Tubi per caldaie di riscaldamento: quali tubi sono migliori per il collegamento della caldaia + consigli per l'installazione

La fonte autonoma di energia termica utilizzata negli edifici individuali è spesso una caldaia di riscaldamento che funziona con un tipo di combustibile: carbone, gas o elettricità. Un ruolo importante nell'organizzazione del riscaldamento è svolto dai tubi per caldaie di riscaldamento, con i quali si effettua il collegamento – l'assemblaggio di tutti gli elementi in un unico sistema.

Dal tipo di tubazioni dipendono in gran parte la complessità dell'installazione, il costo dell'impianto e l'efficienza del sistema di riscaldamento. Pertanto, è opportuno prestare attenzione alla scelta dei tubi, siete d'accordo?

Vi illustreremo le caratteristiche delle tubazioni in vari materiali, indicheremo i parametri del sistema di riscaldamento da considerare obbligatoriamente nella progettazione della linea principale e forniremo consigli pratici per l'installazione delle reti ingegneristiche.

Quali tipi di tubi si possono utilizzare

Nell'esecuzione dei lavori di installazione della caldaia di riscaldamento si possono utilizzare elementi in metalli e polimeri. Nella scelta è opportuno prestare attenzione a caratteristiche come le proprietà di isolamento termico, la facilità di installazione e manutenzione, la durata e il costo dei prodotti.

Sulla base di questi criteri, per il collegamento vengono utilizzati i seguenti tipi di tubi.

Prodotti in rame di alta qualità ma costosi

Il collegamento in rame è relativamente raro, poiché tali tubi sono piuttosto costosi e richiedono particolare abilità nella posa.

Allo stesso tempo, le strutture realizzate con questo metallo presentano una serie di vantaggi significativi, ovvero:

• buona trasmissione del calore;
• resistenza alla corrosione e alle sostanze aggressive;
• resistenza al congelamento;
• elevata resistenza al calore.

Il rame si riscalda rapidamente e bene con una quantità minima di energia termica, quindi i pezzi realizzati con questo materiale emetteranno costantemente calore durante il trasporto del fluido termovettore.

I tubi di rame sono in grado di sopportare temperature significativamente più elevate rispetto a quelli di plastica (fino a +300°C) e praticamente non cambiano dimensioni. Il fluido termovettore caldo può circolare anche in strutture in acciaio, ma in questo caso aumenta il rischio di corrosione.

I tubi di questo metallo resistono saldamente all'azione dell'ambiente. Col tempo possono solo ricoprirsi di un sottile strato di ossido, cosa che non influisce affatto sulle caratteristiche operative.

A differenza dei tubi in acciaio o polimeri, le strutture in rame duttile non si rompono quando il fluido termovettore al loro interno ghiaccia.

Tra gli svantaggi dei tubi di rame per riscaldamento, vi è l'impossibilità di utilizzarli per creare strutture chiuse nelle tracce, nonché il già citato costo elevato.

Prodotti in acciaio economici

Un'altra opzione comune sono i prodotti realizzati in acciaio.

I loro vantaggi includono:

1. Elevata resistenza, che consente di sopportare facilmente carichi meccanici.
2. Basso coefficiente di dilatazione termica lineare, grazie al quale la lunghezza dei pezzi rimane invariata anche a temperature elevate.
3. Elevata conducibilità termica, che consente un efficace trasferimento di calore.

Tra gli svantaggi, innanzitutto, vi è la tendenza alla corrosione, che distrugge il metallo, motivo per cui tali elementi devono essere verniciati o rivestiti con un composto anticorrosivo.

Lo svantaggio degli elementi in acciaio è la difficoltà di posa, che richiede attrezzature speciali e competenze professionali. La realizzazione di strutture con tali elementi deve essere affidata a specialisti.

Al momento della scelta, è meglio dare preferenza ai tubi in acciaio inossidabile: costano di più, ma dimostrano una maggiore resistenza agli agenti atmosferici e migliori caratteristiche operative.

Tubazioni in polipropilene resistenti e leggere

Tali prodotti, realizzati con moderni tipi di plastica, si sono diffusi ampiamente grazie a numerosi aspetti positivi.

