Miedź to naturalny materiał o znakomitych własnościach fizycznych. Ze względu na nie jest doskonałym materiałem instalacyjnym. Charakteryzuje się trwałością, długowiecznością, stuprocentową przetwarzalnością, bakteriostatycznością, wysoką wytrzymałością i plastycznością, dobrym przewodnictwem cieplnym. Jest odporna na zmiany ciśnienia i temperatury oraz na wysoką i niską temperaturę, jak również na wahania temperatury i ciśnienia, na korozję oraz oddziaływanie większości substancji chemicznych stosowanych w chłodnictwie. Dzięki tym zaletom instalacje z miedzi i jej stopów są szeroko stosowane w klimatyzacji i chłodnictwie.

Miedź poza wieloma przytoczonymi zaletami, ma też wady: silnie negatywnie na nią oddziałują amoniak, związki chloru, kwasy, wapno bielące, zaprawa murarska, jak również kwas azotowy (zachodzi rozpuszczanie miedzi) [3]. Nie jest odporna na działanie wilgotnej atmosfery przemysłowej zawierającej dwutlenek siarki – wytwarzająca się na jej powierzchni warstwa zasadowego siarczanu miedzi nie chroni jej przed korozją [4]. Miedź w kontakcie z innymi metalami przyspiesza ich korozję. Jedynie stal nierdzewna w połączeniu z miedzią nie koroduje [2].

Zasady wyboru miedzi dla chłodnictwa i klimatyzacji

Elementy instalacji chłodniczych muszą być odporne na oddziaływanie stosowanych czynników chłodniczych, ich mieszanin z olejami wraz z ewentualnymi domieszkami i zanieczyszczeniami oraz substancji transportujących ciepło [4]. Stosowana w takich instalacjach miedź powinna być miedzią beztlenową lub odtlenioną. Zalecane jest stosowanie miedzi z grup 31 i 34, z ograniczeniami wymienionymi w normie PN-EN 14276-1 +A1:2011E [9].

Rys. 1. Rura miedziana wraz z otuliną FRIGOTEC DUAL PLUS

Miedź może współpracować z następującymi czynnikami chłodniczymi: wodorochlorofluorowęglowodorami – HCFC, wodorofl uorowęglowodorami – HFC, HC (propanem R290 lub butanem R600), dwutlenkiem siarki R764, dwutlenkiem węgla R744 [1], [10]. Nie zaleca się jej stosować w instalacjach zawierających amoniak R717 oraz natlenione roztwory chlorków sodu lub wapna (zwłaszcza dodatkowo zanieczyszczone dwutlenkiem węgla) – chyba, że w tym drugim przypadku dodano inhibitor korozji, np. chromian potasu [4]. W instalacjach transportujących wodę, glikole lub roztwory alkoholi stosuje się rury miedziane zawierające chroniących miedź i luty inhibitory korozji lub rury przeznaczone do wody w instalacjach sanitarnych i grzewczych wykonane zgodnie z PN-EN 1057+A1:2010P [6].

Wykonanie rur miedzianych

Rury instalacyjne miedziane dostępne są w stanie miękkim (R220), półtwardym (R250) lub twardym (R290) (Tabela 1). W rurowych instalacjach chłodniczych i klimatyzacyjnych stosuje się rury miedziane okrągłe bez szwu, dostarczane w odcinkach prostych w stanie twardym lub półtwardym albo w kręgach w stanie wyżarzonym [8], wykonane z miedzi odtlenionej fosforem (symbol Cu-DHP lub CW024A).

Rury miedziane wykonywane są w wymiarowaniu calowym lub metrycznym:

• rury wyżarzane (miękkie) metryczne – w zakresie średnic zewnętrznych od 6 mm do 22 mm o nominalnej grubości ścianek 0,8 mm oraz 1,0 mm (od 6 x 0,8 mm do 22 x 1,0 mm),
• rury metryczne w stanie półtwardym i twardym – o średnicach od 6 mm do 133 mm o nominalnej grubości ścianek od 0,8 mm do 3,0 mm (od 6 x 0,8 mm do 133 x 3 mm),
• rury miękkie calowe - o średnicach od 1/8” do 7/8” o nominalnej grubości ścianek 0,8 mm oraz 1,0 mm,
• rury calowe w stanie półtwardym i twardym – o średnicach od 1/2” do 4 1/8” o nominalnej grubości ścianek od 1,0 mm do 3,0 mm.

Łączniki do instalacji z rur miedzianych wykonywane są z miedzi i jej stopów (brązu oraz mosiądzu). W miedzianych instalacjach chłodniczych stosuje się połączenia:

• rozłączne – do montażu elementów serwisowanych w trakcie eksploatacji, wymagających dostępu dla obsługi ze względu na uzupełnianie czynnika lub w celu wykonywania obowiązkowych pomiarów czynnika; uszczelnia się je głównie systemem metal na metal, np. stosując stożek lub zaciskowy pierścień metalowy,
• nierozłączne (trwałe) – łączone przez lutowanie twarde lub spawanie.

