Como é feita a tubulação da caldeira com polipropileno: regras para construção do circuito de PP

Sistemas de engenharia feitos com tubos de polipropileno acessíveis podem durar até meio século. Os tubos de polímero são extremamente simples de instalar, exigindo apenas um ferro de soldar para a sua conexão. Mas este material é adequado para sistemas de aquecimento? A tubulação da caldeira com polipropileno será durável e confiável?

Se tudo for feito de acordo com a tecnologia, as tubulações de plástico transportam perfeitamente o fluido térmico até os radiadores.

O que é a tubulação da caldeira e do que ela é composta?

A tubulação é o conjunto de equipamentos termotécnicos que garantem o transporte da água aquecida até os radiadores e o funcionamento ininterrupto do próprio aquecedor.

Por um lado, ajuda a distribuir o calor uniformemente pelos cômodos da casa; por outro, aumenta a confiabilidade de todo o sistema de aquecimento, protegendo a caldeira do superaquecimento e do consumo excessivo de combustível.

Na montagem da tubulação do equipamento da caldeira existem certas nuances:

Também, a tubulação do aparelho de aquecimento implica no cálculo dos parâmetros de todos os elementos da rede de aquecimento interna e sua instalação. O sistema de aquecimento deve funcionar não apenas de forma confiável, mas também corretamente. Um grande número de dispositivos adicionais e uma distribuição complexa podem reduzir seriamente sua eficiência. Tudo deve ser feito de forma competente.

Uma tubulação correta aumenta a eficiência do aquecedor de água e a confiabilidade do seu funcionamento

Não existem opções ótimas e prontas para todos os tipos de edifícios sem exceção. Para obter o máximo desempenho de uma caldeira específica, é necessário preparar um projeto de rede de aquecimento interna individual para cada casa. Mas existe um conjunto de regras padrão e uma lista de equipamentos típicos.

No esquema mais simples de tubulação da caldeira de aquecimento com movimento gravitacional do fluido térmico, há um mínimo de dispositivos de bloqueio e regulação (+)

Dependendo do tipo de combustível utilizado, da metragem quadrada da casa, do modelo do aquecedor e de sua localização, a tubulação com polipropileno é feita de acordo com diferentes esquemas.

Mas em todos eles estão presentes:

1. Caldeira (de circuito único ou duplo).
2. Vaso de expansão. Hidráulico com membrana ou tanque comum, dependendo do tipo de sistema de aquecimento.
3. Tubos de polipropileno e conexões.
4. Radiadores (de ferro fundido, aço, alumínio, bimetálicos).
5. Bypasses (trechos de tubulação que permitem desconectar dispositivos individuais do circuito). Recomendados para todos os tipos de redes, mas nem sempre aplicados em esquemas simples de fluxo.

De acordo com o princípio de movimento do fluido térmico, os circuitos de aquecimento são divididos em sistemas com circulação natural (gravitacional) e artificial (por bomba ou forçada).

Bomba de circulação – componente obrigatório do aquecimento do tipo forçado. É necessária para estimular o movimento do fluido térmico (+)

Na rede de aquecimento do tipo forçado, o conjunto listado acima é complementado por:

• Válvula de Mayevsky.
• Bomba de circulação.

No esquema com fornecimento de fluido térmico para cada dispositivo através de dutos de alimentação e retorno dedicados, um coletor – dispositivo de distribuição – é obrigatoriamente incluído.

Em circuitos de aquecimento que exigem ajuste obrigatório das características qualitativas e quantitativas do líquido ou vapor circulante, são instalados dispositivos de controle:

• Manômetro.
• Termostato.
• Seta hidráulica, se houver necessidade de equalização de pressão.

Em um sistema com circulação forçada do fluido térmico para manter a pressão definida, é instalado um tanque de expansão com membrana. Já em seu análogo gravitacional, basta um tanque aberto comum, sem qualquer inserção interna.

