Медные трубы отопления

Медные трубы отопления

 В конце прошлого века человечество столкнулось с новой, ранее неизвестной заразой – заболеванием, получившим название «болезнь легионеров». Поначалу считалось, что эта напасть проявляется только в южных странах, и в бывшем СССР профилактике внимания не уделялось. Со временем оказалось, что для зловредной бактерии нет границ, и вспышки заболевания перешагнули рубежи бывшего СНГ. В публикуемом разделе рассматривается комплекс мер по предотвращению не только «болезни легионеров», но и других патогенных бактерий, среди которых кишечная палочка E-Coli. Медь исстари была известна своим бактериостатическим действием и применялась в лечебных учреждениях не только для устройства водоснабжения, но и везде, где существовала возможность бактериопереноса (дверные ручки, перила, поручни).

Легионелла и системы водоснабжения
Непродуманные технические решения, выбор скверных материалов и халатный монтаж и эксплуатация систем водоснабжения зданий приводят к серьезным рискам для здоровья. Одним из таких рисков является возможность появления в системах водоснабжения высоких значений уровня содержания микроорганизмов, среди которых особое место занимает Легионелла – Legionella pneumophila. Стоит только колонии этой заразы появится в системе – и избавиться от нее будет крайне сложно.

Из всех материалов, применяемых в водоснабжении, медь является самым безопасным. Ни один другой материал на сравнится с медью в ее способности препятствовать размножению колоний различных болезнетворных бактерий.

Это свойство получило название «бактериостатичность».

Замечено давно:
Садовники и виноделы давно заметили, что использование меди помогает противостоять некоторым микроогранизмам, не влияя на жизненные процессы защищаемого объекта. Так, основанная на меди смесь Бордо использовалась во Франции в качестве фунгицида на виноградниках и при борьбе с плесенью в картофелеводстве.

Причины.
Вода централизованного водоснабжения подвергается промышленной очистке при помощи хлора.
Свободный хлор справляется с патогенными бактериями, в т.ч. такими, как холера, тиф и др. Тем не менее, к моменту, когда обеззараженная подобным образом вода достигает внутренней системы водоснабжения здания, она отнюдь не стерильна. Помимо возможного повторного заражения на магистральных линиях водоснабжения, опасности подстерегают воду в самой система. На рисунке схематично изображены риски повторного заражения внутренней системы здания. Если в системе имеются длинные горизонтальные участки, аккумуляторы холодной и/или горячей воды или буферные резервуары, вода время от времени застаивается. При определенных благоприятных условиях (наличие питательных веществ и температура от +20°C до +50°C) на поверхности стенок труб и резервуаров появляются биопленки, т.е. колонии микроогранизмов. Питательными веществами для микроорганизмов могут быть остатки органических веществ от источника водоснабжения и различные органические вещества, выделяющиеся в воду.

При подходящих условиях биопленки образуются всего за 14 дней. По мере роста колоний и увеличения толщины биопленок, ее фрагменты отделяются и вместе с потоком воды попадают в организм человека . Применительно к Legionella pneumophila, инфицирование дыхательной системы человека происходит анаэробным способом, т.е. вместе с невидимыми глазу аэрозолями, в той или иной мере образующимися при выходе струи воды из крана или видимыми из, например, головки душа. Очевидно, что применение бытовых очистных фильтров для питьевой воды здесь не помогает.

Пассивные меры защиты
В первую очередь риска повторного заражения системы водоснабжения можно избежать на стадии проектирования системы путем выбора меди – бактериостатического материала для всех элементов системы. Многочисленные и уже более никем не оспариваемые исследования доказали: из всех материалов, обычно применяемых в системах водоснабжения, только медь обладает выраженным постоянным свойством препятствовать росту микроорганизмов. Это свойство меди проявляется независимо от температуры, жесткости и иных свойств воды. Более того, установлено, что некоторые виды полимерных материалов, например, полибутен (полибутилен) не только не препятствуют росту бактерий на внутренней поверхности (в качестве нейтрального эталона ученые используют стекло), но и способствуют увеличению числа их колоний.

Основной объект воздействия
Следующим способом борьбы с возможностью появления биопленок на стадии проектирования следует считать оптимизацию проходных сечений и емкостей аккумуляторных емкостей применительно к расчетным расходам. Излишние площади сечений и емкости приводят к возникновению застоя воды. Оптимизация системы также предполагает снижение длины участков, особенно горизонтальных, питающих редко используемые оконечные пользовательские устройства путем соответственного выбора соединения – чем меньше вода будет находиться в состоянии покоя (застоя), тем меньше времени (и вероятности) для размножения микроогранизмов.

