Ogrzewanie 

Cechy i przykład obliczeniowy elektrycznego kabla grzejnego do rur wodociągowych

Ekstremalne mrozy i niewystarczająco głębokie układanie systemów zaopatrzenia w wodę mogą prowadzić do ich awarii. Ochronę przed zamarzaniem można zapewnić przez ogrzewanie kablowe. Jego instalacja jest możliwa zarówno na etapie układania sieci wodociągowej (instalacja zewnętrzna), jak i w już zasypanym rurociągu (instalacja wewnętrzna).

Niezawodny montaż osiąga się dzięki specjalnym łącznikom. Zautomatyzowane ogrzewanie rur wodociągowych pozwala zoptymalizować wykorzystanie energii elektrycznej.

Treść artykułu

Dlaczego rury cieplne?

Rury grzewcze służą do ochrony ich przed zamarzaniem w niesprzyjających warunkach ekstremalnych zim. Ogrzewanie rurociągów kanalizacyjnych jest obowiązkowe w następujących przypadkach:

  • rury układane są na zewnątrz budynku;
  • autostrada leży powyżej poziomu zamarzania gleby;
  • są miejsca, w których rurociąg przechodzi z podziemi do części naziemnej;
  • znajduje się w nieogrzewanym pomieszczeniu (piwnica, strych itp.).

Nawet jeśli autostrada zostanie ułożona, istnieje ryzyko jej przemarznięcia w wyjątkowo mroźne zimy. Płyn transportowany kanałem może nie zestalić się całkowicie, ale nawet częściowo wykrystalizować może prowadzić do zablokowania naczynia wodne.

Specjalny kabel pozwala na ogrzanie powierzchni rur do optymalnej temperatury oraz utrzymanie nastawionych wskaźników przez cały okres kształtowania się niskich temperatur.

Z reguły system ogrzewania rur składa się z:

  • odpowiedni rodzaj kabla;
  • elementy złączne zapewniające ciasne dopasowanie kabla do rurociągu;
  • przewody zasilające, które łączą system z energią elektryczną;
  • elementy elektryczne (złącza, puszki, termostaty).

Kabel można nagrzewać do 120˚C. Warto jednak pamiętać, że wskaźnik ten jest szkodliwy dla rur z tworzyw sztucznych.

W przypadku układania rurociągów z tworzyw sztucznych warto wybrać produkt o mocy nie większej niż 11 W/m linii.

Rodzaje przewodów grzejnych

Elektryczny przewód grzejny do rur grzewczych różni się rozmiarem, mocą i rodzajem instalacji. Ale, instalatorzy rozróżniają dwa główne typy produkty:

  • rezystancyjny;
  • samoregulujący.

Rezystancyjny przewód grzejny składa się z dwóch żył. Na ich powierzchnię nakładana jest powłoka termoizolacyjna i osłonowa. Istota pracy produktu jest porównywalna z zasadą działania elementu grzejnego. Rezystancyjny przewód grzejny ma ściśle określoną rezystancję, dlatego nie można go dzielić na odcinki. Utrudnia to proces instalacji.

Ponadto kabel nagrzewa powierzchnię linii równomiernie na całej jej długości, co prowadzi do zużycia energii. Jeśli jedna sekcja systemu ulegnie awarii, cały produkt będzie wymagał wymiany.

Samoregulujący kabel grzewczy może być stosowany do każdego rodzaju rurociągu. Jego cechą jest obecność matrycy półprzewodnikowej. Umieszczony jest między przewodami zasilania prądem. Takie samoregulujące ogrzewanie kabel rurowy jest w stanie się dostosować w warunkach środowiskowych w różnych odcinkach kanału.

Pozwala to na bardziej racjonalne wykorzystanie energii elektrycznej, optymalizując wydajność systemu. Kabel samoregulujący można podzielić na segmenty.

Instalacja kablowa na zewnątrz rury

Montaż kabla na rurociągu w celu ochrony przed zamarzaniem można przeprowadzić na dwa sposoby: na zewnątrz rurociągu i wewnątrz. Pierwsza opcja jest prostsza. Dzięki niemu łatwiej jest przeprowadzić zarówno montaż, jak i demontaż systemu. Obejmuje następujące metody:

  1. Liniowo wzdłuż rurociągu kanalizacyjnego. W tym przypadku ogrzewanie elektryczne układa się w kilku równoległych do siebie liniach.
  2. Spirala wzdłuż autostrady. Taka instalacja wymaga przestrzegania etapu układania.
  3. Falisty. Metoda jest skuteczna, jeśli kabel jest dłuższy niż rura, a jego cięcie nie jest przewidziane (typ rezystancyjny).

Ogrzewanie elektryczne, montowane na zewnątrz, charakteryzuje się mocą od 17 do 30 W/m i więcej. Podczas instalowania przewodu grzejnego nad rurociągiem należy zwrócić uwagę na wytrzymałość mocowania. Montaż odbywa się w krokach co 200 mm.

