1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип работы обогревающего кабеля для водопровода

Греющий кабель для водопровода: как выбрать и самостоятельно правильно смонтировать

Зимой, в период лютых морозов, собственники загородных домов рискуют остаться без водоснабжения. Ледяные пробки во внешнем водопроводе не только оставят жильцов без душа, работоспособной системы подачи воды в раковины и прочих благ цивилизации, но и станут причиной повреждения труб.

Согласитесь, перспектива малопривлекательная. Предотвратить такое развитие событий удастся, если вместе с трубами установить греющий кабель для водопровода и подключить его к электросети. Все работы вполне реально провести самостоятельно.

Мы расскажем, как устроен нагревательный элемент и опишем основные параметры его выбора. А также детально рассмотрим способы монтажа греющего кабеля и проиллюстрируем этапы работ наглядными фотографиями.

Зачем нужен греющий кабель?

Резонно возразить, что можно легко обойтись и без обогрева водопровода. Достаточно узнать уровень промерзания грунта в районе, а затем, опираясь на показатели, вырыть траншею необходимой глубины. Обычно это 1,5-1,7 м для средней полосы в зависимости от типа грунта.

Зарытые на такой глубине и утепленные трубы не замерзают, так как окружающий грунт имеет положительную температуру (предположим, +2-4°С).

Однако не все так просто. На заболоченных участках или на территориях, близких к водоемам, нередкое явление – высокий уровень грунтовых вод. Это значит, что в период половодья или таяния снегов коммуникации будут затоплены, что негативно скажется на их функциональных свойствах.

Если трубы зарывать всего на полметра, но при этом подключить электрический кабель и произвести правильную теплоизоляцию, то глубоких канав рыть не придется.

Не будем забывать и про критические зоны, наиболее подверженные воздействию холода – места ввода трубопровода в дом. Если здание построено на свайно-винтовом фундаменте, то под ним находится открытый участок трубопровода, который легче всего утеплить именно нагревающим кабелем.

Вывод: если есть техническая возможность прокладки нагревательной системы для водопровода, нужно обязательно ею воспользоваться, хотя бы ради подстраховки от промерзания.

При обращении в специализированную компанию вы можете столкнуться с некоторым разнообразием предложений. Разберемся с ассортиментом.

Конструкция и сфера применения

В зависимости от вида и технических характеристик греющие кабели применяют для нагрева водостоков, водопроводных и канализационных труб, резервуаров. Главное назначение – предохранение жидкости от замерзания путем повышения температуры.

Нагревательные системы актуальны для наружных коммуникаций, то есть для применения в грунте или на открытом воздухе.

У нагревательных систем есть одна полезная способность – зональное применение. Это значит, что можно взять комплект элементов и собрать из него мини-систему для обогрева отдельно взятого участка, без подключения ко всей сети.

Получается экономия материалов и электроэнергии. На практике можно встретить и миниатюрные «обогреватели» по 15-20 см, и 200-метровые обмотки.

Главными составляющим частями греющего кабеля являются следующие элементы:

  • Внутренняя жила – одна или несколько. На ее изготовление идут сплавы с высоким показателем электрического сопротивления. Чем он выше, тем больше значение удельного тепловыделения.
  • Полимерная защитная оболочка. Вместе с пластиковой изоляцией применяется алюминиевый экран или сетка из медной проволоки.
  • Прочная наружная оболочка ПВХ, закрывающая все внутренние элементы.

Предложения различных производителей могут отличаться нюансами – сплавом жилы или способом устройства защиты.

Для улучшения характеристик медную оплетку никелируют, а толщину наружного слоя увеличивают. Кроме того, материал ПВХ должен быть влагостойким и не поддающимся воздействию ультрафиолета.

Разновидности нагревательного кабеля

Все нагревательные системы подразделяются на 2 большие категории: резистивные и саморегулируемые. Каждый вид имеет свою область применения.

Предположим, резистивные хороши для обогрева коротких отрезков труб небольшого сечения – до 40 мм, а для протяженных участков водопровода лучше использовать саморегулируемый кабель (по-другому – саморегулирующийся, «самрег»).

Тип #1 – резистивный

Принцип действия кабеля прост: по одной или двум жилам, находящимся в изоляционной обмотке, проходит ток, нагревающий его. Максимальная сила тока и большое сопротивление в сумме дают высокий коэффициент тепловыделения.

В продаже имеются куски резистивного кабеля определенной длины, имеющие постоянное сопротивление. В процессе функционирования они отдают одинаковое количество тепла по всей протяженности.

При монтаже системы необходимо помнить, что одножильный кабель подключается с обоих концов, как на следующей схеме:

Замкнутые отопительные контуры чаще применяют для обогрева кровельной водосточной системы или для устройства «теплого пола», но вариант, применимый к водопроводу, тоже существует.

Для внутреннего монтажа одна жила не подходит, так как укладка «петли» займет много внутреннего пространства, к тому же случайное пересечение проводов чревато перегревом.

Двухжильный кабель отличается разделением функций жил: одна отвечает за нагревание, вторая – за подачу энергии.