Rury miedziane dla instalacji ekologicznych 

W proekologicznych urządzeniach chłodniczych oraz w systemach odzysku ciepła oraz w pompach ciepła jako czynnik chłodniczy stosowany jest coraz częściej dwutlenek węgla (R744) o wysokim ciśnieniu roboczym (do 120 barów). Ponieważ w takich instalacjach powszechnie stosowane rury miedziane nie spełniają kryteriów bezpieczeństwa, stosuje się charakteryzujące się wysoką wytrzymałością rury, kształtki i złączki ze stopu miedzi z 2,5% domieszką żelaza oraz śladową zawartością fosforu, o symbolu CuFe2P, oznaczane jako K65. Łączy się je z kształtkami K65 za pomocą lutowania twardego (nie stosuje się spawania).

Rys. 2. Oznaczenie rur calowych i metrycznych zgodnie z normą PN-EN 12735-1, gdzie: Nazwa – nazwa fabryczna rury; PRODUCENT – Nazwa producenta rury; 28 x 1,5 – wymiar rury w mm; 1/4” x 0,03” x 50’ – wymiar w calach; PN EN 12735-1 – norma rury; R 290, R 220 – stan twardości; 05/15 – miesiąc i rok produkcji

dr inż. Anna CHARKOWSKA

– Zakład Klimatyzacji i Ogrzewnictwa,

Wydział Instalacji Budowlanych,

Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska

Politechniki

Miedź w wentylacji i klimatyzacji

Na rynku dostępne są także wykonywane z miedzi przewody i kształtki wentylacyjne, przeznaczone do transportu powietrza wentylacyjnego [3]. Przewody okrągłe wykonywane są w takiej samej technologii, jak przewody zwijane Spiro z blachy stalowej ocynkowanej w zakresie średnic od 100 do 500 mm, o grubości ścianek 0,5 mm. Wykonane z miedzi są także kształtki wentylacyjne: segmentowe kolana wentylacyjne, trójniki, zwężki, króćce, o wymiarach analogicznych jak kształtki z blachy ocynkowanej. Elementy te łączy się nyplowo z przewodami z uszczelkami z gumy komórkowej porowatej EPDM zapewniającymi podwyższoną klasę szczelności C zgodnie z normą PN-EN 12237:2005P [7]). 

Rys. 3. Rury FRIGOTEC w sztangach w wykonaniu twardym R290

Ze względu na naturalną powłokę antybakteryjną są zalecane do wilgotnych środowisk. Produkowane są także centrale wentylacyjno- klimatyzacyjne z elementami wykonanymi z miedzi przeciwdrobnoustrojowej, oznaczonej symbolem Cu+. Centrale charakteryzują się dobrą sprawnością cieplną – większą iż standardowe wykonania z aluminium. Zastosowanie miedzi na przeciwdziałać rozwojowi grzybów pleśniowych w systemach klimatyzacyjnych [5].

dr inż. Anna CHARKOWSKA
Zakład Klimatyzacji i Ogrzewnictwa,
Wydział Instalacji Budowlanych,
Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska
Politechniki Warszawskiej

LITERATURA:

[1] Czynniki chłodnicze – raport, wyd. 18, Bitzer.

[2] http://www.muratorplus.pl/technika/ogrzewanie/rury-miedziane-i-rury-stalowe-wjednej-instalacji-grzewczej_77044.html

[3] Katalog firmy Alnor.

[4] LANGMAN E.: Miedź w instalacjach chłodniczych i pompach ciepła (cz. 1). Wymagania dla instalacji wykonanych z miedzi, Chłodnictwo&Klimatyzacja, 6/2009, s. 40-44

[5] Materiały firmy Hydronic.

[6] PN-EN 1057+A1:2010P, Miedź i stopy miedzi – Rury miedziane okrągłe bez szwu do wody i gazu stosowane w instalacjach sanitarnych i ogrzewania

[7] PN-EN 12237:2005P, Wentylacja budynków – Sieć przewodów – Wytrzymałość i szczelność przewodów z blachy o przekroju kołowym

[8] PN-EN 12735-1:2016-08, Miedź i stopy miedzi – Rury miedziane okrągłe bez szwu stosowane w instalacjach klimatyzacyjnych i chłodniczych – Część 1: Rury do instalacji rurowych.

[9] PN-EN 14276-2+A1:2011E,Urządzenia ciśnieniowe w instalacjach ziębniczych i pompach ciepła – Część 1: Przewody – Wymagania ogólne.

[10] WIKTORCZYK M.: Dobór i obróbka rur miedzianych, Chłodnictwo&Klimatyzacja nr 6/2008, s.26-29