Linie są mocowane taśmą lub bandażem żaroodpornym. Jeśli ogrzewanie elektryczne jest pokryte izolacją mineralną, lepiej przymocować produkt za pomocą taśm mocujących lub bandaża stalowego.

Poszukuję łączników do mocowania ogrzewania, warto zwrócić uwagę na następujące aspekty:

  • działa najskuteczniej na głównej powierzchni;
  • stosując opaskę kablową warto wziąć pod uwagę jej odporność na chemikalia i wysokie temperatury;
  • metalowe łączniki nie mogą być stosowane, jeśli kabel termiczny jest umieszczony w powłoce polimerowej;
  • taśma klejąca zawierająca aluminium zwiększa moc cieplną systemu; lepiej jest używać go do syntetycznych rur kanalizacyjnych.

Zrób to sam montaż kabla grzejnego na rurze wodnej (wideo)

Instalowanie kabla w rurze

Kabel grzejny jest montowany wewnątrz rury, jeśli konieczne jest ogrzanie małego odcinka rurociągu. Z reguły stosuje się produkty o mocy nie większej niż 13 W / m. Najczęściej tę metodę stosuje się do ochrony pomp znajdujących się na zewnątrz budynków przed zamarzaniem.

Działa podobny kabel termiczny, a także samoregulujący kabel zewnętrzny. Jednak jego instalacja wymaga instalacji trójnika. Z jego pomocą można łatwo wprowadzić ogrzewanie elektryczne wewnątrz rurociągu.

Chociaż taki kabel termiczny jest skuteczny w działaniu, jego zastosowanie ma szereg wad, m.in.:

  • spadek niezawodności systemu kanalizacyjnego dzięki wprowadzeniu trójnika;
  • zmniejszenie przepustowości rury (instalacja wewnętrzna jest dopuszczalna tylko wtedy, gdy jej średnica wynosi co najmniej 20 mm);
  • zwiększone ryzyko zatkania;
  • zwiększenie złożoności instalacji w obecności zakrętów i przejść w systemie rurociągów.

Ogrzewanie wewnątrz rury montuje się w następujący sposób:

  1. Zainstaluj trójnik lub w punkcie wejścia kabla.
  2. Przełóż samoregulujący kabel termiczny przez mocowanie.
  3. Zainstaluj etykietę ostrzegawczą w miejscu instalacji systemu kablowego.

Długość produktu musi odpowiadać długości linii. Nie wchodź do wewnętrznego ogrzewania rur.

Jak obliczyć kabel?

Aby ogrzewanie elektryczne skutecznie chroniło linię przed zamarzaniem, konieczne jest prawidłowe obliczenie jego mocy. To w równym stopniu zrekompensuje utratę ciepła w systemie. Aby wykonać obliczenia, warto wziąć pod uwagę następujące czynniki:

  • minimalna temperatura otoczenia dla regionu, w którym przebiega rurociąg;
  • punkt mocowania linii;
  • rodzaj rury, materiał jej wykonania, jej długość i długość odcinka, który ma być chroniony przez ogrzewanie;
  • grubość izolacji termicznej, a także współczynnik jej przewodności cieplnej;
  • obecność zbrojenia, podpór i innych dodatkowych elementów w wybranym obszarze.

Zwiększone ilości ciepła wymagają cienkiej i dużej długości rury. Wystarczalność izolacji termicznej można obliczyć korzystając z tabeli stosunku średnicy wyrobu do grubości izolacji.

Np. jeżeli średnica segmentu wynosi 15 mm, to grubość warstwy ochronnej powinna wynosić 20 mm, jeżeli średnica to 65 mm, to izolacja termiczna również powinna mieć 65 mm.

Jeśli na rurze znajdują się podpory lub łączniki, należy użyć więcej kabla, aby zapewnić ich ogrzewanie.

Wpływ strat ciepła na ilość kabla

Aby obliczyć potrzebną moc ogrzewania elektrycznego dla skutecznej ochrony przed mrozem, wymagane jest użycie stołu podgrzewacza rur. Uwzględnia to jego średnicę, różnicę między temperaturą cieczy w układzie a minimalną temperaturą otoczenia dla badanego obszaru, a także grubość izolacji.

Przykładowo, jeśli grubość izolacji wynosi 20 mm, minimalna temperatura to 20°C, a średnica rury 25 mm, to współczynnik strat ciepła wyniesie 6,6.

  • Ltp to długość linii;
  • Q to wartość współczynnika źródła ciepła z podanej tabeli;
  • P - moc kabla (na przykład produkt 17KSTM ma moc 17 W/m).

Należy zwrócić uwagę na to, że ogrzewanie wewnątrz rury ma taką samą długość jak sama linia, więc nie trzeba używać wzoru do dodatkowych obliczeń. Do wartości otrzymanej ze wzoru należy doliczyć długość dodatkowych elementów systemu (wsporników, kształtek) dla ich skutecznej ochrony przed zamarzaniem.