O tanque de expansão dos sistemas com movimento natural da água entra em contato com o ambiente externo, podendo assim saturar-se de ar. Para evitar esse fenômeno, os sistemas são complementados com um circuito de ar, que coleta e remove o ar.

O tanque de expansão do sistema de aquecimento mais simples, com princípio de movimento natural, é um recipiente comum com um par de tubos rosqueados ou soldados. Um deles é o tubo de alimentação, o segundo é o tubo de sinal, que indica o enchimento do recipiente com a água que se expandiu ao aquecer. Em uma versão mais complexa do tanque, são rosqueados quatro tubos.

Quando o volume do fluido térmico aumenta acima do normal, o excesso é simplesmente drenado através do tubo de sinal. Posteriormente, o fluido térmico continuará a expandir e retornar ao volume anterior, mas não haverá mais transbordamentos para o tubo de sinal. O ar, por analogia, é removido espontaneamente, portanto não há necessidade de instalar válvulas de Mayevsky.

Entre a caldeira e os tubos de polipropileno, é instalado um grupo de controle e segurança composto por vários sensores, reguladores e válvulas de emergência.

Bombas de circulação não são utilizadas em circuitos baseados no princípio natural de movimento do fluido térmico. Nesse sistema, a água se move sob a ação da gravidade.

Pressurizadores adicionais não são necessários. Por um lado, isso aumenta a confiabilidade do aquecimento (não há nada para quebrar), e por outro, reduz a qualidade do aquecimento dos cômodos distantes da casa (o fluido térmico chega aos mais distantes já resfriado).

Os detalhes da instalação de um sistema de aquecimento com tubos de polipropileno são detalhadamente explicados em um dos artigos populares publicados em nosso site.

Tubos de polipropileno em sistemas de aquecimento

Conexões e tubos de polipropileno (PPR) são populares devido ao seu baixo custo e facilidade de instalação. Eles não são suscetíveis à corrosão, possuem paredes internas lisas e duram pelo menos os 50 anos declarados pelo fabricante.

Existem vários tipos desses produtos de tubos, que diferem em características técnicas e finalidade.

Na construção de sistemas de aquecimento, bem como no desenvolvimento de circuitos de água quente sanitária (AQS) com parâmetros operacionais semelhantes, são utilizados:

• Tubos com marcação PN 25. Produtos com reforço de folha de alumínio. São utilizados em sistemas com pressão nominal de até 2,5 MPa. Limite de temperatura de trabalho: +95º C.
• Tubos com marcação PN 20. Versão reforçada, utilizada nos ramais de água quente sanitária (AQS) de caldeiras de aquecimento de circuito duplo. Funcionarão pelo período declarado pelo fabricante, se a temperatura do fluido térmico não ultrapassar +80°C e a pressão até 2 MPa.
• Tubos com marcação PN 10. Produtos poliméricos de parede fina. São utilizados se a caldeira fornecer fluido térmico para o sistema de piso aquecido a água. Temperatura de trabalho não superior a +45°C, pressão nominal até 1 MPa.

Os tubos poliméricos são adequados para todos os métodos de instalação conhecidos: aparentes e embutidos. Mas este material possui um alto coeficiente de dilatação térmica. Quando aquecidos, esses produtos começam a aumentar ligeiramente de comprimento. Este efeito é chamado de dilatação térmica linear e deve ser levado em consideração na construção de tubulações.

A tubulação da caldeira deve ser feita com tubos de polipropileno que, na marcação, possuam classe de serviço 5, pressão de trabalho de 4 a 6 atmosferas e pressão nominal PN de 25 ou superior.

Para evitar a destruição das tubulações de aquecimento de polipropileno, é possível instalar laços de compensação. Mas é mais simples usar tubos multicamadas, cujo reforço é especificamente projetado para compensar esse alongamento. A camada de alumínio dentro dos tubos de polipropileno PN 25 reduz sua dilatação térmica pela metade, e a de fibra de vidro em cinco vezes.

