Можно ли использовать греющий кабель на пластиковой трубе

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:

Q =(2 * 3,14 * W * L * ( t  вн.  — t нар.  )/ Ln ( D / d тр.нар  )) *1,3, (1)

где:

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:

L кабеля=Q/Руд.каб., (2)

где:

Q — тепловые потери;

Руд.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 — Dтр.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)] / (Ln  (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.

Водопровод и канализацию не всегда удается проложить ниже глубины промерзания почвы. Утепление термоизоляционными материалами может оказаться неэффективным, особенно в суровых климатических условиях, в местах ввода и выхода коммуникаций. Надежная альтернатива – установка греющего кабеля дляводопровода и канализационных труб.

Виды греющего провода с характеристиками

Греющий кабель для водопровода.

Обогревательные провода преобразуют электрическую энергию в тепловую за счет высокого внутреннего сопротивления. Это гибкие изделия, которые можно уложить на поверхности любой конфигурации. Провод имеет минимум 2 слоя надежной изоляции, защищающей от вредного внешнего воздействия. Конструкция может включать фольгированный экран или медную оплетку, предотвращающие короткое замыкание, нейтрализующие магнитное поле.

Производится 2 вида нагревательных проводов – резистивные и саморегулирующиеся. Действие первых основано на способности металлов нагреваться, когда по ним проходит электричество. В саморегулирующихся конструкциях тепло выделяет специальная матрица, а проводники остаются холодными.

Основная характеристика всех греющих кабелей – мощность электроэнергии, которую они потребляют на 1 пог. м. Для размещения обогревающего изделия внутри трубопровода хватает 10 Вт/м. Наружная установка предполагает повышение удельной мощности от 20 Вт/м и больше.

При выборе греющего провода учитывают и другие характеристики, в числе которых:

• Максимально допустимая длина линии с учетом ответвлений. На параметры оказывают прямое влияние толщина, удельное сопротивление проводника, количество жил. Если превысить допустимую длину, может выйти из строя вся обогревательная система.
• Предельная рабочая температура – характеризует способность изделия поддерживать ее длительное время. Производится 3 линейки, каждая из которых рассчитана на эксплуатацию в соответствующих условиях.
• Максимально допустимая температура в отключенном состоянии.

Выпускаются обогревательные кабели круглого и плоского сечения. Последние больше подходят для наружного размещения. Продаются в комплекте с проводом для коммутации с рабочей частью. Для экономного расхода электроэнергии применяют термодатчик с автоматом управления. Саморегулирующиеся варианты используются с компактным терморегулятором, который устанавливается на подводящей проводке.

Резистивный – плюсы и минусы

Резистивный греющий кабель.

Для резистивного кабеля характерны простота конструкции и невысокая цена.

Выпускают 3 вида изделий:

• одножильные;
• двухжильные;
• зональные.

Производятся с заранее заданными характеристиками – длина и мощность. Особенность – в одинаковом прогревании по всей протяженности. Укорачивать нельзя, следует использовать весь провод, даже если размер больше требуемого. При обрезке увеличивается сопротивление. Это приводит к повышению температуры нагрева, как следствие – плавится изоляция, система ломается.

Монтаж требует предельной аккуратности – если повредить кабель на каком-то участке, придется менять всю систему. Исключение составляют зональные конструкции с параллельным подключением нагревателей. Резистивные изделия невозможно использовать для прокладки внутри трубопровода – мешает оголовок датчика температуры. Он должен находиться рядом с кабелем, поэтому наружный монтаж тоже не слишком удобный. Преимущество – в сравнительно низкой цене по сравнению с саморегулирующимся проводом.

Одножильный

Самая простая конструкция из немногих элементов включает:

• нагревательную металлическую жилу;
• внутреннюю изоляцию;
• медную экранирующую оплетку;
• внешний изолятор.

Максимально нагревается до +65°С. Для обогрева трубопроводов неудобен: к источнику тока необходимо подсоединить оба противоположных конца, которые иногда находятся на большом расстоянии.

Двухжильный

Отличие от одножильного изделия не только в количестве проводников, но и в самой конструкции:

• 2 нагревательные жилы находятся каждая в своей изоляции;
• третья дренажная расположена рядом с ними (голая);
• все жилы охватывает фольгированный экран;
• для внешней защиты служит термостойкая изоляция.