Vantaggi principali:

1. Costo accessibile: i prezzi di tali prodotti sono significativamente inferiori rispetto a quelli degli equivalenti metallici.
2. Peso leggero. Questi elementi pesano molto poco, consentendo di risparmiare sforzi e risorse per lo stoccaggio, il trasporto e l'installazione.
3. Semplicità di montaggio. I tubi in plastica si assemblano facilmente in strutture pronte. Con l'aiuto di un saldatore speciale, anche un non professionista può rapidamente realizzare il collegamento.
4. Velocità di circolazione del fluido termovettore. Nei tubi in polipropilene, anche se hanno forme complesse, praticamente non si formano intasamenti. Ciò facilita il flusso dell'acqua, la cui velocità rimane invariata per tutta la durata di servizio (20-50 anni).
5. Buona resistenza all'alta pressione. Ciò consente di utilizzare elementi in plastica anche in condizioni operative difficili.

Il principale svantaggio dei tubi in PPR è l'alto coefficiente di dilatazione termica, per cui questi prodotti si allungano leggermente quando vengono riscaldati. Per contrastare questo fenomeno, è necessario adottare misure installando compensatori.

I tubi in polipropilene consentono di creare circuiti di riscaldamento di qualsiasi grado di complessità. Tuttavia, le strutture con un gran numero di elementi rendono difficile l'installazione e influiscono negativamente sul rendimento del sistema di riscaldamento.

Inoltre, esistono varianti speciali di tubi, tra cui i prodotti rinforzati con foglio di alluminio con marcatura PN 25 – possono essere utilizzati in sistemi con pressione fino a 2,5 MPa e temperatura +95°C, nonché elementi rinforzati PN 20, che consentono il funzionamento a temperature di +80°C e pressione di 2 MPa.

Sistemi di riscaldamento monotubo e bitubo

La scelta dei tubi è influenzata anche dallo schema del tubo (monotubo, bitubo) attraverso il quale si muove il fluido termovettore.

Nell'immagine presentata sono schematicamente rappresentati i sistemi di riscaldamento monotubo e bitubo, ciascuno con i propri vantaggi e svantaggi (+)

Esaminiamo le differenze nell'installazione di entrambe le soluzioni schematiche.

Opzione #1 – sistema con un tubo singolo

In questo caso, dalla caldaia parte la 'mandata' – la linea principale di grande diametro. Serve sia per trasportare il fluido caldo, sia per raccogliere il liquido già raffreddato.

Nell'immagine è mostrato uno dei possibili schemi di collegamento della caldaia, che include una pompa anticondensa e un impianto di disaerazione (+)

All'arteria centrale vengono collegati in sequenza i radiatori di riscaldamento. A tale scopo vengono utilizzati due tubi sottili, uno per la ricezione del fluido termovettore e l'altro per la sua erogazione.

In un sistema di riscaldamento monotubo, il liquido passa successivamente attraverso tutti i radiatori, cedendo parte dell'energia termica durante il percorso.

Due varianti di schemi monotubo

In base alle caratteristiche costruttive, si possono distinguere due varianti del sistema: a flusso diretto e con bypass. Il sistema a flusso diretto non prevede colonne montanti, limitandosi al collegamento diretto dei radiatori del piano superiore con quelli situati al piano inferiore.

Quando si utilizza questo schema, non bisogna dimenticare il divieto di utilizzare valvole di regolazione, perché potrebbero impedire l'accesso del fluido termovettore diretto agli apparecchi.

Un sistema simile è facile da realizzare, ma presenta una serie di svantaggi. Il fluido termovettore nel circuito si raffredda abbastanza rapidamente; inoltre, non è possibile effettuare riparazioni o regolazioni del sistema senza spegnerlo completamente.

In questa illustrazione è possibile vedere chiaramente le caratteristiche di montaggio di due popolari varietà di sistemi monotubo (+)

Il sistema di riscaldamento con bypass prevede anche il collegamento dei radiatori tramite colonne montanti, che sono responsabili dell'alimentazione del fluido termovettore alle reti. Allo stesso tempo, i termosifoni sono separati dal circuito mediante elementi di chiusura.

La distribuzione del fluido termovettore a tutti i dispositivi collegati avviene in modo frazionato quasi contemporaneamente, grazie al quale il liquido riscaldato si raffredda significativamente meno rispetto agli schemi a flusso continuo.

Con un circuito di riscaldamento con bypass è possibile regolare la temperatura e riparare un dispositivo guasto senza arrestare il sistema.

Scelta degli elementi per un sistema monotubo

L'opzione più comune per la realizzazione di schemi di riscaldamento monotubo sono i prodotti in acciaio, che hanno prezzi moderati e buone caratteristiche tecniche. Sono particolarmente diffusi nei condomini di vecchia costruzione.