Активные меры обеззараживания
При пуске отремонтированных или вновь вводимых в эксплуатацию систем особое внимание уделяется соблюдению действующих в отношении промывки гигиенических норм и инструкций производителей дезинфектантов. Для небольших водоустановок в частных домах порой достаточно промывки обычной сетевой водой. Для более сложных систем с накопительными баками или просто больших размеров потребуется промывка с использованием, например, гипохлорита натрия. Домашние порошковые отбеливатели обычно содержат до 5% дезинфектанта – хлора. Промывка чистой сетевой водой осуществляется по тех пор, пока вытекающая из кранов вода не станет прозрачной и свободной от помутнения и отдельных механических частиц, после чего производится введение гипохлорита натрия в накопительную емкость (бак, резервуар) с обеспечением его уровня концентрации в растворе примерно 50 ppm. Примерно через один час раствор частично сливается (начиная от кранов, ближайших к накопителю) для заполнения раствором оставшихся элементов системы. Признаком того, что раствор дошел до каждого конкретного крана, является появление запаха хлора. По мере такого частичного опорожнения накопителя уровень в нем следует поддерживать чистой сетевой водой, сохраняя исходную концентрацию дезинфектанта.

После того, как вся система будет заполнена хлорированной водой, следует дать еще постоять примерно один час, после чего измерить концентрацию раствора на самом удаленном от накопителя кране. Если таковая концентрация остаточного свободного хлора окажется менее 20 ppm, то всю процедуру следует повторить заново. А в случае успеха промыть всю систему чистой водой до стабилизации ее исходных значений по содержанию остаточного хлора. В различных юрисдикциях упомянутые значения могут отличаться в ту или иную сторону как в части концентрации раствора, так и по времени дезинфекции. При этом для медных систем воздействие хлора не только безвредно, но и, наоборот, способствует стабилизации внутренней поверхности стенки для обеспечения длительного срока службы.

Оценка возможных рисков
При оценке рисков заражения систем водоснабжения следует обратить внимание на следующие факторы:

• наличие длинных и дублирующих ответвлений, особенно горизонтальных;

• наличие редко используемых участков;

• тип и материал изготовления арматуры и соединительных частей;

• наличие временно заглушенных (после изменения конфигурации системы или, наоборот, в расчете на будущее изменение) ответвлений или участков, особенно длинных.

При обнаружении упомянутых элементов системы следует попытаться устранить неиспользуемые участки, а в отношении редко используемых попытаться уменьшить до минимума длину участка застоя. Для вертикальных котлов особенно важно отрегулировать термостат таким образом, чтобы температура воды в донной части всегда была выше температуры пастеризации, а если манипуляции с термостатом не дают должного эффекта, следует поразмыслить об устройстве принудительной циркуляции в режиме холостого хода. Для котлов с принудительной циркуляцией в режиме холостого хода следует подобрать оптимальный температурный режим таким образом, чтобы температура в данной части в режиме дежурного подогрева не снижалась ниже 50°C. Для баков накопителей следует помнить о правиле 30°C. Это означает, что если через две минуты после начала слива температура воды в кранах превысит 30°C, то такая вода имеет высокий риск вторичного заражения. Как правило, это присуще бакам с излишним значением емкости, скажем, на несколько дней или даже неделю, или с плохой или отсутствующей теплоизоляцией. Следует ограничить емкостные возможности в расчете на одни сутки регулировкой ограничительного клапана и уровня отверстия перелива. Также следует помнить, что подающий и выходной штуцеры бака или любой иной емкости должны располагаться на противоположных сторонах для предотвращения местного застоя воды в емкости. В качестве контроля можно использовать правило 20°C : если через две минуты после начала слива температура воды в кранах станет меньше 20°C, то такая вода имеет малый риск вторичного заражения.

Таким образом, меры по предотвращению вторичного заражения воды сводятся к следующему:

• поддерживать систему чистой,

• не давать воде застаиваться,

• поддерживать температуру горячей воды свыше 55°C,

• поддерживать температуру холодной воды ниже 20°C,

• использовать как можно больше элементов и деталей системы из меди.

Заключение :
Проблематика поддержания допустимой стерильности питьевой воды многогранна, и окончательное всеобъемлющее решение будет найдено, очевидно, не завтра. Существующие способы позволяют лишь снизить вероятность вторичного заражения и, как следствие, снизить риски инфицирования человека.

На сегодняшний день речь идет лишь о мере, в которой эти риски могут быть уменьшены. Применение медных трубопроводов при грамотном устройстве и эксплуатации системы питьевого водоснабжения позволяет снизить упомянутые риски до возможного минимума.
 Несмотря на то, что применение медных труб в сантехнике и газоснабжении в  развитых странах насчитывает многие десятки лет, время от времени в устоявшихся технологий проектирования и монтажа возникают новые решения. В основном новинки появляются в виде новых соединений.

Напомним, что основным и доминирующим на протяжении десятков лет видом соединения была пайка – как низко-, так и высокотемпературная (иногда их именуют как «мягкая» и «твердая»). Несмотря на то, что пайка не утратила своих позиций в силу простоты и надежности, для особых случаев могут применяться иные виды соединений. Одно из таких – зажимное.

Квалифицированный монтажник обязан владеть всеми видами соединений.

Механические компрессионные (зажимные) соединения
Виды
Компрессионные устройства соединения медных труб обеспечивают герметичность и жесткую механическую связь между соединяемыми частями посредством зажима специальной прокладки или кольца к поверхности трубы в результате манипуляций. В отличие от капиллярной пайки компрессионные фитинги не требуют приложения тепла. Существуют два основных вида компрессионных фитингов для соединения труб, изготовленных по европейскому стандарту EN 1057: тип «А» и тип «В». Тип «А» предназначен для применения в надземных трубопроводах из полутвердой меди (обозначение «R250» или «ПТ»). Помимо медных, компрессионные фитинги типа «А» могут применяться для соединения некоторых видов труб из нержавеющей стали. Компрессионные фитинги типа «В» предназначены для соединения как подземных, так и надземных трубопроводов из мягкой меди и полутвердой с высокими значениями толщины стенки.

При работе с компрессионными фитингами полезно помнить:
1. Поверхности, предполагаемые к соединению, должны быть чистыми, равно как и резьбы в самих фитингах.

2. Для облегчения работы и ускорения операции затяжки допускается нанести на резьбу немного светлого машинного масла.

3. Перетяжка соединения не приведет к его дополнительной прочности или надежности.

4. Следует иметь правильный инструмент, чтобы не сорвать грани гайки. Так, неразболтанный разводной ключ с ручкой длинной 750 мм идеален для фитингов для труб диаметром 54 мм.

5. Обычно не требуется нанесение герметиков на соединяемые участки труб, но если вы решили использовать какой-либо, следует убедиться, что его частицы не попали на резьбу.
 

Выбор типа компрессионного фитинга
Выбор подходящего вида соединения медных труб тем сложнее, чем больше ассортимент фитингов разной конструкции. Безусловно, выбор должен осуществляться с учетом особенностей проекта, гидравлических характеристик, соображений экономичности, скорости монтажа и надежности. Сами по себе медные трубы обладают «природной» долговечностью и надежностью, а новые конструкции устройств соединения обладают особыми свойствами, как правило, удобством и должны применяться именно там, где они востребованы. В качестве общего правила следует помнить, что компрессионные фитинги не имеют того запаса по значениям максимального и номинального давления, которое свойственно «классическим» видам соединения медных труб. Самофиксирующиеся фитинги в основном рекомендуются для временных соединений и в ремонтных целях. Так, например, некоторое количество самофиксирующихся и компрессионных фитингов в кладовке вместе с резаком и несколькими отрезками труб подходящих диаметров позволят владельцу дома самостоятельно восстановить герметичность системы отопления при ее аварийном замораживании, не дожидаясь помощи квалифицированного специалиста.

11 января 2005 года вступает в силу Свод правил СП 40-108-2004 «ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОНТАЖ ВНУТРЕННИХ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИЙ ИЗ МЕДНЫХ ТРУБ», разработанный специалистами НИИМосстрой при участии экспертов Европейского института меди и ведущих производителей медных газоводопроводных труб и арматуры.

Медь в домашних системах отопления.
Медь является идеальным материалом для домашних систем водяного отопления. Большинство современных котлов и трубопроводов изготовлены из меди, поскольку это практически единственный материал, который подтвердил на практике в течение десятков лет свою надежность и долгосрочные преимущества. Для домашних систем, разумеется, нет нужды использовать весь ассортимент медных газоводопроводных труб. В основном используются мягкие и полутвердые трубы.

Наиболее популярные размеры указаны в табл. (Прим. Национального центра меди: СП 40-108-2004 рекомендует для систем водяного отопления применять трубы с самым малым значением толщины стенки, если иное не имеет специального обоснования).

Диаметр и величина толщины стенки труб для систем бытового водяного отопления
Внешний диаметр.  Толщина стенки.
   
6мм                 0,7мм
8мм                 0,8мм
10мм                0,9мм
12мм                1,0мм
15мм                1,2мм
22мм       
28мм      

Проектирование.
Выбор диаметров осуществляется по таблицам или с помощью специальных программ. Рекомендуется исходить из значения скорости теплоносителя от 0,3 до 1,5 м/с. Выбор диаметра имеет несколько практических аспектов. Так, при слишком больших значениях диаметра труб скорости потока теплоносителя будут низкими, что может привести к оседанию продуктов коррозии железных деталей, если такие имеются в системе. При слишком малых значениях диаметра труб и высокой скорости потока может появиться шум.

 В открытых домашних системах отопления перепад температур обычно принимается в 11 °С. В закрытых системах перепад температур обычно принимается в 20 °С. (Прим. Национального центра меди: медные трубы не имеют ограничений по значениям температуры и давления из числа тех, что встречаются в системах водяного (парового) отопления. Указанное позволяет применять любые значения ∆t°, если это обосновано соображениями эффективности, безопасности и энергосбережения).

Монтаж
Для специалиста монтаж медных систем отопления не представляет никакой сложности. Даже при небрежном отношении к монтажу результаты будут достаточно надежными в силу решений, заложенных в стандартизованные материалы и изделия. Для основных соединений обычно используют неразборные соединения – капиллярную пайку, прессовые соединения. Там, где по какой-либо причине потребуется манипуляция с элементом системы – при соединении отопительного прибора, счетчика, клапана и т.д., обычно применяют одно из разборных соединений – компрессионный фитинг, например. Но, разумеется, любой тщательный монтаж лучше небрежного. Так, добросовестный специалист особо придирчиво выполняет замеры помещения и его элементов с тем, чтобы точно отмерить куски труб, поскольку эстетика такой системы будет наголову выше той, что собрана «на глазок». Трубы до 12 мм можно резать и резаком, и ножевкой под прямым углом, главное – удалить заусенцы и грат, образовавшиеся после реза. (Прим. Национального центра меди: на долю неудаленного грата приходится большая часть претензий – эта «мелочь» имеет принципиальное значение для обеспечения сроков службы медных трубопроводов.
 

Теплоизоляция
Рекомендуется применение термоизоляции из полимерных материалов. (Прим. Национального центра меди: российский СНиП предписывает применение тепловой защиты труб для снижения теплопотерь и для безопасности человека). Кроме того, защитные покрытия, лучше заводского изготовления, позволяют осуществлять замоноличивание труб, проход сквозь любые препятствия, в т.ч. бетон. Для этой цели особо пригодны мягкие трубы, которые поставляются в бухтах и могут иметь непрерывную длину до 50 метров. Подробности монтажа и процедур замоноличивания обычно хорошо излагаются в строительных нормах. В отличие от оболочек, применяющихся для механической защиты труб, теплозащитные имеют значительные полости для воздуха, что, помимо непосредственно тепловой защиты, помогает снизить возможные шумы и обеспечивает дополнительное пространство для движения труб из-за теплового расширения в монолите.

Пуск системы
Очень важно тщательно промыть систему перед пуском ее в эксплуатацию.Цель технологической промывки – удаление остатков флюса и посторонних веществ, которые, увы, могут таинственным способом попасть в любую полость на стройке. Промывка может осуществляться холодной или теплой водой, равно как и опрессовка. Никогда не помешает и контрольная опрессовка горячим теплоносителем (водой). При использовании ингибиторов коррозии (для иных, немедных элементов системы), последние не применяются на стадии промывки. При использовании водорастворимых флюсов не следует затягивать технологическую промывку. (Прим. Национального центра меди: при использовании водорастворимых флюсов рекомендуется проводить технологическую промывку системы сразу после монтажа даже в зимний период. При этом следует руководствоваться чувством меры, чтобы не заморозить систему).