Кабель для обогрева трубопроводов

Сделать водоснабжение частного дома или дачи постоянным и бесперебофным — задача не из легких. Самое трудное — обеспечить подачу воды зимой. Чтобы трубы не замерзали, их можно уложить ниже глубины промерзания, но все равно остаются слабые места. Первое — аномально холодные зимы, которые периодически брют все рекорды. Второе — места ввода в дом. Они все равно часто замерзают. Выход — установить греющий кабель для водопровода. В этом случае канализация желательна, но закапывать ее можно неглубоко. А на участки ввода в дом можно уложить нагреватель более мощный и получше утеплить. 

Виды греющих кабелей для водопровода

Есть два вида нагревательных кабелей — резистивные и саморегулирующие. В резистивных использовано свойство металлов при прохождении электрического тока нагреваться. В обогревающих кабелях этого типа греется металлический проводник. Их характерная черта — они выделяют всегда одинаковое количество тепла. Неважно на улице +3°C или -20°C греться они будут одинаково — на всю мощность, следовательно, потреблять будут одинаковое количество электроэнергии. Чтобы уменьшить расходы в относительно теплое время, в системе ставят датчики температуры и терморегулятор (такие же, как используют для электрического теплого пола).

Резистивные обогревательные провода при укладке не должны пересекаться или располагаться один возле другого (вплотную). В таком случае они перегреваются и быстро выходят из строя. Внимательно следите за этим моментом в процессе монтажа.

Стоит еще сказать, что резистивный греющий кабель для водопровода (и не только) бывает одножильным и двухжильным. Чаще используются двухжильные, хоть они и дороже. Разница в подключении: у одножильных должны к электросети подключаться оба конца, что не всегда удобно. Двухжильные на одном конце имеют заглушку, на втором — закрепленный обычный электрический шнур с вилкой, который включается в сеть 220 В. Что еще надо знать? Резистивные проводники нельзя резать — работать не будут. Если купили бухту с более длинным чем надо отрезком — уложите его целиком.

Саморегулирующиеся кабели — это металлополимерная матрица. В данной системе провода только проводят ток, а греется полимер, который находится между двух проводников. Этот полимер имеет интересное свойство — чем выше его температура, тем меньше тепла он выделяет, и наоборот, остывая, он начинает выделять больше тепла. Происходят эти изменения независимо от состояния соседних участков кабеля. Вот и получается, что он сам регулирует свою температуру, потому его так и назвали — саморегулирующийся.

У саморегулирующихся (самогреющих) кабелей сплошные плюсы:

• они могут пересекаться и не перегорят;
• их можно резать (есть маркировка с линиями реза), но требуется затем сделать оконечную муфту.

Минус у них один — высокая цена, но срок службы (при соблюдении правил эксплуатации) порядка 10 лет. Так что траты эти разумны.

Используя греющий кабель для водопровода любого типа, трубопровод желательно утеплить. Иначе на обогрев потребуется слишком большая мощность, а значит, и большие расходы, да и не факт, что подогрев справится с особо сильными морозами.

Способы монтажа

Греющий кабель для водопровода укладывают снаружи или внутри трубы. Для каждого способа есть специальные виды проводов — некоторые только для наружного монтажа, другие — для внутреннего. Способ монтажа обязательно прописывается в технических характеристиках.

Внутри трубы

Для установки нагревательного элемента внутри водопроводной трубы, он должен отвечать нескольким требованиям:

• оболочка не должна выделять вредных веществ;
• степень электрической защиты должна быть не ниже IP68;
• герметичная оконечная муфта.

Чтобы была возможность заправить провод внутрь, на конце трубопровода ставят тройник, в один из отводов которого через сальник (идет в комплекте) заводится провод.

Обратите внимание, что соединительная муфта — место перехода между нагревательным кабелем и электрическим — должна находится за пределами трубы и сальника. Она для влажных сред не предназначена.

Тройник для монтажа обогревающего кабеля внутри трубы может иметь разные углы отвода — на 180°, 90°, 120°. При этом способе монтажа провод никак не фиксируется. Его просто заправляют внутрь.

Наружный монтаж

Закреплять греющий кабель для водопровода на наружной поверхности трубы надо так, чтобы он прилегал плотно, всей площадью. Перед установкой на металлические трубы, их очищают от пыли, грязи, ржавчины, следов сварки и т.п. На поверхности не должно остаться каких-либо элементов, которые могут повредить проводник. На чистый металл укладывается повод, фиксируется через каждые 30 см (чаще можно, реже — нет) при помощи металлизированной клейкой ленты или пластиковых хомутов.

Если тянется вдоль одна-две нитки, то монтируются они снизу — в самой холодной зоне, укладываются параллельно, на некотором расстоянии друг от друга. При укладке трех и более проводов, они располагаются так, чтобы их большая часть находилась снизу, но расстояние между греющими кабелями выдерживается (особенно важно это для резистивных модификаций).

Есть второй способ монтажа — спиралью. Укладывать провод надо аккуратно — они не любят резких или многократных изгибов. Есть два способа. Первый — разматывать муфту постепенно наматывая освобождающийся кабель на трубу. Второй — закрепить его с провисаниями (нижняя картинка на фото), которые потом намотать и закрепить металлизированной липкой лентой.

Если обогревать будут водопроводную трубу из пластика, то под провод наклеивается сначала металлизированный скотч. Он улучшает теплопроводность, повышая эффективность нагрева. Еще один нюанс монтажа обогревающего кабеля на водопровод: тройники, вентили и другие подобные устройства требуют больше тепла. При укладке сделайте на каждом фитинге несколько петель. Только следите за минимальным радиусом изгиба.

Чем утеплять

Однозначно для утепления обогреваемого трубопровода нежелательно использовать минеральную вату любого происхождения. Она боится намокания — во влажном состоянии теряет свои теплоизоляционные свойства. Замерзнув в мокром виде, после повышения температуры, она просто рассыпается в труху. Отсутствие влаги вокруг трубопровода обеспечить очень сложно, так что этот утеплитель лучше не брать.