Características da instalação de tubulações PPR

Ao realizar a tubulação da caldeira, tubos e conexões de polipropileno são unidos principalmente por soldagem a frio ou a quente; no caso de conexão a tubulações metálicas, são utilizadas conexões roscadas. Rosquear é muito mais conveniente, mas devido a elas, a montagem do sistema sairá significativamente mais cara.

No entanto, ao desejar conectar uma tubulação de polipropileno a sua equivalente metálica, não é possível prescindir de conexões roscadas.

Para a formação de conexões lineares e nodulares de tubos de polipropileno, é produzida uma extensa linha de conexões

“A quente” são soldados com um aparelho especial (ferro de solda, “ferro”). Os tubos são aquecidos com o bico adequado até a temperatura de fusão de 260 graus, e então as peças com bordas amolecidas são pressionadas uma contra a outra. O resultado é uma conexão confiável e monolítica.

Antes da soldagem, o alumínio dos tubos reforçados deve ser limpo obrigatoriamente. Caso contrário, ele dificultará a união dos produtos poliméricos, tornando a costura frágil. Com fibra de vidro, essas ações extras não serão necessárias. Ela derrete facilmente junto com o plástico.

Tecnologia de soldagem PPR é extremamente simples, todo o trabalho pode ser feito com as próprias mãos (+)

Soldagem a frio envolve o uso de um adesivo especializado. Nos últimos anos, este método raramente é aplicado, pois o resultado não é suficientemente confiável.

Em sistemas de aquecimento, as conexões rosqueadas devem ser vedadas com paronita ou selante de alta temperatura. Não se deve esquecer da temperatura de trabalho bastante elevada do fluido de transferência de calor.

Há mais uma nuance do uso de polipropileno para amarração da caldeira de aquecimento. Anticongelante com plástico é uma combinação bastante ruim. Como fluido de transferência de calor para sistemas de tubos plásticos, recomenda-se usar água.

Escolha do esquema de distribuição do sistema de aquecimento

Existem várias opções de amarração da caldeira com polipropileno. Para cada casa, esse esquema é selecionado individualmente. O que é ideal em um edifício pode ser pouco eficaz em outro.

Além disso, os sistemas de aquecimento, de acordo com o princípio de movimento da água, dividem-se em: forçados com bomba hidráulica e gravitacionais (por gravidade, naturais); há também uma classificação quanto à disposição das tubulações. De acordo com sua estrutura, podem ser de um ou dois tubos, coletores radiais ou análogos com anéis fechados.

O que é melhor: circulação natural ou bomba?

Em circuito gravitacional, a água aquecida flui por gravidade da caldeira para os radiadores. O fluido quente, com alta temperatura, sempre tende a substituir o líquido mais frio. Este sistema de amarração da caldeira de aquecimento é o mais fácil de montar. Além do aquecedor, ele contém tubos de polipropileno, radiadores e um tanque de expansão.

Na opção com distribuição superior, a água após o aquecimento sobe até o ponto mais alto – o expansor, e de lá desce para as baterias. Após liberar calor, ela retorna à caldeira, onde é aquecida novamente, iniciando um novo ciclo.

Por esse esquema, o aquecimento é organizado em muitas casas nas aldeias do país. Só que lá há um fogão a combustível sólido. Esta é a maneira mais simples e barata de organizar o aquecimento de um pequeno chalé. No entanto, tem limitações tanto na quantidade de radiadores conectados quanto na distância do mais distante do aquecedor.

O esquema de conexão com circulação natural de água é o mais simples de todas as opções possíveis, com um mínimo de componentes e pontos de conexão de tubos de polipropileno.

Mais complexo e caro é o sistema forçado. No entanto, ele simplifica significativamente a criação de temperaturas confortáveis em cômodos individuais. Nele, o fluido térmico se move por meio da estimulação do movimento pela bomba.

A escolha do esquema de tubulação de polipropileno e da própria caldeira estão intimamente relacionados. O sistema com circulação natural é independente de energia. Se o aquecedor de água não precisar de alimentação da rede elétrica, mesmo com falhas de energia, a casa será aquecida.

No esquema forçado, a bomba precisa de um fornecimento constante de eletricidade para funcionar. Portanto, o melhor é escolher uma caldeira dependente de eletricidade, que ofereça recursos adicionais. Mas, para se precaver contra problemas de tensão, será necessário adquirir um gerador reserva ou um no-break.

Qual esquema de aquecimento é melhor escolher?

Existem muitas formas de distribuir as tubulações de polipropileno da caldeira até os radiadores de aquecimento.

Mas todos esses esquemas se dividem em:

• monotubo;
• bitubo.

Em sistemas monotubo, a água aquecida, fornecida como fluido térmico, é alimentada e retirada por um único tubo. Nos sistemas bitubo, são construídas tubulações separadas para a alimentação do fluido térmico e para o retorno, ou seja, para levar a água resfriada de volta à caldeira para aquecimento.

De acordo com o método de conexão dos componentes de trabalho, os circuitos de aquecimento são divididos em:

• com conexões em T;
• com coletores.

Os tipos com conexões em T podem ser usados tanto na circulação por gravidade quanto na forçada. O esquema com coletores só pode funcionar com a presença de uma bomba de circulação.

O esquema monotubo é notoriamente mais barato que o bitubo, mas o radiador mais distante da caldeira na cadeia recebe o mínimo de energia térmica (+)

O método monotubo implica a instalação de uma tubulação em anel e a conexão sequencial dos radiadores a ela. No esquema bitubo, partem dois tubos independentes da caldeira: um com água quente e outro de retorno. E então os radiadores são conectados a eles.

Na conexão por coletor, um ou dois coletores são incorporados ao sistema, a partir dos quais tubos individuais são direcionados para cada radiador. Esse distribuidor também permite conectar à caldeira o 'piso aquecido', feito também do mesmo PPR.

A distribuição por coletor permite criar sistemas de aquecimento eficientes para casas de grande área e diferentes números de andares (+)

O uso de coletores e colunas separadas para cada radiador resulta em um aumento significativo no custo tanto do projeto quanto da instalação. Na fase de preparação do projeto, é necessário fazer cálculos mais complexos. E durante a montagem, consome-se um volume muito maior de polipropileno. Mas, por outro lado, obtém-se um sistema cuja cada parte pode ser ajustada para condições e requisitos específicos.

Circuito de polipropileno para diferentes caldeiras

A maioria dos fabricantes de aquecedores de água recomenda que o primeiro metro de tubulação a partir deles seja feito de metal. Isso se aplica especialmente a dispositivos de combustível sólido com temperatura da água de saída mais elevada. O polipropileno, durante a tubulação, deve ser conectado a essa saída, caso contrário, em caso de falhas na caldeira, ele sofrerá choque térmico e poderá rachar.

Opção #1: Aquecedor a gás

Recomenda-se realizar a tubulação em polipropileno da caldeira a gás com o uso de separador hidráulico e coletor. Frequentemente, os modelos a gás já são equipados com bombas internas para circulação de água. Praticamente todos eles são originalmente projetados para sistemas de circulação forçada.

O esquema mais confiável em termos de segurança será aquele com equipamento de circulação para cada circuito após o coletor.

Neste caso, a bomba interna aumentará a pressão em um pequeno trecho da tubulação da caldeira até o distribuidor, e em seguida, bombas adicionais serão acionadas. Será sobre elas que recairá a carga principal de circulação do fluido térmico.

É possível fazer a tubulação em polipropileno de uma caldeira a gás sem longos tubos metálicos, pois a água em tal aquecedor raramente atinge 75–80 graus

Se a caldeira a gás possui um trocador de calor de ferro fundido, durante sua tubulação deve-se instalar um acumulador térmico adicional no sistema. Ele suavizará as mudanças bruscas de temperatura da água, que afetam negativamente o ferro fundido. Com aquecimento ou resfriamento abrupto do fluido térmico, ele pode até rachar.

Ao fazer a tubulação de um aparelho de circuito duplo com aquecimento paralelo de água para AQS, será necessário instalar filtros de purificação fina e grossa nessa saída. Eles também devem ser montados na entrada do aquecedor de água, onde a água fria é fornecida.

Opção #2: Modelo de combustível sólido

A principal característica de uma caldeira de combustível sólido é sua inércia quando o fornecimento de combustível é interrompido. Até que tudo o que está na câmara de combustão queime completamente, ela continuará aquecendo o fluido térmico. E isso pode afetar negativamente o polipropileno.

Ao fazer a tubulação de uma caldeira de combustível sólido, devem ser conectadas diretamente a ela exclusivamente tubos metálicos, e somente após um metro e meio é possível inserir os de polipropileno. Além disso, é necessário prever uma alimentação reserva de água fria para resfriamento de emergência do trocador de calor, bem como seu escoamento para o esgoto.

O trecho da tubulação desde a caldeira a combustível sólido até o coletor deve ser feito de metal, e depois disso pode-se fazer a tubulação de polipropileno – somente isso protegerá os tubos plásticos do superaquecimento.

Se o sistema for construído com circulação forçada, então será necessário instalar uma fonte de alimentação ininterrupta para a bomba. A água deve remover constantemente o calor da fornalha, onde o combustível sólido está queimando, mesmo durante interrupções no fornecimento de energia.

Além disso, pode-se fazer um pequeno circuito gravitacional ou equipar todos os radiadores com bypasses para desligar trechos individuais do sistema. Em caso de acidentes, isso permitirá reparar o trecho danificado com o aquecimento funcionando.

A caldeira a combustível sólido deve ser coberta com uma carcaça protetora, que limita a propagação do calor das paredes da fornalha para a sala da caldeira. Mas mesmo com ela, o coletor e os tubos plásticos devem ser afastados do fogão.

Opção #3: Aquecedores a óleo e elétricos

A caldeira a óleo usado ou diesel é conectada com polipropileno seguindo o mesmo esquema da caldeira a combustível sólido. O polímero deve ser afastado dela na distância máxima possível.

Ao fazer a tubulação de uma caldeira elétrica com PPR, não é necessário se preocupar com rupturas de tubos, pois ela possui automação de proteção que não permite que a água chegue à ebulição.

O aquecimento do fluido térmico no aquecedor de água elétrico até temperaturas críticas para o polipropileno é praticamente excluído. Em caso de queda de tensão, ele simplesmente para de funcionar. Os tubos estão protegidos contra golpes de aríete neste caso por um acumulador hidráulico e válvulas de alívio de pressão.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo #1. Como escolher tubos de PPR:

Vídeo #2. Tecnologia de tubulação de caldeira a combustível sólido:

Vídeo #3. Como conectar o aquecedor em uma casa de dois andares:

Ao escolher o esquema de tubulação da caldeira com tubos de polipropileno, é necessário levar em conta todas as características específicas do edifício. O próprio processo de instalação das tubulações e conexão dos equipamentos é simples, até mesmo um iniciante pode lidar com ele.

Com um ferro de solda para acessórios e tubos de polipropileno, trabalhar é muito simples. Mas a preparação do projeto do sistema de aquecimento é melhor deixar para um especialista, erros aqui são inadmissíveis.

Tem vontade de compartilhar a experiência pessoal obtida durante a montagem manual da tubulação de polipropileno, encontrou falhas ou deseja obter respostas para perguntas de seu interesse? Por favor, escreva comentários no bloco localizado abaixo do texto do artigo.