Греющий кабель для водопроводных труб

Можно ли обогревать пластиковые трубы электрическим кабелем?

В нашей стране с суровыми и продолжительными зимами перед владельцами домов в частном секторе стоит проблема обеспечения надежной и безопасной работы систем водоснабжения, канализации и отопления в течение всего года. Поскольку в настоящее время вода в загородные дома подается чаше всего из скважины или колодца, в морозный период водопроводу грозит опасность замерзания. И если магистральные трубопроводы прокладываются на большой глубине, что защищает их от замерзания, то в частном секторе просто нет возможности обустроить свои автономные системы таким образом. И единственный способ защиты этих систем — кабельный обогрев труб.

В системах канализации и водоснабжения все чаще используются трубы из пластика, поэтому многие домовладельцы задаются вопросом: можно ли использовать для обогрева пластиковых водопроводных или канализационных труб электрический греющий кабель. Постараемся ответить на этот вопрос, рассказав о видах и особенностях обогрева пластиковых труб нагревательным кабелем.

Обогрев труб электрическим кабелем

Для обогрева труб в системах водоснабжения, канализации и отопления частных загородных домов действенным способом защиты от замерзания является использование специально разработанного греющего электрического кабеля и системы «Антизамерзание и обогрев труб» на его основе. Кабель может прокладываться снаружи или внутри трубы.

Устройство и принцип действия системы «Антизамерзание и обогрев труб»

В состав системы обогрева труб входят:

• резистивный или саморегулирующийся электрический кабель;
• термостат или терморегулятор (в случае саморегулирующегося кабеля не обязателен);
• шкаф управления (ШУ) с электроустановочным оборудованием (УЗО, магнитными пускателями);
• самоклеящаяся алюминиевая лента — фольгоскотч;
• теплоизоляция.

Нагревательный двужильный резистивный кабель, как и саморегулирующийся, имеет с одной стороны концевую муфту, с другой — соединительную муфту, через которую присоединяется к установочному силовому кабелю, подключающему систему к источнику питания. В резистивном кабеле при протекании тока в жиле кабеля выделяется тепло. Больше ток — большее количество джоулевого тепла выделяет кабель, сильнее нагревается труба. Конструкция такого греющего кабеля проста, но и цена ниже. Секции резистивного кабеля выпускаются определенной длины на установленную мощность. Для того чтобы регулировать нагрев труб таким кабелем, в системе и предусмотрен терморегулятор.

Такая система безопасна и эффективна для обогрева любых труб, в том числе и пластиковых, по всей длине трубопровода.

Монтаж кабеля снаружи трубы

Один из способов укладки нагревающего кабеля — наружный, когда кабель прокладывается непосредственно по трубе.

Это эффективный и наиболее простой способ защиты трубы от замерзания, когда один или несколько кабелей прокладываются вдоль всей трубы. Кабель может прокладываться по прямой линии или по спирали. Снаружи трубы защищаются теплоизоляционным материалом: пенопластом, минеральной ватой и др. При этом необходимо также обеспечить надежную защиту от влаги.

Прокладка кабеля внутри трубы

При невозможности проложить кабель по трубе, его прокладывают внутри трубы. Для такого способа монтажа в трубу врезается дополнительный тройник, через который вводится греющий кабель. При таком способе монтажа кабель прямо контактирует с обогреваемой средой, обеспечивая наибольшую теплопередачу непосредственно ей.

К такому кабелю предъявляются повышенные требования по прочности и жесткости, качеству изоляции. Так же кабели, устанавливаемые в трубу, должны иметь специальное покрытие, соответствующее назначению трубы. Например, в водопровод с питьевой водой должен устанавливаться кабель в оболочке из пищевого полиэтилена, а в канализационные трубы — кабель в оболочке устойчивой к агрессивным средам.