Durante l'installazione dei tubi è necessario rispettare una pendenza la cui entità deve superare i 5 millimetri per metro lineare. Tale posa assicura il libero trasporto del fluido termovettore, che continuerà anche in caso di arresto improvviso o programmato della pompa di circolazione.

Oltre agli elementi in acciaio, per la posa di sistemi monotubo è possibile utilizzare prodotti in plastica. Grazie ai minori valori di resistenza idraulica dei tubi polimerici, è possibile impiegare elementi di diametro inferiore.

Per la conduttura della linea diretta e di ritorno di un sistema monotubo vengono utilizzati elementi di grande diametro (<50 mm), mentre per il collegamento dei radiatori di riscaldamento in un sistema aperto sono sufficienti elementi costruttivi di diametro 32 mm.

Opzione #2 – schema bitubo efficiente

Questa variante dello schema di riscaldamento prevede due linee: una, la 'mandata', trasporta il fluido termovettore riscaldato nella caldaia, mentre l'altra, il 'ritorno', raccoglie il liquido raffreddato che viene reindirizzato all'unità di riscaldamento.

Con la circolazione forzata, si assicura il sollevamento del liquido riscaldato lungo la colonna montante principale, dopodiché avviene la sua distribuzione ai radiatori collegati in serie. Nei sistemi a circolazione naturale, la struttura non prevede colonne montanti di ritorno e il collegamento dei dispositivi viene effettuato tramite distribuzione superiore (+)

Questa modifica dell'impianto di riscaldamento prevede il collegamento parallelo dei radiatori. Poiché l'intensità della circolazione del fluido dipende dalla differenza di temperatura tra le tubazioni di mandata e di ritorno, il radiatore più freddo si riscalderà più rapidamente e, di conseguenza, la temperatura in tutti i dispositivi collegati si uniformerà.

I vantaggi dei sistemi a due tubi includono:

• elevata velocità di circolazione del fluido termovettore;
• possibilità di realizzare sistemi nascosti con tubazioni incassate nelle pareti o nei pavimenti;
• efficienza nel riscaldamento dell'aria;
• stabilità idrodinamica del sistema;
• possibilità di collegare facilmente un dispositivo utilizzato per regolare l'erogazione di acqua calda.

I sistemi a due tubi possono essere di diversi tipi:

• con distribuzione inferiore o superiore;
• con trasporto del fluido termovettore in parallelo o in opposizione;
• a circolazione naturale e forzata (in quest'ultimo caso si utilizza una pompa di circolazione).

Un sistema a due tubi costa notevolmente più di un sistema a un tubo ed è anche più complesso da installare. Allo stesso tempo, questa opzione garantisce condizioni di funzionamento più confortevoli.

Tra gli svantaggi di un tale sistema si annoverano:

• il doppio numero di tubi necessari per la posa della struttura, che ne aumenta significativamente il costo e prolunga i tempi di installazione;
• la necessità di utilizzare diversi tipi di valvole di regolazione e intercettazione.

Nonostante le osservazioni sopraespresse, è proprio il sistema bitubo a essere considerato la soluzione preferibile, specialmente quando si tratta di una rete collegata a caldaie autonome.

Funziona con maggiore efficienza e consente di raggiungere rapidamente un microclima confortevole. Attira l'attenzione anche la compatibilità di tali strutture con tutti i tipi di caldaie e vari tipi di radiatori.

Elementi costruttivi per sistemi a due tubi

Nella scelta dei componenti per la realizzazione di strutture a due tubi, è preferibile optare per elementi in polipropilene, sebbene si possano utilizzare anche altre opzioni (rame, metallo-plastica) in grado di sopportare temperature e pressioni elevate.

I materiali e le tecnologie moderne offrono la possibilità di montare i sistemi senza l'uso della saldatura, installandoli come un kit di montaggio. Poiché ogni curvatura del tubo contribuisce ad aumentare la resistenza idraulica, è necessario evitare curve e cercare di posare i tubi nel modo più dritto possibile.

Per le tubazioni di mandata e di raccolta, che si collegano alle caldaie, sono ottimali tubi con diametro di 50 mm. Con componenti simili si realizzano anche le colonne montanti a cui vengono fissati i radiatori.

