento menor: a perda de calor através da parede é maior, exigindo maior aporte térmico por metro quadrado.

Para climas frios, recomendamos projetar com um mínimo de 80 W/m² nas zonas periféricas e 60 W/m² nas zonas internas. Isso proporciona uma margem de segurança para temperaturas externas extremas e permite que o sistema mantenha o conforto térmico quando a temperatura externa cair abaixo da temperatura de projeto por curtos períodos. Um sistema projetado com base no cálculo exato de perda de calor terá dificuldades durante os dias mais frios do ano.

Fornecemos tubos PPR-AL-PERT nos seguintes tamanhos para aquecimento de piso radiante: 16×2,0mm (para zonas pequenas e projetos de renovação), 20×2,0mm (padrão para a maioria das instalações residenciais) e 25×2,5mm (para instalações comerciais e residenciais de grande porte). A espessura da parede é projetada para uma pressão de trabalho de 10 bar a 70°C, o que proporciona uma relação de segurança de 4:1 em comparação com a pressão típica de 2,5 bar em sistemas de aquecimento de piso em edifícios residenciais.

Instalação: Configuração do coletor e projeto do comprimento do circuito

Sempre recomendamos um sistema de distribuição baseado em coletor Para aquecimento de piso radiante. O coletor divide a área do piso em circuitos individuais, cada um servido por um único trecho de tubo que vai da saída do coletor até o ponto mais distante e retorna. Essa configuração proporciona um fluxo equilibrado para cada circuito e permite o controle individual de cada zona. Observamos sistemas com desempenho insatisfatório em que o instalador tentou usar um único trecho longo de tubo a partir de um ponto central, resultando em uma variação de temperatura de 5 a 8 °C entre o início e o fim do circuito.

O comprimento máximo do circuito para tubos PPR-AL-PERT depende do diâmetro do tubo e da pressão disponível da bomba. Para tubos de 20×2,0 mm em uma bomba manifold residencial padrão (pressão disponível de 0,25 bar), recomendamos um comprimento máximo de circuito de 100 a 120 metros. Acima desse comprimento, a perda de pressão no tubo excede a pressão disponível da bomba e a vazão cai abaixo do mínimo necessário para uma distribuição uniforme da temperatura. Sempre aconselhamos os instaladores: em caso de dúvida, divida a zona em dois circuitos mais curtos em vez de insistir no comprimento máximo.

Para instalações em climas frios em edifícios com isolamento deficiente, recomendamos o projeto de circuitos mais curtos (máximo de 80 a 100 metros) para garantir uma vazão adequada mesmo quando a válvula de balanceamento do coletor estiver parcialmente fechada para controle de zona. A perda de pressão em tubos de PPR-AL-PERT de 20×2,0 mm a 50 °C é de aproximadamente 0,15 kPa/m com uma vazão de projeto de 2,5 L/min. Para um circuito de 100 metros, a perda de pressão total é de aproximadamente 15 kPa, além das perdas nas conexões, o que se enquadra no orçamento da bomba para a maioria dos sistemas residenciais.

Compatibilidade do contrapiso e planejamento de juntas de dilatação

Um dos detalhes mais importantes na instalação de aquecimento de piso é o controle da expansão térmica da camada de contrapiso. O concreto e o contrapiso de cimento expandem-se em aproximadamente 0,012 mm por metro por grau Celsius. Para um cômodo de 10 metros de largura com um aumento de temperatura de 30 °C entre o contrapiso frio e a temperatura de operação, a expansão do contrapiso é de aproximadamente 3,6 mm. Se essa expansão não for considerada, o contrapiso irá rachar e essas rachaduras serão transmitidas para o acabamento do piso.

Nós fornecemos Tubo PPR-AL-PERT com prática de instalação padrão A instalação consiste em posicionar o tubo sobre a camada de isolamento com grampos ou clipes próprios para tubos e, em seguida, cobrir com uma camada de argamassa autonivelante de no mínimo 30 mm acima da extremidade do tubo. Recomendamos a instalação de tiras de isolamento perimetrais ao redor de toda a área da argamassa autonivelante para permitir a livre movimentação da mesma durante a expansão térmica. A tira de isolamento é uma simples tira de espuma que fornecemos pré-fixada à placa de isolamento ou em rolo separado. Já observamos pisos rachados e ladrilhos descolados em instalações onde a junta de dilatação perimetral foi omitida.

Para grandes áreas de contrapiso com mais de 40 m², recomendamos o planejamento de juntas de dilatação no contrapiso. A junta de dilatação deve estar alinhada com quaisquer juntas de movimentação estrutural na laje do edifício. O tubo PPR-AL-PERT passa pela junta de dilatação dentro de uma luva protetora (utilizamos um conduíte de 32 mm com 300 mm a mais que a largura da junta em cada lado). Isso permite que o tubo se mova dentro da junta de dilatação sem ser comprimido ou dobrado.