Не очень хороши утеплители, которые сжимаются под действием тяжести. Сжавшись, они тоже теряют теплоизоляционные свойства. Если трубопровод у вас проложен в специально построенной канализации, на него ничего давить не может, можете использовать и поролон. Но если трубу будете просто закапывать, вам нужна жесткая теплоизоляция. Есть еще вариант — поверх сминаемого утеплителя (например, вспененного полиэтилена с закрытыми ячейками) надеть жесткую трубу, к примеру — пластиковую канализационную.

Еще один материал — пенополистирол, сформованный в виде фрагментов труб разного диаметра. Такой вид утеплителя часто называют скорлупой. Имеет он хорошие теплоизоляционные характеристики, не боится воды, выносит некоторые нагрузки (зависит от плотности).

Какой мощности требуется греющий кабель для водопровода

Требуемая мощность зависит от региона, в котором вы проживаете, от того, как проложен трубопровод, от диаметра труб, утеплен он или нет, да еще и от того, как именно вы прокладываете обогрев — внутри трубы или поверх нее. В принципе, у каждого производителя есть таблицы, по которым определяется расход кабеля на один метр трубы. Эти таблицы составляются для каждой мощности, так что выкладывать тут какую-то из них нет смысла.

По опыту, можно сказать, что при среднем утеплении трубопровода (пенополистирольная скорлупа толщиной 30 мм) в Средней полосе России на обогрев одного метра трубы изнутри достаточно мощности в 10 Вт/м, а снаружи надо брать не менее 17 Вт/м. Чем севернее вы живете, тем большая мощность (или толще стой утеплителя) вам требуется.

Источник: stroychik.ru

1. Для чего нужен греющий кабель?

Кто-то скажет, что использовать нагревательный кабель для предотвращения замерзания труб дорого и нерационально. И гораздо логичнее узнать, на какую глубину промерзает грунт при самых низких температурах в вашем регионе, и просто напросто углубить траншею на нужную величину. Так-то оно так, но далеко не всегда есть возможность углубиться на 1,5-1,7 метра. Например:

• Если вы копаете траншеи для прокладки труб самостоятельно в целях экономии или просто вам нравится лично все контролировать, то потребуются немалые физические усилия. Ведь есть разница – углубляться на 0,5 метра или на 1,5?
• Далеко не всегда грунт на местности по своему составу является прочным и однородным. Можно наткнуться в процессе работ на твердые породы;
• Если местность заболоченная, то в сезон дождей или таяния снега, уровень грунтовых вод может сильно подниматься, что приведет к затоплению коммуникаций. Причем этот процесс будет регулярным, отрицательно скажется на состоянии водопровода и непременно приведет к его разрушению;
• В регионах, где температура зимой сильно опускается, даже значительное заглубление траншеи не всегда может предотвратить локальное промерзание;
• Место ввода труб в дом все равно останется незащищенным;
• И, в конце концов, а если водопровод уже окончательно смонтирован и закопан, а проблема обнаружилась недавно? Гораздо проще, и в данном случае дешевле, будет выполнить монтаж греющего кабеля вовнутрь труб, нежели раскопать все, демонтировать, углубить и собрать заново.

Отсюда следует, что иногда использование нагревательного кабеля является неизбежной необходимостью.

В целом область применения включает в себя несколько основных направлений:

• Для частных нужд – обогрева водопроводов и канализации, предотвращения замерзания кровли. В последнем случае кабель прокладывается в местах формирования сосулек и ледяного покрова. Благодаря этому нет необходимости регулярно чистить крышу. Основным элементом системы «теплый пол» так же является греющий кабель;
• Для коммерческих – обогрев труб или систем пожаротушения;
• Для промышленных – когда проводятся работы повышенной опасности, или есть необходимость обогреть различные жидкости в больших резервуарах. Например, нефтепродукты или другие химические соединения.

2. Какие параметры влияют на выбор?

Перед тем как приобрести нужное количество кабеля, необходимо четко определиться, какой тип подойдет именно для ваших нужд. Все разнообразие этого продукта различается по пяти основным признакам:

• По типу – кабель может быть саморегулируемым либо резистивным. При этом принцип действия у обоих нагревателей одинаковый. Нагрев происходит за счет тока, который протекает по внутренним жилам;
• По материалу внешней изоляции. От этого критерия зависит возможность применения при тех или иных условиях. Например, для организации системы отопления канализации либо водостоков, необходимо выбирать кабеля с полиолефиновым покрытием. Для кабеля, который будет монтироваться на кровлю или использоваться в промышленных нуждах, где необходима дополнительная защита от воздействия ультрафиолетовых лучей, существует фторполимерная изоляция. Если кабель прокладывается во внутренней полости водопроводных трубы, то лучше выбирать пищевое покрытие, то есть изоляцию из фторпласта. Это предотвратит изменение вкуса воды, что иногда имеет место быть;
• Отсутствие или наличие экрана (оплетки). Оплетка делает изделие более крепким, устойчивым к различным механическим воздействиям, помимо этого экран выполняет функцию заземления. Отсутствие этого элемента говорит о том, что перед вами товар, относящийся к бюджетной категории;
• По температурному классу – различают низко-, средне- и высокотемпературные нагреватели. Этот показатель очень важен при обустройстве отопительной системы для водопровода и водостока. Низкотемпературные элементы нагреваются до температуры +65°С, по мощности не превышают 15 Вт/м и пригодны для обогрева труб маленького диаметра. Среднетемпературные проводники нагреваются максимум до +120°С, мощность достигает 10-33 Вт/м, применяются для предотвращения замерзания труб среднего диаметра или для обогрева кровли. Высокотемпературные термокабели способны нагреваться до +190°С и имеют удельную мощность от 15 до 95 Вт/м. Такой тип целесообразно применять в промышленных целях либо при наличии труб большого диаметра. Для бытового применения подобные проводники считаются чересчур мощными и дорогими;
• По мощности. Мощностные характеристики теплоносителя должны учитываться в обязательном порядке. Если вы подберете проводник низкой мощности, то просто не добьетесь желаемого результата. Превышение необходимого показателя может привести к слишком высокому уровню потребления энергии, что на практике окажется неоправданным. Выбор необходимого уровня мощности в первую очередь зависит от диаметра обогреваемой трубы. Согласно рекомендациям специалистов, для труб диаметром 15-25 мм достаточно мощности в 10 Вт/м, для диаметра 25-40 мм – 16 Вт/м, для трубы размером 60-80 мм – 30 Вт/м, для тех, что превышают 80 мм в диаметре, – 40 Вт/м.