Двухжильные резистивные кабели используются для водопроводных систем так же активно, как и самреги. Их можно монтировать внутрь труб, используя тройники и уплотнители.

Главный плюс резистивного кабеля – невысокая стоимость. Многие отмечают надежность, длительный срок службы (до 10-15 лет), простоту монтажа.

Но есть и недостатки:

  • высокая вероятность перегрева в местах пересечения или близкого расположения двух кабелей;
  • фиксированная длина – нельзя ни увеличивать, ни укорачивать;
  • невозможность замены перегоревшего участка – менять придется полностью;
  • отсутствие регулировки мощности – она всегда одинаковая по всей длине.

Чтобы не тратиться на постоянное подключение кабеля (что нецелесообразно), устанавливают термостат с датчиками. Как только температура опускается до + 2-3°С, он в автоматическом режиме запускает нагрев, при повышении температуры до + 6-7°С энергия отключается.

Тип #2 – саморегулируемый

Этот тип кабеля является универсальным и может использоваться для различного применения: обогрева кровельных элементов и систем подачи воды, канализационных магистралей и емкостей с жидкостью.

Его особенность – самостоятельная регулировка мощности и интенсивности подачи тепла. Как только температура опускается ниже контрольной точки (предположим, +3°С), кабель начинает нагреваться без постороннего участия.

В основе принципа работы самрега лежит свойство проводника уменьшать/увеличивать силу тока в зависимости от сопротивления. При увеличении сопротивления сила тока уменьшается, что ведет за собой и уменьшение мощности.

Что происходит с кабелем в момент охлаждения? Сопротивление падает – сила тока увеличивается – начинается процесс нагревания.

Преимущество саморегулируемых моделей состоит в «зональности» работы. Кабель сам распределяет свою «рабочую силу»: тщательно прогревает остывающие участки и поддерживает оптимальную температуру там, где сильный нагрев не нужен.

Чтобы полностью автоматизировать процесс включения/выключения кабеля, можно оборудовать систему термостатом, который “привязан” к уличной температуре.

Способы монтажа на водопровод

Существует два способа монтажа греющего кабеля – наружный и внутренний. В первом случае он крепится вдоль трубы (или наматывается на нее), во втором – заводится внутрь. Оба варианта имеют активное практическое применение, поэтому рассмотрим их более пристально.

Вариант #1 – наружный

Линейный монтаж кабеля вдоль водопроводной трубы выполняется легко. Провод фиксируется с одной стороны с помощью выдерживающих высокую температуру пластиковых хомутов или стекловолоконной самоклейки.

Держатели крепят с интервалом 0,3 м. Нельзя использовать крепления из металла. Высчитать длину кабеля несложно – она равняется длине трубы, которую необходимо обогреть.

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).

Строение резистивного кабеля

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.

Примерно в таком виде продают нагревательные кабели для водопровода

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.

Строение саморегулирующего кабеля

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.

Пример установки греющего кабеля внутрь трубы через сальник

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.

Виды тройников для монтажа греющего кабеля внутри водопровода

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).

Способы закрепления греющего кабеля на трубе

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.

Фитинги, краны необходимо прогревать лучше

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.

Пример утепления водопроводной трубы с нагревательным кабелем

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.

Греющий кабель для водопровода — схема подключения к терморегулятору

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.

Греющий кабель для водопровода — понятие, принцип работы

Стандартной причиной аварии отопительной или водопроводной системы в зимний период является промерзание воды. Такая ситуация может возникнуть с любой незащищённой трубой. Замерзание может стать причиной нарушения целостности водопровода. Для восстановления системы потребуется ремонт, который будет довольно сложно провести в условиях зимних температур.

Что такое греющий кабель

Наиболее эффективным для устранения проблемы замерзания труб является автономный обогрев трубы от независимого источника. Поддержку минимальной температуры в системе может обеспечить греющий кабель для водопровода. Специальное устройство включает обогрев при наступлении зимних температур, и водопроводные трубы, находящиеся на улице, продолжают работать без перебоев.

Греющий кабель похож на любой другой. Помимо стандартной начинки, он оборудован специальным автоматическим реле, предназначенным для регулировки режима нагрева. Греющий кабель включается автоматически при температурах от +5°С. Если начать прогревание трубы при серьезных морозах, напор воды придется снизить – быстрое оттаивание ледяных пробок может нарушить целостность водопроводной системы. В греющем кабеле имеется и термоограничитель, который автоматически выключает процесс нагревания трубы при достижении температуры свыше +15°С

Конструкция греющего кабеля допускает и автоматическую, и ручную регулировку его работы.

Особые требования предъявляются к внешней изоляции такого кабеля. Обшивка проводов должна выполнять несколько задач:

  • гидроизоляция;
  • электро изоляция;
  • устойчивость к атмосферным воздействиям;
  • длительный срок эксплуатации.

Достижение этих характеристик стало возможным благодаря использованию качественных изоляционных материалов и особой бесшовной конструкции оболочки.