Расчет электрического кабеля для обогрева труб

Главная задача системы обогрева пластиковых труб — компенсация тепловых потерь и исключение перегрева. Для этого необходимо подобрать нужное количество греющего кабеля определенной мощности, учитывая следующие моменты:

• место прокладки трубопровода;
• тип трубы и длину обогреваемого участка;
• диаметр трубы;
• наиболее низкую температуру окружающей среды;
• толщину теплоизоляционного слоя;
• коэффициент теплопроводности теплоизолирующего материала.

Важно! Чем больше размеры трубы и тоньше теплоизоляционный слой, тем с большей удельной мощностью (Вт/м) придется взять кабель.

Но при этом следует помнить, что для обогрева пластиковых и ПНД труб с целью их защиты от замерзания погонная мощность не должна быть выше 15 Вт/м. Иначе температура кабеля может превысить допустимые для данных труб значения, что вызовет повреждение трубы.

Тепловые потери в трубопроводе можно рассчитать по формуле:

W — коэффициент теплопроводности теплоизоляции (обычно 0,04 Вт/м∙°С);

L — длина трубы, м;

t _вн. — температура транспортируемо внутри трубы жидкости, °С;

t _нар. — температура окружающей среды, °С;

D _{тр.изол.} — наружный диаметр трубы в теплоизоляции, м;

d _тр.нар. — наружный диаметр самой трубы, м;

1,3 — коэффициент запаса.

Эффективная и долговечная защита пластиковых труб с помощью кабельной обогревательной системы возможна лишь при грамотном выборе таких параметров, как мощность и длина кабеля. Используя приведенную ниже форму расчета мощности системы обогрева пластиковых труб и данные таблицы, вы можете рассчитать эти параметры и выбрать кабель полностью соответствующий оптимальному режиму обогрева вашего трубопровода.

Требуемая длина кабеля:

Q — тепловые потери;

Р_уд.каб.— удельная мощность кабеля.

Рассчитывая длину кабеля, необходимо добавить его количество на опоры, задвижки и прочую арматуру, установленную на трубопроводе. На каждый фитинг добавляется длина греющего кабеля в зависимости от условного диаметра трубы Dу. Минимальный шаг укладки кабеля составляет 50 мм.

Данные для расчета приведены в таблице:

Пример расчета мощности системы обогрева труб

Рассчитываем систему кабельного обогрева водопроводных труб для:

• диаметра трубы — D_тр.нар.=32 мм;
• длины трубопровода — L=45 м;
• минимальной температуры окружающей среды –35 °С;
• толщины теплоизоляции = 25 мм.

Подставив значения в формулу (1), получаем расчетные тепловые потери:

Q = 2 * 3,14 * 0,04 * 45 * [+5 – ( –35)] / (L_n (82/32) * 1,3 = 625 Вт

Требуемая удельная мощность на 1 метр трубы равняется, согласно исходным данным 625 Вт/45 м = 14 Вт/м.

Это позволяет использовать для обогрева данного водопровода нагревательный саморегулирующийся кабель, удельная погонная мощность которого составляет 15 Вт/м.

Вывод: кабельный обогрев полипропиленовых, ПНД и пластиковых труб защитит их от замерзания. Для этого нужно:

• использовать резистивный нагревательный кабель с терморегулятором или саморегулирующийся греющий кабель;
• рассчитать тепловые потери в трубопроводе;
• определить необходимую длину кабеля;
• рассчитать удельную погонную мощность кабеля.

Греющий кабель для водопроводных труб

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.

С терморегулятором или без?

Если хотите за обогрев водопровода платить мизер, лучше поставить терморегулятор. Даже если вы собрались монтировать саморегулирующийся нагревательный кабель. В основном, характеристики такие: включается в работу при +3°C, выключается при +13°C.