3. Резистивный греющий кабель

Этот тип проводника может состоять из одной или двух стальных токопроводящих жил, которые покрыты слоем изоляции, экранирующей защитой и наружной защитной оболочкой. Некоторые кабели имеют два слоя изоляции. Одножильные проводники отличаются некоторыми характерными особенностями:

• Они нуждаются в подведении питания к обоим концам кабеля;
• Создают очень сильное электромагнитное поле, которое является вредным для человеческого организма;

Двухжильные нагреватели включают в себя одну нагревательную и одну токопроводящую жилу, что отбрасывает необходимость подведения источника питания к двум концам. Это значительно облегчает процесс монтажа.
К общим преимуществам резистивного кабеля можно отнести:

• Высокую мощность;
• Достаточную гибкость;
• Доступную стоимость;
• Долгий срок службы при надлежащих условиях эксплуатации и соблюдении особенностей монтажа.

Недостатки довольно значительные:

• Строгое ограничение по длине. Резистивные проводники выпускают сразу фиксированной длины. Их категорически запрещается укорачивать самостоятельно. Подобные действия приведут к увеличению сопротивления из-за уменьшения длины, что в свою очередь приведет к перегреванию и выходу из строя;
• При чрезмерном скоплении грязи и мусора в месте прокладки кабеля или при наличии мест, где кабель перекрещивается сам с собой, перегрев и выход из строя неизбежен;
• Из-за того что кабель нельзя резать, становится невозможным выполнить локальный ремонт даже в случае, когда поврежден небольшой участок. Замене будет подлежать кабель полностью;
• Теплоотдача остается постоянной по всей длине нагревателя. Иногда это приводит к перегреванию кабеля на отдельных участках или его быстрому нагреву;
• Использование терморегулятора является обязательным. Это необходимо для того, чтобы иметь возможность постоянно контролировать температуру и не допускать перегревания проводника. Этот нюанс делает резистивный кабель не очень удобным для использования в местах, доступ к которым ограничен.

Усовершенствованной версией резистивного кабеля является зональный резистивный кабель. Его ключевое отличие заключается в том, что он поделен на мелкие зоны. Это дает возможность самостоятельно регулировать длину кабеля и выполнять местный ремонт или замену. Его стоимость немного выше. При монтаже также следует использовать температурные датчики, а во время эксплуатации следить за тем, чтобы вокруг кабеля не скапливался мусор.

4. Саморегулируемый кабель

Более удобной в плане эксплуатации является такая разновидность греющего кабеля, как саморегулируемый. Он имеет более сложную конструкцию и не бывает одножильным. Саморегулируемый проводник включает в себя:

• Медные жилы, по которым подается напряжение к саморегулирующейся матрице. Максимально возможная длина и мощность проводника напрямую зависит от площади сечения жил. Например, при площади сечения 0,5 мм или 0,7 мм мощность составит 11 Вт/м и 17 Вт/м соответственно. При этом длина одного отреза кабеля и будет составлять не более 100 м. Площадь сечения 1,1 мм обеспечивает мощность в 25 Вт/м, а длина не должна превышать 80 м;
• Саморегулирующаяся полупроводниковая матрица – отвечает за нагрев кабеля. Материал, из которого изготовлена матрица, способен реагировать на изменения температуры окружающей среды и изменять значение электрического сопротивления и теплоотдачи. Эта особенность делает использование такого греющего кабеля очень удобным и практически не требующей вмешательства человека. При выборе саморегулируемого кабеля очень важно обращать внимание на такой параметр, как «старение матрицы». Это процесс, который сопровождается уменьшением количества выделяемого тепла. Потеря теплоотдачи качественных проводников даже через 8-10 лет использования не превышает 10%. В то время как кабели низкого качества уже через год могут полностью потерять свои свойства;
• Внутренняя изоляция – защищает саморегулирующуюся матрицу. Она должна быть достаточно прочной, целостной, иметь хорошую теплопроводность. Сопротивление изоляции должно составлять не менее 1 Ом согласно общепринятым нормам;
• Экран или оплетка – необходим для защиты пользователя от поражения электрическим током. Оплетка обычно выполняется из луженой меди. Саморегулируемый проводник обязательно должен иметь экранирующую оплетку;
• Наружная изоляция – необходима для защиты изделия от влияния факторов окружающей среды и механического воздействия.

Чтобы купить действительно качественный кабель обязательно нужно обращать внимание на маркировку. Если имеются латинские буквы CT, CF или CR, это говорит о наличие медного экрана и наружной изоляции.

В случае отсутствия подобной маркировки, можно утверждать, что перед вами полуфабрикат саморегулируемого кабеля. Как и любое изделие, проводник имеет, как и преимущества, так и недостатки. Сначала о плюсах:

• В первую очередь это надежность конструкции. Конечно, сейчас мы говорим о полноценном изделии с экраном и изоляцией;
• Устойчивость к перепадам напряжения;
• Даже при высокой мощности проводника расход электроэнергии будет сравнительно небольшим, что делает эксплуатацию экономичной;
• Помимо этого экономия достигается благодаря отслеживанию системой изменении температур и самостоятельном увеличении или снижении температуры нагрева. То есть без надобности проводник не будет работать на максимальной мощности;
• При перехлестном монтаже нет риска перегрева и выхода из строя;
• Саморегулируемый проводник практически не нуждается в обслуживании;
• Кабель продается на отрез, благодаря чему вы не ограничены в длине. Соответственно, его можно самостоятельно укорачивать по необходимости;
• Благодаря плоской форме кабеля, возможно создать максимально плотное прилегание проводника к обогреваемой поверхности, что значительно уменьшает потери тепла;
• При нагреве матрицы до температуры 85° система временно прекращает дальнейший нагрев, что защищает не только кабель от перегрева, но и поверхность трубы от оплавления;
• Нет нужды использовать терморегулятор;
• Длительный срок эксплуатации – 30-40 лет.