Qualidade da água e pré-tratamento do sistema

Nós abordamos Qualidade da água para cada cliente Porque afeta diretamente a vida útil do sistema de aquecimento de piso radiante. Sistemas de aquecimento fechados acumulam sólidos dissolvidos, incrustações e contaminação biológica ao longo do tempo. A qualidade da água de enchimento determina a rapidez com que esses problemas se desenvolvem. Recomendamos os seguintes padrões de qualidade da água para sistemas PPR-AL-PERT:

• pH: 7,5-9,0 (um pH muito ácido favorece a corrosão, um pH muito alcalino favorece a formação de incrustações)
• Dureza: 75-150 mg/L de CaCO₃ (água mais macia aumenta o risco de corrosão em componentes de aço)
• Oxigênio dissolvido: Abaixo de 0,1 mg/L (crítico para sistemas fechados com componentes de ferro)
• Cloreto: Abaixo de 50 mg/L (níveis elevados de cloreto causam fissuras por corrosão sob tensão em componentes de aço inoxidável)
• Condutividade: 100-500 µS/cm (indica o teor de sólidos dissolvidos)

Para instalações em climas frios, onde o sistema permanece inativo por 6 a 8 meses do ano (desligamento de verão), recomendamos um aditivo inibidor de corrosão formulado especificamente para sistemas de aquecimento fechados. Fornecemos produtos inibidores adequados e instruções de dosagem com base no volume do sistema. Já vimos sistemas de aquecimento de piso falharem em menos de 5 anos devido à corrosão causada pelo desligamento durante o verão, quando nenhum inibidor foi utilizado.

Normas de certificação: o que verificar antes da compra

Nós produzimos Tubos compostos PPR-AL-PERT Para atender aos seguintes padrões de certificação. Ao avaliar um fornecedor, solicite cópias dos certificados relevantes e verifique se estão válidos (não expirados). Já vimos certificados para tubos que, na verdade, não atendem ao padrão porque os relatórios de teste eram de um lote de produção diferente ou de uma fábrica diferente.

• DIN 4726 (Alemanha): Requisito de barreira de oxigênio para tubulações de aquecimento de piso. Permeabilidade máxima ao oxigênio de 0,1 g/m³/dia a 40°C.
• ISO 22391 (Internacional): Tubulações multicamadas para instalações de água quente e fria. Inclui classificações de pressão, classificações de temperatura e testes de resistência hidrostática de longo prazo.
• GB/T 18742 (China): Sistemas de tubulação de polipropileno para água quente e fria.
• EN ISO 15875 (Europa): Tubos de polietileno reticulado (PE-X) e similares para água quente e fria.
• WRAS (Reino Unido): Aprovação do Regime Consultivo de Regulamentos de Água para contato com água potável.

Fornecemos certificados para todas as normas em cada lote de produção. Nossa fábrica possui certificação ISO 9001 e passamos por auditorias anuais de terceiros realizadas pela SGS para garantir a conformidade com o sistema de qualidade. Para projetos que exigem normas específicas, confirmamos a conformidade antes de apresentar a proposta.

Comparando PPR-AL-PERT com PEX-Al-PEX e PERT-Al-PERT: Por que escolhemos essa estrutura?

Frequentemente nos perguntam por que produzimos. PPR-AL-PERT em vez da estrutura PEX-Al-PEX mais comum. Ambas são estruturas multicamadas válidas, mas atendem a diferentes requisitos de aplicação. Escolhemos o PPR-AL-PERT para aquecimento de piso radiante porque oferece vantagens específicas na faixa de temperatura e no ambiente de instalação dos sistemas de aquecimento de piso radiante.

Os tubos de PEX (polietileno reticulado) são fabricados através da reticulação das cadeias de polímero de polietileno por meio de tratamento químico ou por radiação. Essa reticulação melhora a resistência à temperatura e reduz a fluência (escoamento a frio) sob carga sustentada. No entanto, Tubo PEXOs tubos PEX têm um coeficiente de expansão térmica maior do que os tubos PPR-AL-PERT. Quando instalados em um piso de argamassa, os tubos PEX se expandem mais a cada ciclo de aquecimento, o que aumenta a tensão nas juntas entre o tubo e as conexões ao longo do tempo. Observamos mais vazamentos nas juntas de sistemas de aquecimento de piso com tubos PEX após 10 a 15 anos de ciclos térmicos em comparação com outros materiais. Sistemas PPR-AL-PERT.

A camada de alumínio em nosso tubo composto é crucial. O coeficiente de expansão térmica do alumínio (23×10⁻⁶/°C) é aproximadamente metade do do PERT (200×10⁻⁶/°C) e significativamente menor que o do PEX (130×10⁻⁶/°C). Quando a camada de alumínio é posicionada no eixo neutro da parede do tubo (aproximadamente a um terço da superfície interna), ela reduz a expansão térmica efetiva do tubo composto para cerca de 0,025 mm/m/°C, valor próximo ao da expansão térmica do aço. Isso significa que o tubo se expande e se contrai com a camada de argamassa de forma controlada, sem tensionar as juntas.

A solda longitudinal da camada de alumínio é outro diferencial de qualidade. Utilizamos soldagem a laser para a junta de alumínio, o que produz uma vedação hermética contínua em toda a circunferência do tubo. Alguns fabricantes utilizam soldagem por sobreposição, que deixa uma pequena folga na solda, permitindo que a umidade atinja a camada de alumínio com o tempo. Nossa solda a laser proporciona uma verdadeira ligação metalúrgica, que testamos a uma pressão interna de 20 bar sem vazamentos na linha de solda.

Perguntas frequentes

Como a barreira de oxigênio em tubos compostos de PPR-AL-PERT previne a corrosão em sistemas de aquecimento de piso?

A camada de barreira de oxigênio EVOH em nosso Tubos PPR-AL-PERT A tubulação com barreira impede a difusão de oxigênio para menos de 0,1 g/m³/dia a 40 °C, atendendo aos requisitos da norma DIN 4726. Sem essa barreira, o oxigênio dissolvido entra na água do sistema e causa oxidação em componentes de aquecimento de ferro e aço. Documentamos casos em que tubulações sem barreira causaram falhas em trocadores de calor de caldeiras de ferro fundido em menos de 18 meses. Nossa tubulação com barreira protege todo o sistema de aquecimento fechado contra a corrosão induzida por oxigênio durante toda a sua vida útil projetada de mais de 30 anos.

Quais são as classificações de temperatura e pressão aplicáveis ​​aos tubos PPR-AL-PERT em sistemas de aquecimento de piso radiante em climas frios?

Nosso Tubos PPR-AL-PERT São classificadas para operação contínua a 70 °C e picos intermitentes de até 95 °C, com pressão máxima de trabalho de 10 bar. Para instalações em climas frios, onde a temperatura da água de abastecimento pode cair abaixo de 5 °C durante a operação ou armazenamento no inverno, a camada interna de PERT mantém a flexibilidade e a resistência a impactos em temperaturas tão baixas quanto -40 °C, o que evita fraturas frágeis durante a fase de construção em clima frio. A camada de alumínio também oferece resistência aos raios UV durante o armazenamento ao ar livre antes da instalação.

Qual o espaçamento de instalação necessário para tubos PPR-AL-PERT em sistemas de aquecimento de piso radiante em climas frios?

Em instalações em climas frios, onde a temperatura da superfície do piso deve atingir 29 °C nas zonas periféricas (a menos de 1 metro das paredes externas) e 26 °C nas zonas centrais, recomendamos um espaçamento de 10 cm entre os tubos nas zonas periféricas e de 15 cm nas zonas centrais. Essa configuração produz um rendimento térmico de aproximadamente 60-80 W/m², dependendo da espessura do contrapiso e da qualidade do isolamento. O espaçamento mais estreito entre os tubos nas zonas periféricas compensa a maior perda de calor pelas paredes externas e evita pontos frios perto de janelas e cantos. Para edifícios de alto desempenho que atendam aos padrões Passivhaus, o espaçamento pode ser aumentado para 20 cm entre os tubos nas zonas centrais, pois a demanda térmica total é menor.

Conclusão

Nós fornecemos Tubos compostos PPR-AL-PERT Para sistemas de aquecimento de piso radiante no norte da China, Escandinávia, Rússia e América do Norte. As instalações com melhor desempenho são aquelas em que a especificação da tubulação, o projeto do sistema e as práticas de instalação estão alinhados. A barreira de oxigênio não é opcional se você deseja uma vida útil de 30 anos para o sistema. O dimensionamento e o espaçamento corretos da tubulação não são opcionais se você deseja temperaturas uniformes no piso. E o controle da qualidade da água não é opcional se você quiser evitar falhas prematuras por corrosão na caldeira e na bomba de circulação.

Se você estiver especificando tubulação PPR-AL-PERT para um projeto, Envie-nos o cálculo da carga de aquecimento., os detalhes da construção do piso e a zona climática. Confirmaremos o tamanho correto do tubo, a espessura da parede e o espaçamento recomendado para a sua instalação específica.