Если вода у вас подается из скважины, в ней она никогда не будет иметь температуру в +13°C. Получается, что обогрев будет работать все время, даже весной и летом. Летом, понятное дело, кабель можно выключить, а вот весной и осенью этого не сделаешь из-за возможности внезапного заморозка. С колодцами несколько проще, но ненамного — летом там вода может иметь температуру и чуть выше порога отключения. Но это — летом, и в самый жаркий период. И вообще, зачем вам греть, скажем воду, которая идет в сливной бачок? Да и ту, что идет на кухню или в душ вы все равно будете нагревать бойлерами или проточными водонагревателями.

В любом случае получается — терморегулятор нужен. На нем выставляете температуру отключения в районе +5°C. Затраты на подогрев трубопровода падают в разы. При этом значительно увеличивается срок службы греющих кабелей — они имеют определенный ресурс рабочих часов. Чем меньше они работают, тем дольше будут вам служить.

При установке системы обогрева водопровода с терморегулятором, надо будет установить и датчик температуры. Тут есть сложность. Его надо поставить на трубу так, так, чтобы на него не влияла температура от нагревателей. То есть, от трубы его теплоизолировать не надо, а от кабелей — надо.

Сам терморегулятор желательно установить в помещении. Его подключают к домовому электрощитку через защитный автомат и, желательно, УЗО. Потребляемая мощность у обогревательного кабеля небольшая, потому номинал автомата можно взять порядка 6А, номинал УЗО выбираете ближайший больший, а то утечки, желательно, 30 мА.

Подключают греющий кабель для водопровода к соответствующим разъемам на корпусе терморегулятора. Если веток несколько, их запаралеливают. На соседние контакты подключается датчик температуры. На каждом терморегуляторе есть маркировка, по которой понятно, что и куда надо подключать. Если маркировки нет — лучше купите другой: работоспособность данного экземпляра очень сомнительна.

Греющие кабели для водопровода: какой лучше?

Владельцы загородных домов часто используют греющие кабели, чтобы обезопасить водопровод от замерзания зимой. Существует несколько видов кабелей: рассказываем, чем они отличаются и сколько электричества потребляют.

Монтаж греющего кабеля — это наиболее эффективный способ защиты водопровода, канализации и водостоков от промерзания. Существует несколько видов кабеля, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Мы расскажем, в каком случае может потребоваться монтаж кабеля, какой лучше в плане энергоэффективности и как выбрать подходящий по мощности.

В каких случаях может потребоваться монтаж греющего кабеля?

В принципе, чтобы водопровод или канализация не промерзали, их нужно укладывать на глубине 1,1 — 1,3 м (более точные показатели можно найти в соответствующих таблицах по каждому региону России). Однако не всегда есть возможность проложить трубопровод на такой глубине — вот несколько тому причин:

• Высокая концентрация коммуникаций. В крупных городах на многих участках земли высокая плотность уже имеющихся коммуникаций, например, электрокабели, газо- и водопровод, а также канализация и коммуникации связи. Из-за этого копать в этих местах запрещено, а там, где разрешено, глубоко закопаться не получится. Поэтому возможно придется положить трубу выше глубины промерзания грунта, что несет за собой вероятность замерзания жидкости внутри трубы.
• Высокая плотность грунта. Если нет возможности копать экскаватором, а только вручную, но при этом грунт очень твердый, то возможно придется класть трубу выше.
• Ввод в дом выше уровня промерзания грунта. Даже если вся труба залегает глубоко, ввод в дом все же может располагаться выше глубины промерзания грунта, поэтому существует вероятность образование льда.
• Трубопровод был смонтирован до вас на недостаточной глубине. Если проблема замерзания трубопровода обнаружилась недавно и нельзя выкопать, и переложить магистраль, тогда есть возможность уложить греющийся кабель внутрь изделия.

На самом деле причин для использования греющего кабеля может быть еще много. Какой греющий кабель лучше взять для водопровода и канализации? Об этом речь пойдет дальше.