К недостаткам можно отнести:

• Высокую стоимость;
• Отсутствие в комплекте муфт и сальников для соединения. Их придется докупать отдельно.

Как видите, саморегулируемые проводники имеют радикальные отличия от резистивных, которые в последнее время практически перестали использовать для обогрева водопровода.

5. Способы монтажа

Как показывает практика, греющий кабель допустимо монтировать не только поверх трубы, но и вовнутрь.

Наружный монтаж

Для такого вида монтажа подходит любой вид проводника. Преимущество такого способа заключается в:

• Его простоте и возможности выполнить укладку самостоятельно;
• При таком расположении нагревателя, пропускная способность трубы никак не меняется, чего не скажешь о внутреннем монтаже.

В зависимости от диаметра обогреваемой трубы и особенностей местного климата, кабель рекомендовано прокладывать несколькими способами:

• Кабель достаточной мощности допустимо просто плотно примотать к трубе маленького диаметра с помощью специального скотча. Такой монтаж подходит для регионов с умеренным климатом;
• Для регионов с более суровым климатом, лучше укладывать кабель, обматывая его вокруг трубы. Чем ниже опускается температура зимой, тем меньшим должно быть расстояние между витками. Такой способ укладки используется и при необходимости обогрева труб среднего и большого диаметра;
• Не забывайте, что если вы используете резистивный кабель, то дойдя до конца трубы, нужно вернуть его конец в начало обмотки, так как подключать источник тока необходимо к обоим концам;
• При этом нужно избегать наложения витков кабеля. Это может привести к перегреву;
• Средний шаг между витками рекомендован примерно 5 см;
• Кабель обязательно нужно плотно примотать к трубе, не допуская его провисания или отставания от поверхности.

Перед монтажом поверх труб, нужно подготовить их поверхность. Металлические трубы нужно очистить от ржавчины и прочих загрязнений. Пластиковые можно обернуть фольгированным скотчем, что обеспечит их равномерное нагревание по всей длине.

Внутренний монтаж

Целесообразно выбирать такой способ при достаточном диаметре труб (сечением более 40 мм), чтобы не уменьшать их пропускную способность или когда трубопровод уже залит слоем бетона или битума, и просто нет возможности реализовать наружную обмотку. Одножильные резистивные проводники не пригодны для внутреннего монтажа. При выборе саморегулируемого кабеля обязательно обращайте внимание на материал наружной изоляции, который не должен выделять вредных веществ и быть устойчивым к воздействию щелочей. Также кабель должен иметь соответствующий класс защиты – не менее IP68.

Сам монтаж производиться путем ввода кабеля в трубу на нужную длину. Конец, который будет подключаться к сети, выводиться через тройник, который накручивается в месте вывода. Чтобы система была герметичной, следует использовать специальную муфту, элементы которой следует надеть на кабель в порядке, изображенном на рисунке.

Стоит отметить, что внутренний способ монтажа имеет несколько ограничений:

• Трубы не должны иметь механических соединений;
• Кранов;
• Поворотных элементов.

6. Полезные советы касательно монтажных работ

Существуют некоторые рекомендации, которые помогут вам избежать ошибок при монтаже или выборе самого нагревательного элемента:

• Для монтажа на трубу с нестабильными температурными показателями лучше выбрать саморегулируемый кабель. Особенно важно учитывать это, если часть трубы находится в здании, часть проложена на улице, а потом опять заходит в здание. Для обогрева потребуется разное количество тепла на разных участках. Резистивный кабель не только не сможет обеспечить это условие, но и будет расходовать одинаковое количество электроэнергии, тем самым делая его использование не экономично выгодным;
• Выбору теплоизоляционного материала для отапливаемых труб следует уделить особое внимание. Правильно подобранная изоляция значительно снизит расход тепла и электроэнергии и продлит работу кабеля;
• Если вы точно решили, что будете укладывать кабель поверх трубы, выполняя обмотку, обязательно уточните допустимые пределы изгиба. В противном случае, при перегибе кабеля сверх допустимых норм, его работоспособность может быть нарушена;
• В случае применения греющего кабеля на трубах бытового назначения, в обязательном порядке нужно подключать его через реле утечки тока. Это необходимо для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения наружной изоляции проводника;
• Подобрать длину кабеля при прокладке поверх ли вовнутрь трубы не сложно – она равна длине трубы с небольшим запасом. Однако при наматывании кабеля на трубу, расчет длины необходимо производить как 1,6 – 1,7 от длины трубы;
• Даже если вы выбрали саморегулируемый тип кабеля, для дополнительной минимизации расходов на электроэнергию, установите температурный датчик. Установите на нем следующие параметры – включение при температуре +3°С, выключение при +13°С. Такой режим позволит продлить и срок службы нагревателей, ведь они имеют определенный ресурс рабочих часов;
• При установке датчика очень важно выполнить это правильно. Основная трудность заключается в изолировании его от влияния нагревателя, но при этом сохранить контакт с трубой. Только в таком случае он будет считывать корректные показания.

7. Необходимо ли последующее утепление обогреваемого трубопровода?

Еще один актуальный вопрос при организации системы обогрева труб – нужна ли последующая теплоизоляция обогреваемого трубопровода? Если вы не хотите греть воздух и эксплуатировать кабель на предельной мощности, то изоляция однозначно необходима. Толщина изоляционного слоя выбирается в зависимости от того, где расположены трубы и какие минимальные температуры свойственны вашему региону. В среднем, для изоляции труб, которые расположены в грунте, используют утеплитель толщиной 20-30 мм. Если трубопровод надземный – минимум 50 мм. Очень важно подобрать «правильный» утеплитель, который не потеряет своих свойств даже по истечении нескольких лет.