Il collegamento dei radiatori alla mandata e al ritorno viene effettuato con tubi di diverso diametro, la cui scelta è influenzata dal numero di sezioni:

• per il collegamento di radiatori da 25 a 35 sezioni sono necessari tubi con diametro di 1,5 pollici;
• da 10 a 25 sezioni – 1 pollice;
• meno di 10 sezioni – tre quarti di pollice.

Per prevenire le perdite di calore, tutti i tubi e i collegamenti devono essere termoisolati.

Consigli per i lavori di installazione

Nell'eseguire il collegamento delle caldaie di riscaldamento, è opportuno seguire alcune regole. Ad esempio, si consiglia di utilizzare tubi in polipropilene, nella cui marcatura è indicata la classe di esercizio 5, la pressione di esercizio 4-6 atmosfere, la pressione nominale (PN) – 25 atmosfere o superiore.

Per prevenire le variazioni dimensionali delle tubazioni PPR, in fase di progettazione occorre prevedere l'installazione di anelli di compensazione.

Per gli impianti di riscaldamento è preferibile utilizzare tubi rinforzati, poiché lo strato di alluminio riduce il coefficiente di dilatazione termica di due volte, e la fibra di vetro di cinque volte.

Durante il collegamento della caldaia, i raccordi in polipropilene possono essere uniti ai tubi in un unico sistema di riscaldamento mediante avvitamento a filettatura o con saldatura a freddo/caldo. Il metodo a filettatura è molto più comodo, ma risulterà molto più costoso a causa della necessità di utilizzare un gran numero di adattatori.

Non si può fare a meno dei raccordi filettati se si presenta la necessità di collegare tubi in polipropilene a parti metalliche o di realizzare un fissaggio tra elementi di diametri diversi.

Nell'assemblaggio di strutture in tubi e vari raccordi, è consigliabile utilizzare elementi realizzati con lo stesso tipo di materiale, idealmente dello stesso produttore. Ciò garantisce caratteristiche uniformi dei prodotti, influenzando la affidabilità e la durata del sistema.

Per una comoda posa di sistemi lineari e la realizzazione di giunzioni nodali, è disponibile una vasta gamma di raccordi: tee, giunti, adattatori e altri.

Per saldatura a freddo si intende l'uso di uno speciale adesivo con cui vengono fissati i componenti del sistema. Recentemente questo metodo è praticamente caduto in disuso, poiché il risultato non è sufficientemente affidabile.

La connessione filettata consente di riutilizzare gli elementi delle strutture: in caso di problemi, è possibile smontarli e poi riavvitare gli elementi. La saldatura permette di montare sistemi più affidabili, ma sono monouso: al minimo guasto della struttura, questa dovrà essere sostituita.

Per la saldatura di tubi in polipropilene di grande diametro (>63 mm) è opportuno utilizzare il metodo di testa, che viene eseguito con un'apparecchiatura specializzata. In questo caso si può fare a meno dell'uso di raccordi di collegamento (+).

Per la saldatura a caldo si utilizza un'apparecchiatura speciale, destinata alla saldatura di elementi plastici. In questo caso, entrambe le parti del componente vengono riscaldate contemporaneamente sull'ugello fino alla temperatura di fusione di 260°C, dopodiché vengono premute l'una contro l'altra, formando un giunto affidabile.

Quando si collegano tubi rinforzati con foglio di alluminio, lo strato metallico deve essere pulito per non interferire con il fissaggio, mentre con elementi in fibra di vetro si può tranquillamente evitare questa operazione.

La plastica non è compatibile con l'antigelo, pertanto, nei sistemi realizzati con elementi polimerici, come fluido termovettore è adatta solo acqua riscaldata.

Nella realizzazione di sistemi di riscaldamento, tutti i giunti filettati devono essere sigillati con paronite o altro sigillante per alte temperature, poiché il fluido termovettore che circola al loro interno ha una temperatura elevata.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Nel video qui sotto, ascolterà il parere motivato di un esperto sull'uso di diversi tipi di tubi per il montaggio dell'impianto di riscaldamento.

Per eseguire il collegamento della caldaia si possono utilizzare diversi tipi di tubi, per la cui scelta ottimale occorre considerare una serie di fattori: le caratteristiche della caldaia e dell'impianto di riscaldamento, le possibilità economiche, le preferenze personali.

Se si dispone di una certa qualifica, l'installazione di elementi plastici può essere eseguita da soli, seguendo attentamente lo schema, ma per l'installazione di tubi metallici è meglio rivolgersi a professionisti.

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