Резистивный кабель

Двужильный (одножильный не рассматриваем ввиду неудобности его подключения) резистивный кабель состоит из одной токопроводящей жилы и одной греющейся (1), внутренней изоляции (2), металлической оплетки (3) и наружной термостойкой изоляции из полимера (4). Под действием силы тока происходит нагрев жилы, которая в свою очередь отдает тепло объекту. Резистивный кабель также часто используют при монтаже теплого пола.

Для работы резистивного греющего кабеля в обязательном порядке необходимо использовать терморегулятор, который предотвратит его перегрев. Также он греет одинаково по всей длине, а значит расход электроэнергии будет максимальным (в сравнении с саморегулирующимся). Главное преимущество резистивного изделия над саморегулирующимся — это относительно невысокая цена. Например, в среднем 1 погонный метр хорошего резистивного кабеля мощностью 10 Вт/м будет стоить около 150 — 200 рублей, в то время, как саморегулирующийся при той же мощности будет стоить порядка 500 — 600 рублей метр.

Благодаря такому принципу работы провод не греется постоянно на максимальной мощности, а экономит электроэнергию, подогревая только нужные участки. КПД изделия гораздо выше, чем у резистивного. Однако важен следующий момент: так как у саморегулирующегося провода нет термостата, то температуру окружающей среды, при которой он будет начинать нагреваться, необходимо уточнять у продавца, так как разные модели могут иметь разный температурный порог.

В паспорте товара обычно указывается номинальная выходная мощность кабеля, а также максимальная температура обогрева (воздействия). Выше вы можете видеть вырезку характеристик саморегулирующихся кабелей одного из производителей. Из нее можно узнать, какой провод для каких целей можно использовать. Подобные данные указывает практически каждый производитель.

Сколько электричества потребляет саморегулирующийся кабель?

Многое зависит от выходной мощности, времени работы и конкретных участков обогрева. Предположим нам необходимо отапливать в холодное время года 5 м водопроводной трубы при температуре -10°С. Для этого мы берем 10 м кабеля (будем монтировать с обеих сторон по 5 м) мощностью 10 Вт*ч/м. Если у нас труба с кабелем дополнительно имеет утеплитель, тогда расход будет сокращен приблизительно в 2 раза. Таким образом при работе 24 в сутки получаем такие показатели в месяц:

(10*10)/2*24*30 = 36000 Вт = 36 кВт/мес.

Если вы живете в Москве, вам это обойдется 36*5,47 = 196,92 руб.

Однако стоит учитывать, что самореглирующий провод может греть сильнее в одном месте и слабее в другом, тем самым снижая выходную мощность и соответственно расход электроэнергии. Также температура окружающей среды может понижаться или повышаться, поэтому расход в разные дни будет разным. Учитывая эти факторы можно сказать, что саморегулирующийся кабель максимально экономит электроэнергию и расходует тепло более рационально, чем другие типы греющих изделий.

Вывод

Какой греющий кабель все же взять для водопровода и канализации? Если нужно греть маленький участок трубы, например, на вводе в дом, тогда можно сэкономить, купив резистивный кабель с терморегулятором – расход электричества «в холостую» будет минимальным.
Для больших участков трубопровода, водостока или крыши, а также в условиях частого перепада температуры или разного уровня залегания трубы в грунте лучше взять саморегулирующийся греющий кабель. В закупке вы потратите больше, но в течение эксплуатации быстро окупите за счет экономии электроэнергии и лучшей отдачи тепла.

Еще пара советов домашним мастерам:

• Стиральная машина скачет при отжиме: как это исправить?
• 7 главных правил безопасности домашнего электрика, которые должен соблюдать каждый

Источник https://teplokabel.ru/info/articles/obshchaya-informatsiya/mozhno-li-obogrevat-plastikovye-truby-elektricheskim-kabelem/

Источник https://stroychik.ru/vodosnabzhenie/greyushhij-kabel

Источник https://ichip.ru/sovety/pokupka/kakoj-greyushchij-kabel-luchshe-vzyat-dlya-vodoprovoda-711692