Особливості та приклад розрахунку електричного нагрівального кабелю для водопровідних труб

Екстремальні морози і недостатньо глибоке закладення систем водопостачання можуть призвести до їх виходу з ладу. Захист від замерзання може забезпечити кабельний підігрів. Його монтаж можливий, як на етапі закладення водопроводу (зовнішня установка), так і в уже засипаний трубопровід (внутрішня установка).

Електричний кабель, що гріє захистить труби від замерзання

Надійний монтаж досягається за рахунок спеціальних кріплень. Автоматизований обігрів водопровідних труб дозволяє оптимізувати використання електроенергії.

Навіщо гріти труби?

Використовується обігрів труб для захисту їх від замерзання в несприятливих умовах екстремальних зим. Підігрів трубопроводів каналізації обов`язковий в наступних випадках:

• труби прокладені зовні будівлі;
• магістраль лежить вище рівня промерзання грунту;
• є місця переходу трубопроводу з підземним наземну частину;
• він знаходиться всередині неопалюваного приміщення (цоколя, горища і т.д.).

Навіть якщо магістраль прокладена на достатню глибину, є ризик її замерзання в екстремально холодні зими. Рідина, яка транспортується по каналізації, може не застигнути повністю, але навіть часткова кристалізація здатна привести до закупорки водопровідних судин.

Спеціальний кабель дозволяє прогріти поверхню труб до оптимальної температури і підтримувати задані показники протягом всього терміну встановлення низьких температур.

Як правило, система обігріву труб складається з:

• кабелю відповідного типу;
• кріплень, що забезпечують щільне прилягання кабелю до трубопроводу;
• силових проводів, які забезпечують підключення системи до електроенергії;
• електротехнічних елементів (муфт, коробів, терморегуляторів).

Кабель може нагріватися до температури в 120 С. Однак, варто пам`ятати, що для пластикових труб цей показник згубний.

Схема системи обігріву труби електричним кабелем

У разі прокладання пластикових трубопроводів варто вибирати виріб потужністю не більше 11 Вт / м магістралі.

Види гріючих кабелів

Гріє електричний кабель для обігріву труб відрізняється розміром, потужністю і типом установки. Однак, монтажники виділяють два основних типи вироби:

• резистивний;
• саморегулюючий.

Резистивний, нагрівальний кабель складається з двох жив. На їх поверхню нанесена теплоизолирующая і екрануюча оболонка. Суть роботи вироби можна порівняти з принципом роботи тена. Прогревочний кабель резистивного типу має строго заданим опором, тому ділити його на відрізки не можна. Це робить процес монтажу складним.

Більш того, кабель нагріває поверхню магістралі рівномірно по всій її довжині, що призводить до енерговитрат. Якщо один з ділянок системи виходить з ладу, потрібно заміну всього виробу.

Нагрівальний саморегулюючий кабель може використовуватися для трубопроводу будь-якого типу. Його особливістю є наявність напівпровідникової матриці. Вона поміщена між жилами подачі струму. Такий саморегулюючий гріючий кабель для труб здатний підлаштовуватися під умови навколишнього середовища на різних ділянках каналізації.

Це дозволяє більш раціонально витрачати електроенергію, оптимізуючи ККД системи. Саморегулюючий кабель можна розділяти на відрізки.

Монтаж кабелю зовні труби

Монтаж кабелю на трубопровід для захисту від промерзання може виконуватися двома способами: зовні трубопроводу і всередині. Перший варіант простіший. Завдяки йому легше виконати, як монтаж, так і демонтаж системи. Він включає наступні способи:

1. Лінійно уздовж трубопроводу каналізації. В цьому випадку електрообігрів укладається в кілька ліній паралельних один до одного.
2. За магістралі спірально. Такий монтаж вимагає дотримуватися кроку укладання.
3. Хвилеподібно. Спосіб ефективний, якщо кабель довше труби, а його різка не передбачена (резистивний тип).

Електрообігрів, монтуємий зовні, характеризується потужністю від 17 до 30 Вт / м і більше. Встановлюючи нагрівальний термокабель поверх трубопроводу, потрібно приділити увагу міцності кріплення. Установка виконується з кроком в 200 мм.

Зовнішній монтаж електричного кабелю, що гріє на трубу

Закріплюються лінії за допомогою термостійкого скотча або бандажа. У разі, якщо електрообігрів покритий мінеральною ізоляцією, закріпити виріб краще стяжними стрічками або сталевим бандажем.

Шукаючи кріплення, щоб зафіксувати підігрів, варто звернути увагу на наступні аспекти:

• найефективніше на магістральній поверхні працює клейка стрічка;
• використовуючи кабельний бандаж, варто брати до уваги на його стійкість перед впливом хімікатів і високих температур;
• не можна використовувати металеві кріплення, якщо термокабель поміщений в полімерну оболонку;
• клейка стрічка, в складі якої є алюміній, підвищує теплову потужність системи-краще її використовувати для синтетичних труб каналізації.

Монтаж кабелю, що гріє на водопровідну трубу своїми руками (відео)

Установка кабелю в трубі

Монтується гріючий кабель всередині труби, якщо необхідно виконати підігрів невеликої ділянки трубопроводу. Як правило, використовуються вироби потужністю не більше 13 Вт / м. Найчастіше цей спосіб застосовується для захисту від промерзання насосів, розташованих за межами будівель.

Працює подібний термокабель, як і саморегулюючий зовнішній кабель. Однак, його монтаж вимагає установки трійника. З його допомогою можна безперешкодно ввести електрообігрів всередину трубопровідної магістралі.

Хоча такий термокабель ефективний в роботі, його застосування має ряд недоліків, серед яких:

• зниження надійності роботи каналізації через введення трійника;
• зменшення пропускної здатності труби (внутрішній монтаж допустимо тільки, якщо її діаметр становить не менше 20 мм);
• підвищення ризику утворення засмічень;
• збільшення складності монтажу при наявності згинів і переходів в трубопровідній системі.

Схема монтажу кабелю, що гріє всередині водопровідної труби

Підігрів всередину труби монтується в такий спосіб:

1. У місці введення кабелю встановити трійник або седелку.
2. Вкрутити в неї врізку.
3. Завести через врізку саморегулюючий термокабель.
4. Встановити в місці монтажу кабельної системи попереджувальний напис.

Довжина виробу повинна відповідати довжині магістралі. Не можна вводити внутрішній обігрів труб через запірні вентилі.

Як розрахувати кабель?

Щоб електрообігрів захищав магістраль від промерзання ефективно, необхідно правильно розрахувати його потужність. Це дозволить в рівній мірі компенсувати тепловтрати системи. Для виконання розрахунку, варто врахувати наступні чинники:

• мінімальну температуру середовища для регіону, в якому пролягає трубопровід;
• точку монтажу магістралі;
• тип труби, матеріал її виготовлення, її довжину і протяжність ділянки, який потрібно захистити підігрівом;
• товщину теплоізоляції, а також коефіцієнт її теплопровідності;
• наявність на обраній ділянці арматури, опор та інших додаткових елементів.

Приклад розрахунку тепловтрат для труби з теплоізоляцією

Підвищених обсягів тепла вимагає тонка теплоізоляція і велика протяжність труби. Обчислити достатність теплоізоляції можна по таблиці співвідношення діаметра вироби до товщини ізоляції.

Наприклад, якщо діаметр відрізка становить 15 мм, то товщина захисного шару повинна складати 20 мм, якщо діаметр має 65 мм, то теплоізоляція також повинна мати 65 мм товщини.

Якщо на трубі є опори або арматура, то необхідно використовувати більше кабелю, щоб забезпечити їх підігрів.

Вплив тепловтрат на кількість кабелю

Щоб обчислити, якої потужності електрообігрів потрібен для ефективної захисти від промерзання, потрібно скористатися таблицею теплопотель труби. При цьому враховується її діаметр, перепад між температурою рідини в системі і мінімальною температурою навколишнього середовища для взятого регіону, а також товщину ізоляції.

Наприклад, товщина ізоляції 20 мм, мінімальна температура 20 С, а діаметр труби 25 мм, тоді коефіцієнт тепловтрат становитиме 6,6.

Кількість кабелю для обігріву безпосередньо залежить від величини тепловтрат трубопроводу

Довжину кабелю можна розрахувати за такою формулою: L = 1/3 x Ltp x Q питомі. / P питомі., В якій

• Ltp - довжина магістралі;
• Q - значення коефіцієнта теплопотель з заданої таблиці;
• Р - потужність кабелю (наприклад, виріб 17КСТМ має потужність 17 Вт / м).

Слід звернути увагу на те, що підігрів всередині труби має ту ж довжину, що і сама магістраль, тому використовувати формулу для додаткового розрахунку не потрібно. До отриманого за формулою значенням необхідно додати довжину додаткових елементів системи (опор, арматури) для їх ефективного захисту від промерзання.