Изделия одножильные и двухжильные обеспечивают одинаковый прогрев по всей длине.

Зональный

Этот вид резистивного кабеля имеет независимые секции обогрева. Это обеспечивается особенностями конструкции. Проводник состоит из 2 жил с изоляцией, поверх которой смонтирована нагревательная спираль. Через равное расстояние она поочередно соединяется посредством контактных окон с токопроводящими жилами. Образуются параллельные независимые зоны обогрева с максимальной длиной 2 м.

Такая система имеет преимущества по сравнению с предыдущими. У нее стабильная мощность, независящая от внешней температуры. Но главное превосходство – возможность резать кабель в зависимости от требуемой длины в месте расположения зонного контакта. Часть провода – концевой участок до первого контакта – можно использовать для подключения к источнику питания.

Саморегулирующийся – плюсы и минусы

Принцип работы саморегулирующегося кабеля отличается от резистивных.

Это заложено в самой конструкции, которая состоит из таких элементов:

• 2 медные жилы в термопластичной матрице;
• 2 слоя внутренней изоляции;
• медная оплетка;
• внешняя изоляция.

Особенности устройства оборачиваются преимуществами, среди которых:

• Универсальное применение. Используют для подогрева трубопроводов изнутри и снаружи, а также резервуаров, крыш.
• Экономичное энергопотребление. Саморегуляция устроена так, что на участке с минимальной температурой нагрев самый большой, теплые отрезки потребляют меньше тока.
• Удобный монтаж. Провод можно разрезать по специальной маркировке, удлинять, не опасаясь потери функциональности. Не боится перехлестов.
• Перегрев или холодные зоны отсутствуют. Длина не оказывает влияния на теплоотдачу.

Недостаток только в высокой стоимости – самый дешевый самогреющийся кабель в 2 раза дороже резистивного. Но зато у него продолжительная эксплуатация – до 10 лет.

Принцип работы саморегулирующегося кабеля

Терморегулировка осуществляется полимерной матрицей, включающей углерод. Под его воздействием возникают токопроводящие связи различной силы в зависимости от температуры. При подключении изделия через проводники и углеродные контакты проходит ток, который нагревает матрицу. От повышения температуры увеличивается расстояние между ее графитовыми составляющими, что приводит к увеличению сопротивления. Сила тока падает, происходит охлаждение. Таким способом осуществляется непрерывная терморегуляция нагревающего кабеля.

Техника подключения кабеля для обогрева труб

Для всех видов греющих изделий в процессе монтажа необходимо заизолировать конец, соединить его с проводами подключения. Чтобы выполнить эти работы, понадобится небольшой комплект инструментов и материалов. Используются нож, пассатижи, бокорез и фен для строительных работ.

Подготовка кабеля к подключению.

В набор материалов входят различные по длине и диаметру изоляционные трубки и гильзы, которые используются в качестве клемм. Изоляционный материал особый, термоусадочный, с нанесенным внутри слоем клея, что способствует повышению качества защиты соединения. Для изоляции конца кабеля можно приобрести готовую к применению заглушку вместо термоусадочной трубки.

Установка концевой муфты выполняется в такой последовательности:

• срезают 2 см внешней изоляции;
• снимают оплетку;
• надевают муфту и прогревают феном;
• зажимают пассатижами.

Если работают с саморегулирующимся изделием, один провод отрезают вместе с матрицей короче на 10 мм, чтобы получилось 2 разных по длине жилы. Вместо дорогой заглушки можно использовать термоусадочную трубку. Ее надевают на подготовленные провода, прогревают феном, заливают клеем из термопистолета. Для надежности можно обмотать изолентой.

Во многом похожа процедура соединения 2 отрезков или подключения питающих проводов. Пошаговая инструкция несложная:

• Ножом разрезают общую изоляцию, освобождают жилы. Одну из них укорачивают, чтобы получилась лесенка. Подобное делают с другим куском.
• Зачищают концы проводов, на каждый надевают термоусадочную трубку. На один из проводников – общую длинную.
• Зачищенные концы вставляют в гильзы, зажимают. Начинают с более короткого провода. С другой стороны заводят жилы второго кабеля, обжимают. Убеждаются в прочности соединения, потянув в разные стороны.
• Натягивают малые термотрубки, обдувают феном, прижимают. Такую же операцию проделывают с общей термоизоляционной муфтой.

Видео: как подключить греющий кабель

В монтаже существуют нюансы. В частности, на кабеле имеется оплетка, и многие не знают, что с ней делать. Она служит для заземления, которое следует выполнить по всем правилам или отказаться от него. Есть несколько вариантов, как поступить в этом случае, и каждый требует своего подхода. После просмотра видеоматериала станет ясно, как подключить греющий кабель, на какие моменты обратить особое внимание.

Как установить и подключить резистивный провод своими руками

Для монтажа чаще выбирают линейный способ, при котором провод размещается и фиксируется снаружи трубы. Если она пластиковая, то материал низкой теплопроводности – получить хороший обогрев возможно, соблюдая в точности технологию. Высокая теплоотдача получается с использованием специальных труб с заглубленным каналом под обогревательный провод.

Линейное крепление нагревательного элемента осуществляется в такой последовательности:

• Снизу по всей длине полимерного трубопровода наклеивают алюминиевую фольгу полосой – это повышает теплоотдачу. С металлическими трубами проделывать подобное нет необходимости. Их очищают от ржавчины и всего, способного повредить изоляцию.
• Протягивают провод. Через каждых 30 см его приматывают клейкой лентой. Если мощности одного провода недостаточно, прокладывают 2 или больше параллельно, но с промежутком между ними.
• Сверху вдоль трубопровода наклеивается алюминиевая лента. Стараются обеспечить плотный контакт кабеля и трубы. Провода термодатчика и он сам прикрепляются отдельно поперечными лентами.
• Дополнительно электрокабель фиксируют пластиковыми хомутами, если не предусмотрена плотная наружная теплоизоляция. Они в случае отслаивания алюминиевой фольги будут удерживать провода.
• По завершении монтажа устанавливают теплоизолятор, стягивают хомутами.

Второй способ установки греющего кабеля для водопровода – спиральный. Его применение увеличивает нагрев на всем протяжении или в особо опасных местах ввода в дом, расположения кранов. Провод укладывают аккуратно, без резкого изгибания.

Спиральный способ установки греющего кабеля.

Работа выполняется в таком порядке:

• пластиковую трубу обматывают по всей длине металлизированным скотчем;
• спиралью наматывают электрокабель;
• закрепляют клейкой лентой на всем протяжении;
• хомутами фиксируют термодатчик и его провода;
• устанавливают утеплитель, закрепляют стяжками.

Спиральную намотку электрокабеля удобнее сначала сделать свободной, с провисанием, затем постепенно виток за витком подтягивать, добиваясь плотного контакта с трубой. Одновременно проводят фиксацию провода. Расстояние между витками – 4-5 см. На входе коммуникаций в дом, в местах установки запорной арматуры наматывают более плотно.

Существует тонкость в установке термодатчика – его изолируют от электрокабеля, а от трубы не нужно. Терморегулятор монтируют в помещении рядом с электрощитом или в нем, если прибор со специальным креплением. Подключают к сети через автомат мощностью 6 А. Желательно установить УЗО ближайшего большего номинала с током утечки 30 мА. Кабель и датчик подключают согласно схеме на терморегуляторе.

Монтаж саморегулирующегося кабеля

Изделия продаются метрами, когда от бухты отрезают необходимый кусок, или комплектом нужной длины. Во втором случае электрокабель имеет все для монтажа , в т. ч. муфты для установки внутри трубопровода. Полипропиленовые трубы укрывают фольгой, чтобы добиться равномерного распределения тепла.

Монтаж внутрь трубы.

Используется линейный и спиральный способы укладки, причем для внутреннего монтажа подходит только первый. Термодатчик не используется, но можно применить малогабаритный терморегулятор, который устанавливают на питающем холодном проводе. Кабель снаружи при линейной укладке располагают под трубой снизу, немного сместив в сторону. Тогда патрубок защитит его при подвижке грунта. Укладка любым способом снаружи не отличается от технологии, применяемой с резистентным нагревателем.

Обязательно выполняют тщательное утепление трубопроводов. Используют пенопластовые скорлупы, минеральную вату, вспененные теплоизоляторы. Это предохранит от рассеивания тепла наружу.

Источник: https://vodasovet.ru/vodoprovod/podklyuchenie-greyushhego-kabelya-svoimi-rukami