• Не рекомендовано использовать минеральные ваты в качестве изоляционного материала. Они не предназначены для использования в условиях повышенной влажности, а при намокании моментально теряют свои свойства. Кроме этого, если влажная вата замерзнет, то при повышении температуры, она рассыпается и превращается в труху;
• Также не всегда подходят материалы, которые способны сжиматься под действием тяжести. Это касается поролона или вспененного полиэтилена, которые при сжатии теряют свои свойства. Допустимо использовать подобные материалы, если трубопровод проходит в специально обустроенной канализации, где на него просто не может ничего давить;
• Если трубы проложены в грунте, нужно применять жесткую теплоизоляцию «труба в трубе». Когда поверх отапливаемых труб и греющего кабеля одевается еще одна жесткая труба большего диаметра. Для дополнительного эффекта или в случае эксплуатации в суровых условиях, можно обмотать трубы тем же вспененным полиэтиленом, а затем одеть наружную трубу;
• Допустимо использовать пенополистирол, который представляет собой фрагменты труб разной длины и диаметра. Он обладает высокими теплоизоляционными свойствами, не боится воздействия влаги и способен выдерживать некоторые нагрузки, в зависимости от плотности. Такой утеплитель часто называют «скорлупой».

8. Подбор кабеля в зависимости от теплопотери трубы и ее длинны

Для того, чтобы правильно подобрать тип греющего кабеля и его мощность, нужно учитывать следующие параметры:

• Назначение обогреваемой трубы – водопроводная или канализационная;
• Материал изготовления трубы;
• Ее диаметр и длину;
• Способ укладки кабеля – наружный или внутренний;
• Материал и толщину теплоизоляции;
• Минимальную температуру в вашем регионе.

Зная вышеперечисленные параметры, можно рассчитать теплопотери трубы на 1 погонный метр и более точно подобрать необходимую мощность и длину греющего кабеля. Теплопотери необходимо брать во внимание во время расчета в обязательном порядке. Ведь мощности кабеля должно хватить для их компенсации, иначе система обогрева просто не будет выполнять свои функции. К основным факторам, которые необходимо учитывать при расчете теплопотери относят:

• Место установки трубы;
• Минимальную температуру окружающей среды;
• Диаметр трубы;
• Длину трубы, которую необходимо обогреть;
• Толщина теплоизоляции и коэффициент ее теплопроводности;

Если вы затрудняетесь в выборе толщины теплоизоляции, ориентируетесь на таблицу, в которой указаны рекомендованные значения.
Чем больше диаметр трубы и тоньше теплоизоляционный слой, тем большее количество тепла нам потребуется. Если вы затрудняетесь с определением минимальной температуры, просто задайте соответствующий запрос в интернете. Также можно поступить и для определения коэффициента теплопроводности того или иного теплоизоляционного материала. Обязательно берите во внимание наличие на трубе дополнительной арматуры, подвесов, опор и других элементов, которые повлияют на длину нагревателя. Ведь различные вентиля, краны и т.д. так же следует оплетать кабелем.

Итак, когда все значения нам известны, можно воспользоваться формулой, для расчета теплопотерь:

Где:

Подставив известные значения нетрудно получить конкретное значение теплопотери и исходя из этого рассчитать необходимую длину гребщего кабеля по формуле:

Lк = 1,3*Lтр*Qтр/Руд.каб.
Где:

• Lтр – длина трубопровода, м;
• Руд.каб. – удельная мощность кабеля;
• 1,3 – коэффициент, который подразумевает, что на 1 метр трубы приходится 1,3 метра кабеля. Может меняться в зависимости от способа монтажа. Например, при наружной укладке кабеля витками его следует принимать за 1,6 или 1,7.

Для удобства расчетов можно воспользоваться таблицей, в которой приведены значения теплопотери в зависимости от диаметра трубы и толщины теплоизоляции при коэффициенте теплопроводности 0,05 Вт/м°С.

Источник: remstroiblog.ru

1. Для чего нужен греющий кабель?

Кто-то скажет, что использовать нагревательный кабель для предотвращения замерзания труб дорого и нерационально. И гораздо логичнее узнать, на какую глубину промерзает грунт при самых низких температурах в вашем регионе, и просто напросто углубить траншею на нужную величину. Так-то оно так, но далеко не всегда есть возможность углубиться на 1,5-1,7 метра. Например:

• Если вы копаете траншеи для прокладки труб самостоятельно в целях экономии или просто вам нравится лично все контролировать, то потребуются немалые физические усилия. Ведь есть разница – углубляться на 0,5 метра или на 1,5?
• Далеко не всегда грунт на местности по своему составу является прочным и однородным. Можно наткнуться в процессе работ на твердые породы;
• Если местность заболоченная, то в сезон дождей или таяния снега, уровень грунтовых вод может сильно подниматься, что приведет к затоплению коммуникаций. Причем этот процесс будет регулярным, отрицательно скажется на состоянии водопровода и непременно приведет к его разрушению;
• В регионах, где температура зимой сильно опускается, даже значительное заглубление траншеи не всегда может предотвратить локальное промерзание;
• Место ввода труб в дом все равно останется незащищенным;
• И, в конце концов, а если водопровод уже окончательно смонтирован и закопан, а проблема обнаружилась недавно? Гораздо проще, и в данном случае дешевле, будет выполнить монтаж греющего кабеля вовнутрь труб, нежели раскопать все, демонтировать, углубить и собрать заново.

Отсюда следует, что иногда использование нагревательного кабеля является неизбежной необходимостью.

В целом область применения включает в себя несколько основных направлений:

• Для частных нужд – обогрева водопроводов и канализации, предотвращения замерзания кровли. В последнем случае кабель прокладывается в местах формирования сосулек и ледяного покрова. Благодаря этому нет необходимости регулярно чистить крышу. Основным элементом системы «теплый пол» так же является греющий кабель;
• Для коммерческих – обогрев труб или систем пожаротушения;
• Для промышленных – когда проводятся работы повышенной опасности, или есть необходимость обогреть различные жидкости в больших резервуарах. Например, нефтепродукты или другие химические соединения.

2. Какие параметры влияют на выбор?

Перед тем как приобрести нужное количество кабеля, необходимо четко определиться, какой тип подойдет именно для ваших нужд. Все разнообразие этого продукта различается по пяти основным признакам:

• По типу – кабель может быть саморегулируемым либо резистивным. При этом принцип действия у обоих нагревателей одинаковый. Нагрев происходит за счет тока, который протекает по внутренним жилам;
• По материалу внешней изоляции. От этого критерия зависит возможность применения при тех или иных условиях. Например, для организации системы отопления канализации либо водостоков, необходимо выбирать кабеля с полиолефиновым покрытием. Для кабеля, который будет монтироваться на кровлю или использоваться в промышленных нуждах, где необходима дополнительная защита от воздействия ультрафиолетовых лучей, существует фторполимерная изоляция. Если кабель прокладывается во внутренней полости водопроводных трубы, то лучше выбирать пищевое покрытие, то есть изоляцию из фторпласта. Это предотвратит изменение вкуса воды, что иногда имеет место быть;
• Отсутствие или наличие экрана (оплетки). Оплетка делает изделие более крепким, устойчивым к различным механическим воздействиям, помимо этого экран выполняет функцию заземления. Отсутствие этого элемента говорит о том, что перед вами товар, относящийся к бюджетной категории;
• По температурному классу – различают низко-, средне- и высокотемпературные нагреватели. Этот показатель очень важен при обустройстве отопительной системы для водопровода и водостока. Низкотемпературные элементы нагреваются до температуры +65°С, по мощности не превышают 15 Вт/м и пригодны для обогрева труб маленького диаметра. Среднетемпературные проводники нагреваются максимум до +120°С, мощность достигает 10-33 Вт/м, применяются для предотвращения замерзания труб среднего диаметра или для обогрева кровли. Высокотемпературные термокабели способны нагреваться до +190°С и имеют удельную мощность от 15 до 95 Вт/м. Такой тип целесообразно применять в промышленных целях либо при наличии труб большого диаметра. Для бытового применения подобные проводники считаются чересчур мощными и дорогими;
• По мощности. Мощностные характеристики теплоносителя должны учитываться в обязательном порядке. Если вы подберете проводник низкой мощности, то просто не добьетесь желаемого результата. Превышение необходимого показателя может привести к слишком высокому уровню потребления энергии, что на практике окажется неоправданным. Выбор необходимого уровня мощности в первую очередь зависит от диаметра обогреваемой трубы. Согласно рекомендациям специалистов, для труб диаметром 15-25 мм достаточно мощности в 10 Вт/м, для диаметра 25-40 мм – 16 Вт/м, для трубы размером 60-80 мм – 30 Вт/м, для тех, что превышают 80 мм в диаметре, – 40 Вт/м.

3. Резистивный греющий кабель

Этот тип проводника может состоять из одной или двух стальных токопроводящих жил, которые покрыты слоем изоляции, экранирующей защитой и наружной защитной оболочкой. Некоторые кабели имеют два слоя изоляции. Одножильные проводники отличаются некоторыми характерными особенностями:

• Они нуждаются в подведении питания к обоим концам кабеля;
• Создают очень сильное электромагнитное поле, которое является вредным для человеческого организма;

Двухжильные нагреватели включают в себя одну нагревательную и одну токопроводящую жилу, что отбрасывает необходимость подведения источника питания к двум концам. Это значительно облегчает процесс монтажа.
К общим преимуществам резистивного кабеля можно отнести:

• Высокую мощность;
• Достаточную гибкость;
• Доступную стоимость;
• Долгий срок службы при надлежащих условиях эксплуатации и соблюдении особенностей монтажа.

Недостатки довольно значительные:

• Строгое ограничение по длине. Резистивные проводники выпускают сразу фиксированной длины. Их категорически запрещается укорачивать самостоятельно. Подобные действия приведут к увеличению сопротивления из-за уменьшения длины, что в свою очередь приведет к перегреванию и выходу из строя;
• При чрезмерном скоплении грязи и мусора в месте прокладки кабеля или при наличии мест, где кабель перекрещивается сам с собой, перегрев и выход из строя неизбежен;
• Из-за того что кабель нельзя резать, становится невозможным выполнить локальный ремонт даже в случае, когда поврежден небольшой участок. Замене будет подлежать кабель полностью;
• Теплоотдача остается постоянной по всей длине нагревателя. Иногда это приводит к перегреванию кабеля на отдельных участках или его быстрому нагреву;
• Использование терморегулятора является обязательным. Это необходимо для того, чтобы иметь возможность постоянно контролировать температуру и не допускать перегревания проводника. Этот нюанс делает резистивный кабель не очень удобным для использования в местах, доступ к которым ограничен.

Усовершенствованной версией резистивного кабеля является зональный резистивный кабель. Его ключевое отличие заключается в том, что он поделен на мелкие зоны. Это дает возможность самостоятельно регулировать длину кабеля и выполнять местный ремонт или замену. Его стоимость немного выше. При монтаже также следует использовать температурные датчики, а во время эксплуатации следить за тем, чтобы вокруг кабеля не скапливался мусор.

4. Саморегулируемый кабель

Более удобной в плане эксплуатации является такая разновидность греющего кабеля, как саморегулируемый. Он имеет более сложную конструкцию и не бывает одножильным. Саморегулируемый проводник включает в себя:

• Медные жилы, по которым подается напряжение к саморегулирующейся матрице. Максимально возможная длина и мощность проводника напрямую зависит от площади сечения жил. Например, при площади сечения 0,5 мм или 0,7 мм мощность составит 11 Вт/м и 17 Вт/м соответственно. При этом длина одного отреза кабеля и будет составлять не более 100 м. Площадь сечения 1,1 мм обеспечивает мощность в 25 Вт/м, а длина не должна превышать 80 м;
• Саморегулирующаяся полупроводниковая матрица – отвечает за нагрев кабеля. Материал, из которого изготовлена матрица, способен реагировать на изменения температуры окружающей среды и изменять значение электрического сопротивления и теплоотдачи. Эта особенность делает использование такого греющего кабеля очень удобным и практически не требующей вмешательства человека. При выборе саморегулируемого кабеля очень важно обращать внимание на такой параметр, как «старение матрицы». Это процесс, который сопровождается уменьшением количества выделяемого тепла. Потеря теплоотдачи качественных проводников даже через 8-10 лет использования не превышает 10%. В то время как кабели низкого качества уже через год могут полностью потерять свои свойства;
• Внутренняя изоляция – защищает саморегулирующуюся матрицу. Она должна быть достаточно прочной, целостной, иметь хорошую теплопроводность. Сопротивление изоляции должно составлять не менее 1 Ом согласно общепринятым нормам;
• Экран или оплетка – необходим для защиты пользователя от поражения электрическим током. Оплетка обычно выполняется из луженой меди. Саморегулируемый проводник обязательно должен иметь экранирующую оплетку;
• Наружная изоляция – необходима для защиты изделия от влияния факторов окружающей среды и механического воздействия.

Чтобы купить действительно качественный кабель обязательно нужно обращать внимание на маркировку. Если имеются латинские буквы CT, CF или CR, это говорит о наличие медного экрана и наружной изоляции.

В случае отсутствия подобной маркировки, можно утверждать, что перед вами полуфабрикат саморегулируемого кабеля. Как и любое изделие, проводник имеет, как и преимущества, так и недостатки. Сначала о плюсах:

• В первую очередь это надежность конструкции. Конечно, сейчас мы говорим о полноценном изделии с экраном и изоляцией;
• Устойчивость к перепадам напряжения;
• Даже при высокой мощности проводника расход электроэнергии будет сравнительно небольшим, что делает эксплуатацию экономичной;
• Помимо этого экономия достигается благодаря отслеживанию системой изменении температур и самостоятельном увеличении или снижении температуры нагрева. То есть без надобности проводник не будет работать на максимальной мощности;
• При перехлестном монтаже нет риска перегрева и выхода из строя;
• Саморегулируемый проводник практически не нуждается в обслуживании;
• Кабель продается на отрез, благодаря чему вы не ограничены в длине. Соответственно, его можно самостоятельно укорачивать по необходимости;
• Благодаря плоской форме кабеля, возможно создать максимально плотное прилегание проводника к обогреваемой поверхности, что значительно уменьшает потери тепла;
• При нагреве матрицы до температуры 85° система временно прекращает дальнейший нагрев, что защищает не только кабель от перегрева, но и поверхность трубы от оплавления;
• Нет нужды использовать терморегулятор;
• Длительный срок эксплуатации – 30-40 лет.

К недостаткам можно отнести:

• Высокую стоимость;
• Отсутствие в комплекте муфт и сальников для соединения. Их придется докупать отдельно.

Как видите, саморегулируемые проводники имеют радикальные отличия от резистивных, которые в последнее время практически перестали использовать для обогрева водопровода.

5. Способы монтажа

Как показывает практика, греющий кабель допустимо монтировать не только поверх трубы, но и вовнутрь.

Наружный монтаж

Для такого вида монтажа подходит любой вид проводника. Преимущество такого способа заключается в:

• Его простоте и возможности выполнить укладку самостоятельно;
• При таком расположении нагревателя, пропускная способность трубы никак не меняется, чего не скажешь о внутреннем монтаже.

В зависимости от диаметра обогреваемой трубы и особенностей местного климата, кабель рекомендовано прокладывать несколькими способами:

• Кабель достаточной мощности допустимо просто плотно примотать к трубе маленького диаметра с помощью специального скотча. Такой монтаж подходит для регионов с умеренным климатом;
• Для регионов с более суровым климатом, лучше укладывать кабель, обматывая его вокруг трубы. Чем ниже опускается температура зимой, тем меньшим должно быть расстояние между витками. Такой способ укладки используется и при необходимости обогрева труб среднего и большого диаметра;
• Не забывайте, что если вы используете резистивный кабель, то дойдя до конца трубы, нужно вернуть его конец в начало обмотки, так как подключать источник тока необходимо к обоим концам;
• При этом нужно избегать наложения витков кабеля. Это может привести к перегреву;
• Средний шаг между витками рекомендован примерно 5 см;
• Кабель обязательно нужно плотно примотать к трубе, не допуская его провисания или отставания от поверхности.

Перед монтажом поверх труб, нужно подготовить их поверхность. Металлические трубы нужно очистить от ржавчины и прочих загрязнений. Пластиковые можно обернуть фольгированным скотчем, что обеспечит их равномерное нагревание по всей длине.

Внутренний монтаж

Целесообразно выбирать такой способ при достаточном диаметре труб (сечением более 40 мм), чтобы не уменьшать их пропускную способность или когда трубопровод уже залит слоем бетона или битума, и просто нет возможности реализовать наружную обмотку. Одножильные резистивные проводники не пригодны для внутреннего монтажа. При выборе саморегулируемого кабеля обязательно обращайте внимание на материал наружной изоляции, который не должен выделять вредных веществ и быть устойчивым к воздействию щелочей. Также кабель должен иметь соответствующий класс защиты – не менее IP68.

Сам монтаж производиться путем ввода кабеля в трубу на нужную длину. Конец, который будет подключаться к сети, выводиться через тройник, который накручивается в месте вывода. Чтобы система была герметичной, следует использовать специальную муфту, элементы которой следует надеть на кабель в порядке, изображенном на рисунке.

Стоит отметить, что внутренний способ монтажа имеет несколько ограничений:

• Трубы не должны иметь механических соединений;
• Кранов;
• Поворотных элементов.

6. Полезные советы касательно монтажных работ

Существуют некоторые рекомендации, которые помогут вам избежать ошибок при монтаже или выборе самого нагревательного элемента:

• Для монтажа на трубу с нестабильными температурными показателями лучше выбрать саморегулируемый кабель. Особенно важно учитывать это, если часть трубы находится в здании, часть проложена на улице, а потом опять заходит в здание. Для обогрева потребуется разное количество тепла на разных участках. Резистивный кабель не только не сможет обеспечить это условие, но и будет расходовать одинаковое количество электроэнергии, тем самым делая его использование не экономично выгодным;
• Выбору теплоизоляционного материала для отапливаемых труб следует уделить особое внимание. Правильно подобранная изоляция значительно снизит расход тепла и электроэнергии и продлит работу кабеля;
• Если вы точно решили, что будете укладывать кабель поверх трубы, выполняя обмотку, обязательно уточните допустимые пределы изгиба. В противном случае, при перегибе кабеля сверх допустимых норм, его работоспособность может быть нарушена;
• В случае применения греющего кабеля на трубах бытового назначения, в обязательном порядке нужно подключать его через реле утечки тока. Это необходимо для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения наружной изоляции проводника;
• Подобрать длину кабеля при прокладке поверх ли вовнутрь трубы не сложно – она равна длине трубы с небольшим запасом. Однако при наматывании кабеля на трубу, расчет длины необходимо производить как 1,6 – 1,7 от длины трубы;
• Даже если вы выбрали саморегулируемый тип кабеля, для дополнительной минимизации расходов на электроэнергию, установите температурный датчик. Установите на нем следующие параметры – включение при температуре +3°С, выключение при +13°С. Такой режим позволит продлить и срок службы нагревателей, ведь они имеют определенный ресурс рабочих часов;
• При установке датчика очень важно выполнить это правильно. Основная трудность заключается в изолировании его от влияния нагревателя, но при этом сохранить контакт с трубой. Только в таком случае он будет считывать корректные показания.

7. Необходимо ли последующее утепление обогреваемого трубопровода?

Еще один актуальный вопрос при организации системы обогрева труб – нужна ли последующая теплоизоляция обогреваемого трубопровода? Если вы не хотите греть воздух и эксплуатировать кабель на предельной мощности, то изоляция однозначно необходима. Толщина изоляционного слоя выбирается в зависимости от того, где расположены трубы и какие минимальные температуры свойственны вашему региону. В среднем, для изоляции труб, которые расположены в грунте, используют утеплитель толщиной 20-30 мм. Если трубопровод надземный – минимум 50 мм. Очень важно подобрать «правильный» утеплитель, который не потеряет своих свойств даже по истечении нескольких лет.

• Не рекомендовано использовать минеральные ваты в качестве изоляционного материала. Они не предназначены для использования в условиях повышенной влажности, а при намокании моментально теряют свои свойства. Кроме этого, если влажная вата замерзнет, то при повышении температуры, она рассыпается и превращается в труху;
• Также не всегда подходят материалы, которые способны сжиматься под действием тяжести. Это касается поролона или вспененного полиэтилена, которые при сжатии теряют свои свойства. Допустимо использовать подобные материалы, если трубопровод проходит в специально обустроенной канализации, где на него просто не может ничего давить;
• Если трубы проложены в грунте, нужно применять жесткую теплоизоляцию «труба в трубе». Когда поверх отапливаемых труб и греющего кабеля одевается еще одна жесткая труба большего диаметра. Для дополнительного эффекта или в случае эксплуатации в суровых условиях, можно обмотать трубы тем же вспененным полиэтиленом, а затем одеть наружную трубу;
• Допустимо использовать пенополистирол, который представляет собой фрагменты труб разной длины и диаметра. Он обладает высокими теплоизоляционными свойствами, не боится воздействия влаги и способен выдерживать некоторые нагрузки, в зависимости от плотности. Такой утеплитель часто называют «скорлупой».

8. Подбор кабеля в зависимости от теплопотери трубы и ее длинны

Для того, чтобы правильно подобрать тип греющего кабеля и его мощность, нужно учитывать следующие параметры:

• Назначение обогреваемой трубы – водопроводная или канализационная;
• Материал изготовления трубы;
• Ее диаметр и длину;
• Способ укладки кабеля – наружный или внутренний;
• Материал и толщину теплоизоляции;
• Минимальную температуру в вашем регионе.

Зная вышеперечисленные параметры, можно рассчитать теплопотери трубы на 1 погонный метр и более точно подобрать необходимую мощность и длину греющего кабеля. Теплопотери необходимо брать во внимание во время расчета в обязательном порядке. Ведь мощности кабеля должно хватить для их компенсации, иначе система обогрева просто не будет выполнять свои функции. К основным факторам, которые необходимо учитывать при расчете теплопотери относят:

• Место установки трубы;
• Минимальную температуру окружающей среды;
• Диаметр трубы;
• Длину трубы, которую необходимо обогреть;
• Толщина теплоизоляции и коэффициент ее теплопроводности;

Если вы затрудняетесь в выборе толщины теплоизоляции, ориентируетесь на таблицу, в которой указаны рекомендованные значения.
Чем больше диаметр трубы и тоньше теплоизоляционный слой, тем большее количество тепла нам потребуется. Если вы затрудняетесь с определением минимальной температуры, просто задайте соответствующий запрос в интернете. Также можно поступить и для определения коэффициента теплопроводности того или иного теплоизоляционного материала. Обязательно берите во внимание наличие на трубе дополнительной арматуры, подвесов, опор и других элементов, которые повлияют на длину нагревателя. Ведь различные вентиля, краны и т.д. так же следует оплетать кабелем.

Итак, когда все значения нам известны, можно воспользоваться формулой, для расчета теплопотерь:

Где:

Подставив известные значения нетрудно получить конкретное значение теплопотери и исходя из этого рассчитать необходимую длину гребщего кабеля по формуле:

Lк = 1,3*Lтр*Qтр/Руд.каб.
Где:

• Lтр – длина трубопровода, м;
• Руд.каб. – удельная мощность кабеля;
• 1,3 – коэффициент, который подразумевает, что на 1 метр трубы приходится 1,3 метра кабеля. Может меняться в зависимости от способа монтажа. Например, при наружной укладке кабеля витками его следует принимать за 1,6 или 1,7.

Для удобства расчетов можно воспользоваться таблицей, в которой приведены значения теплопотери в зависимости от диаметра трубы и толщины теплоизоляции при коэффициенте теплопроводности 0,05 Вт/м°С.

Источник: remstroiblog.ru