Podstawowe rodzaje rur miedzianych w systemach chłodniczych
Rury chłodnicze wykonane z miedzi dzielą się na kilka kategorii według zastosowania i konstrukcji. Najczęściej stosowane są rury okrągłe o średnicach od 6 mm do 54 mm, które charakteryzują się grubością ściany od 0,8 mm do 2,5 mm. Produkcja tych elementów odbywa się według norm europejskich EN 12735-1, co gwarantuje ich wysoką jakość i trwałość.
Drugi typ stanowią rury spiralne dostarczane w rolkach o długości 15 metrów lub 25 metrów. Ich główną zaletą jest możliwość montażu bez konieczności wykonywania dodatkowych połączeń na długich odcinkach. Grubość ściany w tego typu produktach wynosi standardowo 1,0 mm lub 1,2 mm, co zapewnia odpowiednią wytrzymałość mechaniczną.
Trzecią kategorię tworzą rury proste sprzedawane w sztangach o długości 3 metrów lub 5 metrów. Te elementy znajdują zastosowanie w miejscach wymagających precyzyjnego montażu lub w instalacjach o skomplikowanej geometrii. Ich średnice wahają się od 12 mm do 108 mm, co pozwala na dopasowanie do różnych wymagań systemowych.
Ostatni rodzaj obejmuje rury chłodnicze (onninen.pl/produkty/Technika-instalacyjna/Instalacje-miedziane/Rury-miedziane/Rury-miedziane-klimatyzacyjne-chlodnicze-medyczne) z izolacją termiczną. Warstwa izolacyjna ma grubość od 9 mm do 20 mm i wykonana jest z materiału PE lub PVC. Dzięki temu rozwiązaniu eliminuje się konieczność dodatkowego ocieplania instalacji podczas montażu.
Kryteria wyboru średnicy i grubości ścian
Dobór odpowiedniej średnicy rury zależy przede wszystkim od przepływu czynnika chłodniczego w systemie. Dla małych agregatów o mocy do 5 kW stosuje się rury o średnicy 6-10 mm na linii cieczowej i 12-16 mm na linii gazowej. Większe instalacje o mocy 10-25 kW wymagają średnic odpowiednio 12-16 mm i 22-28 mm.
Grubość ściany rurowej musi być dostosowana do ciśnienia roboczego w systemie oraz rodzaju zastosowanego czynnika chłodniczego. W instalacjach z R410A, gdzie ciśnienie może osiągać 42 bary, minimalna grubość wynosi 1,2 mm dla rur do średnicy 22 mm. Większe średnice wymagają proporcjonalnie grubszych ścian według wzoru podanego w normie EN 12735-1.
Długość trasy instalacyjnej wpływa również na wybór parametrów rury miedzianych (onninen.pl/produkty/Technika-instalacyjna/Instalacje-miedziane/Rury-miedziane). Przy trasach przekraczających 30 metrów należy zwiększyć średnicę o jeden rozmiar standardowy, aby skompensować spadki ciśnienia. W przypadku tras powyżej 50 metrów konieczne może być zastosowanie rur o średnicy większej o dwa rozmiary.
Temperatura otoczenia w miejscu montażu determinuje wybór odpowiedniej klasy materiału. W pomieszczeniach o temperaturze powyżej 40°C należy stosować rury w stanie R290 (miękkim), które lepiej znoszą rozszerzalność termiczną. Dla montażu zewnętrznego w klimacie umiarkowanym wystarcza stan R250 zapewniający dobrą wytrzymałość mechaniczną.
Właściwości techniczne miedzi w zastosowaniach chłodniczych
Miedź charakteryzuje się współczynnikiem przewodności cieplnej równym 401 W/mK, co czyni ją idealnym materiałem do przenoszenia ciepła w systemach chłodniczych. Ta właściwość jest 25 razy wyższa niż w przypadku stali nierdzewnej i 8 razy wyższa od aluminium. Dzięki temu wymiana ciepła między czynnikiem a otoczeniem przebiega bardzo efektywnie.
Odporność na korozję w środowisku czynników chłodniczych sprawia, że miedź zachowuje swoje właściwości przez dziesiątki lat eksploatacji. Żywotność instalacji miedzianych szacuje się na 25-30 lat przy prawidłowym montażu i konserwacji. Materiał ten nie wchodzi w reakcje chemiczne z popularnymi czynnikami jak R410A, R134a czy R32.
Plastyczność miedzi umożliwia łatwe kształtowanie rur podczas montażu bez ryzyka pękania lub uszkodzenia struktury materiału. Minimalny promień gięcia wynosi 3,5 raza średnicy zewnętrznej rury dla montażu ręcznego. Przy użyciu odpowiednich narzędzi można uzyskać promienie nawet 2,5 raza średnicy bez utraty wytrzymałości mechanicznej.
Wytrzymałość na rozciąganie miedzi w stanie miękkim wynosi 220-250 MPa, co zapewnia bezpieczeństwo przy ciśnieniach roboczych do 45 barów. Granica plastyczności oscyluje wokół 70-90 MPa, co daje znaczny zapas bezpieczeństwa w normalnych warunkach pracy systemów chłodniczych.
Montaż i łączenie elementów w systemach przemysłowych
Przygotowanie rur do montażu rozpoczyna się od precyzyjnego cięcia przy użyciu specjalnych obcinarek rurowych. Krawędzie cięcia muszą być zagładzone pilnikiem lub gratownikiem, aby uniknąć uszkodzenia uszczelek w połączeniach. Każda rura wymaga także dokładnego oczyszczenia wewnętrznej powierzchni od wiórów i zanieczyszczeń powstałych podczas cięcia.
Połączenia lutowane stanowią najczęściej stosowaną metodę łączenia w instalacjach miedzianych (onninen.pl/produkty/Technika-instalacyjna/Instalacje-miedziane) chłodniczych przemysłowych. Temperatura lutowania twardego wynosi 650-850°C przy użyciu spoiw srebrno-miedzianych zawierających 15-45% srebra. Połączenia tego typu wytrzymują ciśnienia do 60 barów i temperatury do 200°C.
Alternatywnie można stosować połączenia mechaniczne z kołnierzami, które umożliwiają demontaż fragmentów instalacji bez uszkadzania rur. System ten sprawdza się szczególnie w miejscach wymagających częstej konserwacji lub wymiany elementów. Maksymalne ciśnienie robocze dla połączeń kołnierzowych wynosi 35 barów w temperaturze do 120°C.
Izolacja termiczna instalacji chłodniczych musi być wykonana materiałami o zamkniętej strukturze komórkowej, takimi jak elastomerowe pianki syntetyczne. Grubość izolacji powinna wynosić minimum 19 mm dla rur o średnicy do 22 mm i 25 mm dla większych średnic. Szczelne wykonanie izolacji zapobiega kondensacji pary wodnej i zwiększa efektywność energetyczną całego systemu o 15-20%.