Виды нагревательных кабелей

Греющий кабель для водопровода выпускается двух видов, отличающихся принципами настройки терморегулятора:

  • резистивные кабели
  • саморегулирующиеся

Наиболее эффективными кабелями считаются устройства, имеющие минеральную изоляцию. Кроме 1-2 жильных изделий хорошие показатели в работе продемонстрировали многожильные конструкции с жилами спиральной формы. Конструктивные особенности саморегулирующихся нагревательных проводов подобны резистивным устройствам. И в том и в другом случае присутствует пара токопроводящих жил.

В самонастраивающихся изделиях отсутствует изолирующее покрытие. Выделение тепла в таких устройствах может меняться по длине кабеля. Самонастройка происходит из-за изменения полимерного сопротивления жил – увлечение атмосферных температурных показателей приводит к росту сопротивления — подача темпа для обогрева воды в системе прекращается. При понижении температуры запускается обратный процесс.

Преимущества применения греющих кабелей:

  • надежность;
  • безопасность;
  • универсальность;
  • экономичность и пр.

Принцип работы греющего кабеля для водопровода

Греющие кабели используются для подогрева водопровода, кровли, карнизов и других элементов, где нежелательно замерзание воды зимой. Самым простым вариантом являются резистивные греющие кабели, они бывают одножильные и двухжильные.

Принцип работы резистивного кабеля

Резистивный кабель работает как обычный электрический нагреватель. Принцип работы заключается в том, что по проводнику с большим сопротивлением протекает ток при этом выделяется тепло. Чем больше сила тока и сопротивление проводника, тем больше тепловыделение.

Резистивный кабель продаётся кусками фиксированной длины, каждый кабель имеет постоянное сопротивление и при работе по всех своей длине выделяет одинаковое количество тепла.

В зависимости от способа подключения к электричеству резистивные кабели разделяются на одножильные и двухжильные.

Одножильный нагревательный кабель

Такой резистивный кабель состоит из одной проводящей жилы, покрытой изоляцией, затем экранирующей оплёткой и сверху наружной оболочкой. Схема одножильного кабеля показана на рисунке:

В одножильном кабеле есть всего одна проводящая жила и она же является нагревательным элементом. Такому кабелю нужно подключение к электричеству с обоих концов, а значит кабель нужно прокладывать петлёй: начиная от источника до конца обогреваемого участка водопровода и обратно, так чтобы оба конца кабеля были в одном месте.

Схема электрического подключения одножильного резистивного кабеля.

Одножильные кабели больше подходят для устройства замкнутого контура обогрева, например для тёплого пола или обогрева кровли. Если для обогрева участка водопровода используется одножильный кабель, его можно уложить с двух противоположных сторон трубы.

Использование одножильного резистивного кабеля для обогрева водопровода

Одножильный кабель можно монтировать только снаружи трубы. Монтаж внутрь трубы делать нет возможности по двум причинам:

  • проложенный одножильный кабель будет занимать в полости трубы свой двойной объём, что создаст дополнительные потери напора воды
  • неизвестно как будет располагаться кабель: он может наложиться в одном месте, и это приведет к перегреву.

Двухжильный нагревательный кабель

Двухжильный резистивный кабель имеет две проводящие жилы: одна имеет большое сопротивление и используется как нагреватель, а вторая — только для подведения электричества.

Двухжильный резистивный кабель

Таким образом оба конца кабеля не надо подводить к одному месту для подключения в электросеть, для этой цели есть возвратная жила. Схема подключения выглядит так:

Двухжильные кабели удобны для обогрева водопровода, их можно монтировать как снаружи, так и внутри водопроводной трубы. Монтаж кабеля внутри трубы особенно удобен на вертикальном участкеводопровода, например там, где он выходит из грунта под домом и поднимается вверх для ввода в помещение.

В трубу врезается тройник, так чтобы через верхний отвод внутрь трубы опустить кабель, а через боковой продолжить трубопровод в сторону потребителей. Для герметичного ввода резистивного кабеля внутрь труб есть специальные муфты с уплотнителями, выглядите это примерно так:

Комплект для монтажа греющего кабеля внутри трубы

Достоинства и недостатки резистивных кабелей

Самым главным плюсом резистивного кабеля является его простота и низкая цена. Так же он надёжен и при правильном мотаже имеет очень большой срок службы до 10-20 лет.
Среди недостатков резистивных кабелей можно выделить следующие:

  • их невозможно наращивать или укорачивать
  • если два резистивных кабеля перекрещиваются или находятся близко друг к другу, это приводит к их перегреву, разрушению изоляции и замыканию
  • сгоревший резистивный кабель нужно менять полностью, заменить только его часть нельзя
  • нагрев всегда происходит по всех длине и с максимальной мощностью

Резистивный кабель целесообразно использовать для подогрева небольшого участка водопровода, там где он проходит в одинаковых условиях и нет большого перепада по температуре. Если нужно греть водопровод большой протяженности, на каждом участке которого разные температурные условия, то лучше использовать саморегулирующийся греющий кабель.

В непрерывной работе греющего кабеля нет необходимости, поэтому чтобы не расходовать электричество зря, для управления используются термостаты. Они включают обогрев при понижении температуры водопровода ниже 3-4 градусов и выключают при температуре выше 5-6. Таким образом обеспечивается стабильная температура воды в водопроводе и при небольших затратах.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector