Обогрев трубопроводов греющим кабелем внутри трубы: виды и их устройство, как выбрать и монтаж

пошаговый инструктаж + рекомендации по выбору лучшего кабеля

Хотите защитить водопровод в холодное время от замерзания, выполнив монтаж греющего кабеля внутри трубы? Согласитесь, что предупредить проблему гораздо дешевле и проще, чем потом ликвидировать плачевные последствия. Вы решили все работы выполнить своими руками, но не знаете, с чего начинать?

Мы поможем вам разобраться с установкой кабеля. В статье приведен подробный инструктаж этого процесса, сопровождающийся пошаговыми фото. Разобраны нюансы подготовки материалов для работы, особенности размещения системы внутри трубопровода.

Подобраны тематические видео, содержащие рекомендации экспертов по правильной подготовке и подключению обогревающей системы в домашних условиях. Также приведены советы, которые помогут вам подобрать лучший кабель.

Содержание статьи:

Разновидности кабелей для обогрева труб

Правильно подобранная система обогрева – это залог долговечной защиты от замерзания любого типа трубопровода. Поэтому прежде чем остановиться на конкретном продукте, давайте ближе познакомимся с ассортиментом, предлагаемым рынком.

Кабельная продукция, имеющаяся в продаже, делится на 2 вида в зависимости от типа монтажа – предназначенная для размещения снаружи и внутри трубы.

Рассмотрим подробнее второй вариант, что в свою очередь подразделяется на 2 вида в зависимости от назначения трубопровода:

• для пищевых целей;
• для бытовых нужд и прочих задач.

В первом случае кабель имеет защитное покрытие из пищевого полимера, не влияющего на состав и качество воды, например, полиолефин, фторполимер.

У пищевых греющих кабелей оболочка не выделяет токсичных веществ при контакте с водой, что обеспечивает безопасность при использовании воды в пищу. Правда, эта особенность влияет на стоимость – изделие существенно отличается по цене

Во втором случае жестких требований к типу покрытия не предъявляют, но такую систему нельзя использовать для обогрева трубопровода пищевого назначения. Еще одно различие между кабелями заключается в принципе действия.

Все предложенные пользователю варианты делятся на две основные группы:

• резистивными;
• саморегулирующимися.

В первом случае речь идет об одно или двухжильном изделии. Производитель, как правило, сразу же выпускает готовую систему для монтажа, у которой предусмотрена определенная длина. Кабель часто снабжен вилкой для подключения в сеть. В резистивную систему дополнительно включается терморегулятор и датчик температуры.

А в случае с саморегулирующимся изделием дополнительные датчики и регуляторы не нужны. В нем за уровень нагрева отвечает полупроводящая матрица, способная включать и автоматически выключать систему при достижении определенных температурных показателей.

Греющий кабель с матрицей из полупроводников. По ее двум сторонам параллельно проходит две жилы, независимые друг от друга. Что позволяет делить подобный кабель на отрезки необходимой длины

На что смотреть при выборе кабеля?

Перед покупкой следует сразу же определиться, кто будет выполнять монтажные работы. Если в планах , то лучше остановиться на более простом варианте. Рассмотрим подробнее, какие критерии важны при выборе.

Критерий #1 — назначение трубопровода

Если требуется обогреть трубу, поставляющую в дом питьевую воду, то следует покупать кабель в пищевой оболочке. Все производители и магазины обязательно указывают эту характеристику в сопроводительных документах. Требования к оболочке кабеля для систем, транспортирующих стоки и техническую воду, не такие строгие.

Категорически нельзя в трубу с питьевой водой помещать кабельную систему из материалов, не предназначенных для прямого контакта с ней. Такое решение чревато проблемами со здоровьем

Не удивляйтесь, но изделие в безопасной для питьевой воды оболочке будет стоить дороже.

Критерий #2 — тип кабеля и длина системы

Перед покупкой нужно определить длину участка, который нуждается в обогреве. От этого будет зависеть и отрезок кабеля.

Сразу же стоит решить, какой тип вам предпочтительнее – резистивный или саморегулирующийся. Первый вариант – более дешевый. Но его срок эксплуатации короче, а установка сложнее, особенно для новичка в этом вопросе.

Еще одно существенное отличие резистивного провода в том, что купить можно греющее изделие лишь определенной длины – производитель подготовил различные варианты. Поэтому выбирать придется из имеющегося наличия. Более того, резистивная система чаще всего снабжена вилкой для подключения к питающей сети.

Резистивная система для обогрева трубопровода. В зависимости от качества материалов и производителя ее ценник может существенно отличаться

Второй вариант дороже, но проще в монтаже. продается в бухте, если покупатель отрезает определенную длину, или же есть готовые варианты греющей системы, снабженные силовым кабелем.

В независимости от выбранного варианта, следует быть крайне осмотрительным – не стесняться требовать сопровождающие документы от фирмы-производителя, гарантийный талон и сертификат качества продукции.

Критерий #3 — предпочтительная мощность изделия

Чтобы установленный кабель смог обогреть коммуникации, нужно правильно подобрать мощность. Эта характеристика также указывается производителем.

Для водопроводных систем используют трубы диаметром до 32 мм, для которых рекомендуют применять греющие системы на 9-16 Вт. Причем это мощность одного погонного метра. Чтобы вычислить общее значение, нужно указанный параметр умножить на всю длину кабеля.

Обогрев труб кабелем — наружи, изнутри, водопровод, канализация: что можно сделать

Цель этой статьи – прояснить какие задачи обогрева можно решить с помощью саморегулирующегося нагревательного кабеля, и с акцентировать внимание на том, что все таки электрический саморегулирующийся нагревательный кабель бывает разный и имеет смысл выбрать в продаже в интернет магазине подходящий именно к вашей ситуации.

Часто клиенты просят купить «просто греющий кабель», и начав разбираться понимаешь, что это не для праздного любопытства человек спрашивает, а действительно ему нужно. Но ведь и стоить саморегулирующийся кабель может по разному в зависимости от задач обогрева.

Или же пришедший человек может попросить «дайте мне ну вот простой», а потом оказывается, что он его внутрь канализационной трубы проложить хочет. И было бы неправильно, если бы он приобрел самый дешевый и часто покупаемый саморегулирующий неэкранированный 16 ваттный, который используется для обогрева водопроводных труб снаружи. Нужно выбирать  исходя из свойств, а не только исходя из цены.

Чтобы сделать правильный выбор в магазине или интернет магазине, вначале нужно определиться, для чего именно греющий кабель вам нужен. Ведь по характеристикам саморегулирующиеся кабели очень различаются, и лучше всего, если вы сами будете понимать более ясно, для чего он вам нужен.

Решаемы все задачи, но оптимально подойдет не каждый кабель, и дело не в том чтобы он «чуть меньше потреблял, или был бы недорогой», а чтобы он действительно полностью был бы способен обогреть трубу или водопроводный узел, причем на длительном промежутке времени. Чтобы все подошло оптимально и работало экономно.

Чтобы вам, как покупателям проще было сделать выбор — ниже перечислены четыре основные задачи обогрева:

Обогрев труб водопровода снаружи (если есть доступ к обогреваемой трубе снаружи)

Обогрев труб водопровода изнутри

Обогрев канализационных труб снаружи (если есть доступ к обогреваемой трубе снаружи)

Обогрев канализационных труб изнутри

В случае обогрева труб греющим кабелем снаружи на трубу важным критерием является материал труб: металлические водопроводные и канализационные трубы допустимо обогревать только экранированным нагревательным проводом,  а на пластиковые пнд полиэтиленовые трубы водоснабжения чаще берут саморегулируемый неэкранированный прогревочный термокабель – он дешевле.  Ну и конечно прежде чем покупать и выбирать провод обогрева нужно знать пусть даже примерно диаметр трубы – от этого зависит выбор номинальной мощности нагревательного кабеля.

Если вы скажете нам, что нужен не просто самый дешёвый  тепловой саморегулируемый кабель, а еще и какие именно трубы ему предстоит обогревать и при каких условиях нужно отапливать трубопровод, то это очень ускорит и облегчит выбор и покупку правильного недорогого греющего саморегулирующего кабеля.

Также имеет смысл заранее продумать утепление. Здесь все просто — чем толще утепление трубы — тем проще и дешевле электрический саморегулирующий греющий кабель будет ее обогревать.

электро обогрев водяных труб для подачи воды в системе трубопровода

Содержание:

В домах, расположенных за пределами города, водоснабжение осуществляется путем забора воды из скважины и подачи ее по трубам. Сильное понижение температуры воздуха может привести к замерзанию трубопровода и прекращению его функционирования. Для решения проблемы на дачном участке или в загородном доме можно уложить трубы глубоко под землей, где они станут недоступными для сильных морозов. Но в некоторых ситуациях решить задачу таким методом невозможно.

На помощь приходит обогрев, который защищает водопроводные, канализационные и топливные трубы, обеспечивая непрерывный поток воды и тепла в помещение, а также отвод стоков.

Поэтому стоит внимательно изучить разновидности обогрева для труб, их непосредственные функции и монтаж.

Сегодня наибольшая эффективность защиты от замерзания отмечается при электрообогреве труб, с помощью специального кабеля, помещенного внутри трубы или поверх ее.

Кабели для поверхностного обогрева трубопроводов

Чаще всего при обогреве трубы для подачи воды нагревающие элементы располагают поверх нее.

Защитить трубы от размерзания с помощью электрообогрева можно следующими способами:

• Укладывая определенное количество кабелей прямолинейно вдоль трубы.
• Используя волнообразную укладку.
• Оборачивая трубу нагревательным элементом по спирали.

Использование наружного электро обогрева водяных труб из пластика или металла требует обязательного соблюдения двух условий:

• Применение теплоизоляционных материалов, например, минеральной ваты или пенопласта.
• Теплоизоляционный материал не должен пропускать влагу.

Кабели, обогревающие трубу изнутри

Система обогрева трубопровода, подразумевающая установку нагревательных элементов внутри трубы, пользуется большой популярностью.

Такие элементы отличаются особой жесткостью, что делает проще их установку на прямых трубах. Помимо этого специальное покрытие кабеля из пищевого полиэтилена препятствует появлению вредных выделений в результате функционирования, которые могут оказывать влияние на вкусовые качества воды.

Установка кабеля внутри трубы требует точного измерения обогреваемого участка, так как обрезать нагревательный элемент или сворачивать его в петлю строго запрещено.

Саморегулирующийся кабель для обогрева труб

Саморегулирующиеся нагревательные кабели используются не только для прогрева трубных изделий. Они могут выполнять функцию стаивания снега в водосточных системах, а также поддержания определенной температуры в трубопроводах, транспортирующих горячую воду.

Обогрев труб таким способом считается самым надежной и экономически выгодной защитой от замерзания. Нагревательный саморегулирующийся кабель обладает отличительным свойством, которое позволяет выделять мощность в соответствии с требуемыми условиями теплоотдачи индивидуально для каждой части. Благодаря этому охлажденные трубы получают больше тепла, а теплые – меньше. В результате не допускается перегревание трубы, и понижаются расходы на электрическую энергию. Читайте также: «Кабель саморегулирующийся для обогрева труб – виды и способы использования».

Установка саморегулирующегося кабеля проводится поверх трубы. Это позволяет быстро и просто выполнить самостоятельный монтаж кабеля, отрезав нужную длину и подключив к системе электропитания на 220 В.

Система обогрева и защиты трубных элементов от перемерзания подбирается индивидуально для каждого конкретного случая, чтобы качественно и эффективно противостоять низкой температуре воздуха, оказывающей влияние на водопроводные и канализационные системы.

Основное назначение нагревательных кабелей

• Препятствовать замерзанию жидкости и образованию конденсата в трубах. Эта задача актуальна и в холодное время года при необходимости защиты от замерзания, и в условиях теплого климата, как способ, предотвращающий чрезмерное загустение продуктов.
• Компенсировать потери тепла. Важность этой функции отмечается в случаях, когда требуется совпадение температуры входящей и выходящей рабочей среды. В этой ситуации обогрев возмещает отдачу тепла трубой, а также разогревает трубу до технологической температуры в случае непредвиденной остановки.
• Технологический обогрев. Потребность в этой функции возникает при необходимости поддержания в трубе определенной температуры протекающего процесса. Однако, если в результате наблюдается поглощение тепла, то система должна иметь определенный запас мощности.
• Стартовый разогрев. Система должна разогревать рабочую среду в активном участке трубопровода и обеспечивать оптимальные условия для ее транспортировки в других местах.

При обогреве труб для подачи воды с одинаковой эффективностью применяются саморегулирующиеся и резистивные нагревательные кабели. Но при использовании первого варианта снижение температуры способствует большему выделению тепла кабелем, а повышение температуры снижает тепловыделение. Читайте также: «Как сделать защиту от замерзания труб греющим кабелем – проверенные способы».

Использование саморегулирующихся кабелей во многом упрощает составление проектов и расчетов системы, существенно повышает ее надежность, увеличивает эксплуатационный период и снижает расходы на электроэнергию.

Мощность и длина кабеля устанавливается в соответствии с расчетами, которые определяют потери тепла трубы. На тепловые потери оказывают влияние следующие параметры:

• Размер трубопровода.
• разновидность теплоизоляционного материала и его толщина.
• Температурные значения окружающей среды.
• Температура, которая необходима для поддержания жидкости.

Теплоизоляция трубопроводов выполняется при помощи следующих материалов:

• Пенополиуретаном.
• Вспененным полиэтиленом.
• Минеральной ватой.
• Другими рулонными утеплителями.

Теплоизоляционный слой должен иметь толщину не меньше 5 см и быть надежно защищенным от проникновения влаги, которая значительно снижает его эффективность. Читайте также: «Какой кабель для обогрева труб выбрать – типы и способы использования».

Монтаж нагревательных элементов на трубопровод

Перед выполнением монтажных работ следует проверить качество изоляции кабеля. Она должна быть выполнена алюминиевым скотчем или алюминиевой трубой. Изоляция не допускает непосредственного контакта нагревательного кабеля с теплоизоляцией.

Установка кабеля на трубопроводах бытового назначения проводится несколькими способами:

1. Нагревательные элементы вытягивают вдоль трубы и фиксируют их алюминиевой липкой лентой.
2. Отмеряют нужное количество кабеля и провешивают его вдоль трубы с образованием петель. Алюминиевым скотчем закрепляют основные части кабеля на трубе. Затем получившимися петлями обматывают трубу, также приклеивая их скотчем.
3. Обматывают обогреваемый участок кабелем, выдерживая определенный шаг. Фиксацию нагревательного элемента выполняют алюминиевой липкой лентой.

Независимо от способа установки на трубопровод, оснащенный нагревательным кабелем, в обязательном порядке наносится маркировка «200 В, опасно, нагревательный кабель».

В большинстве случаев управлять системой, которая защищает трубопровод от замерзания, обязательно необходимо с помощью терморегулятора. Использование именно этого элемента позволяет свести к минимуму расходы на электроэнергию и гарантирует эффективное нагревание водопроводной системы, предотвращая замерзание трубных элементов  холодного и горячего водоснабжения в холодное время года.

Самогреющий кабель для водопровода: как утеплить водопровод с помощью греющего кабеля

Прежде чем начинать рассмотрение темы, необходимо внести некоторую ясность в терминологию. И в первую очередь — разочаровать тех, кто ищет действительно самогреющий кабель для водопровода: они его никогда не найдут, так как такового попросту не существует. Здесь очевидная «игра слов» на уровне жаргонизма, приведшая к подмене понятий. Никакой кабель не станет греть сам по себе – без подключения к сети питания это невозможно.

Иное дело, что некоторые разновидности таких нагревательных кабелей имеют интересную схему строения, дающую эффект саморегуляции, то есть изменения температуры нагрева в зависимости от окружающих условий. Вот о них и пойдет речь далее. Так что статью было бы правильнее назвать – «Саморегулирующийся греющий кабель для водопровода».

Для чего и где необходимо подогревать водопровод?

Для чего – вопрос риторический, конечно. Все знают, что случается с водой при отрицательных температурах, и к чему может привести ее замерзание в ограниченном объёме (в частности – в трубе). Так что зимой прихваченный морозом водопровод не только осложняет жизнь хозяевам дома отсутствием воды. Очень вероятна серьезная авария, влекущая за собой масштабные ремонтно-восстановительные работы.

Хозяевам городских квартир с этим вопросом проще – они по договору получают воду уже на входе в свои владения. Владельцу частного дома всегда есть над чем думать – у него обязательно найдется участок наружной подземной прокладки трубопровода от автономного источника или от центрального коллектора. И сохранность этого участка – целиком на его совести.

Напрашивающееся решение – размещать трубопровод на такой глубине, где никогда гарантированно не будет температуры ниже нуля (за счет геотермального тепла). То есть – прокладывать трубы ниже уровня промерзания грунта, добавив еще для надёжности 300÷500 мм глубины.

Это действительно решение, но, увы, не полное, да и не всегда возможное. По той простой причине, что грунт на участке строительства может просто не позволить прокладку глубоких траншей.

Но даже если с этим проблем нет – все равно труба должна «вынырнуть» с глубины, чтобы войти в дом до станции подготовки или коллектора раздачи.  А это означает, что наверняка будут участки на подъёме, при проходе через замерзающие слои грунта, через ленточный фундамент, через пространство между грунтом и перекрытием, если дом покоится на свайном или столбчатом фундаменте. Наконец, на пути трассы могут быть и неотапливаемые подвальные или цокольные помещения, где воду тоже может «прихватить».

Только лишь термоизоляцией здесь отделаться невозможно. Утеплитель способен предупредить быстрый уход тепла, но ни одной калории он добавить не в состоянии.  То есть длительное время с морозом ему в одиночку не справиться. Значит, нужен какой-то минимальный нагрев, чтобы удерживать воду выше нулевой отметки.

Благо, такие уязвимые участки чаще всего располагаются поблизости от дома или непосредственно в нем. Это все же несколько упрощает хлопоты по защите их от промерзания.

Какие варианты напрашиваются для этого помимо качественной термоизоляции? Пускать вдоль водопровода тепловой спутник с горячим теплоносителем от системы отопления? Это далеко не всегда возможно, но зато всегда – очень хлопотно. Значит, остается электрический обогрев.

Именно для таких целей разработаны нагревающие кабели различного типа. В том числе – и интересующие нас саморегулирующиеся.

Как устроен и как действует саморегулирующийся нагревательный кабель для водопровода?

Принцип преобразования электрической энергии в тепловую – то что надо в таких условиях. Имеется в виду, что не требуется какого-то сложного монтажа, а само оборудование имеет очень компактные размеры.

Главным «рабочим органом» становится кабель, естественно, заключенный в очень надёжную со всех точек зрения изоляцию. Располагаться этот кабель может как снаружи трубы, так и в ее полости, предохраняя наиболее уязвимые участки водопровода от замерзания. В любом случае изоляция должна гарантированно исключать порывы, замыкания, плавление, пробои на корпус трубы или в воду, другие неприятности.

Казалось бы, самый простой вариант – обычный резистивный нагрев, по типу спирали или ТЭНа.

Действительно, такие нагревательные кабели предлагаются в продаже. Они несложны по устройству – роль нагревателя выполняет проводник, изготовленный из особого сплава, имеющий определенное повышенное электрическое сопротивление. При пропускании тока (подключении кабеля к сети) проводник нагревается, отдавая тепло через слои изоляции стенкам трубы.

Резистивные кабели бывают одножильным (крайне неудобными в рассматриваемых условиях) и двужильными. У двужильных, в зависимости от модели, или оба проводника могут играть роль активного нагревательного элемента, или один служит только для коммутации замкнутой цепи, а второй становится «ТЭНом». В любом случае двужильный кабель должен иметь концевую муфту, в которой оба проводника замыкаются.

Такие кабели обладают массой достоинств, к коим можно отнести высокие показатели мощности нагрева, простоту конструкции и, соответственно, относительно невысокую цену.

Но некоторые недостатки резистивного нагрева все же заставляют задумываться о поиске более совершенных вариантов. Есть немало сложностей в управлении такой системой. Ее никак нельзя назвать экономичной. Нагрев производится одинаково по всей длине кабеля, то есть если кабель настраивается по самому холодному участку, в некоторых местах температура может быть явно избыточной (с точки зрения экономии, конечно).

Недопустима укладка таких кабелей с перехлёстом – в этих точках почти гарантировано быстрое перегорание.

И еще одно — такие кабели обычно реализуются в виде готовых изделий определенного метража – как, скажем, готовая спираль или ТЭН. И самостоятельное изменение длины (наращивание или укорочение) запрещено — оно неизбежно сопровождается изменением всех характеристик кабеля: сопротивления, тока нагрузки, вырабатываемой тепловой мощности. Это может привести к весьма неприятным последствиям, например, нагрев становится недостаточным, или кабель, не отработав и пары месяцев, перегорает.

Поэтому с этих позиций намного более выгодным видится использование саморегулирующегося кабеля.

Устроен он – совершенно иначе, да и принцип его действия – совсем другой.

Устройство показано на примере высококачественного нагревательного кабеля «SelfTec® DW»:

1 – наружная защитно-изолирующая оболочка из полиэтилена низкого давления (LDPE). Этот полимер полностью безопасен для любых пищевых продуктов, то есть никак не испортит и качества воды, если кабель предполагается разместить внутри трубы.

2 – второй слой внешней оболочки выполнен из прочного и гибкого полимера, модифицированного полиолефина, обладающего отменными диэлектрическими характеристиками и стойкостью к перепадам температур.

3 – экранирующая оплетка из луженой медной проволоки.

4 – еще одна экранирующая оплетка – на этот раз из алюминиевой фольги.

5 – основной слой диэлектрика – полиолефиновая изоляция.

6 – полупроводниковая нагревательная матрица – основной «рабочий элемент» кабеля.

7 – залитые в материале матрицы два медных проводника (в показанном примере – луженые)

В чем же особенности работы такого кабеля? Давайте разбираться…

Так как проводники кабеля изготовлены из обычной меди, то совершенно очевидно – никакой резистивной функции они выполнять не будут. Этот металл – отменный проводник с очень невысоким сопротивлением. Так что провода выполняют роль токонесущих шин (для фазы и нуля), и потому между собой напрямую не закорочены – в отличие от двухжильных резистивных кабелей, в концевой муфте жилы надежно изолированы одна от другой.

А проводимость тока идет через полупроводниковую матрицу. Причем, одновременно по всей длине нагревательного кабеля. То есть любой отдельно взятый участок кабеля можно рассматривать как самостоятельную цепь с питанием через общие шины.

А вот матрица, при пропускании через себя тока, дает требуемый нагрев. Но это еще – не самое главное. Не зря было указано, что материал матрицы – полупроводник, то есть в него заложены определенные свойства. А конкретно – количество n-p переходов, то есть создаваемых «цепочек» проводимости, имеет свойство изменяться с изменением температуры. .

Чем ниже температура, тем больше создается «дорожек проводимости», тем больше проходит тока, тем больше нагрев.

С ростом температуры проводимость матрицы начинает снижаться – стало быть, уменьшается и количество выделенного кабелем тепла.

На определенном пределе нагрева проводимость может и вообще практически «закупориться» или стать столь низкой, то потребление тока будет минимальным, а нагрев – практически неощутимым.

Согласитесь, это очень удобно.  Как мы уже видели, на участке прокладки нагревательного кабеля чередуются весьма различающиеся по внешним температурным условиям зоны. То есть труба может, например, прокладываться на безопасной глубине, затем постепенно подниматься (зимой это будет характеризоваться понижением температуры), проходить через массивный фундамент, страшно вытягивающий тепло, затем попадать в теплое помещение домашней насосной станции.  То есть при использовании саморегулирующегося кабеля на каждом отдельно взятом участке в зависимости от температуры будет свое потребление тока и свой локальный нагрев. Значит, можно достичь немалой экономии, не рискуя при этом заморозить свой водопровод.

Понятно, что стоимость подобных нагревательных кабелей может быть в несколько раз выше резистивных. И это, наверное, единственный их недостаток. Но зато и достоинства – очевидны.

Кстати, еще об одном преимуществе. Такой кабель можно приобретать готовыми секциями, то есть с уже установленными «холодными проводами» (провода для подключения к сети) и концевой изолирующей муфтой. Но это бывает не всегда удобно – в ассортименте магазина на момент покупки может не оказаться нужного набора.

Но вполне можно приобрести такой кабель и метражом, то есть ровно столько, сколько требуется по результатам проведения расчетов.

Такой кабель можно свободно резать — на внешней оплетке имеется маркировка по длине в бухте и отметки мест реза. Правда, перед монтажом предстоит на одном конце кабеля самостоятельно скоммутировать и заизолировать «холодные провода», а на втором – концевую изолирующую муфту. Задача очень ответственная, но суперсложной ее не назовешь. Как это проводится – будет рассказано ниже.

Понятно, что при покупке комплектующих необходимо иметь определенную информацию о том, сколько и какого кабеля потребуется для обогрева «проблемного» участка водопровода. Как получить такую информацию – расскажем в следующем разделе.

Как проводится расчет нагревательного кабеля?

Если точнее – необходимо определить, какой метраж кабеля какой удельной мощности обеспечит гарантированную защиту уязвимого участка водопровода от замерзания.

Начнем с того, что любой кабель характеризуется удельной тепловой мощностью. Этот показатель говорит, сколько ватт тепловой энергии можно снять с погонного метра кабеля при его штатной работе. Такой показатель обычно нанесен маркировкой на верхнюю оплётку, наряду с другими данными.

А так как параметр мощности саморегулирующегося кабеля – величина, как мы помним, зависящая от температуры, то обычно для таких изделий указывается средняя мощность в оптимальной точке выше границы замерзания – примерно 10 ℃. Этот порог, кстати, и дальше будет фигурировать в наших расчетах.

Надо сказать, что нет четкой линейки мощностей таких кабелей – в разных производителей могут быть свои «шкалы». Но если оценить в общем, просмотрев немало предлагаемых вариантов, то можно судить, что попадаются кабели с удельной линейной мощностью от 7 и до 50 Вт/м.

Понятно, что расположенный под термоизоляцией на теле трубы или внутри утепленной трубы греющий кабель должен быть в состоянии полностью восполнить неизбежные теплопотери и иметь небольшой запас мощности. Так, чтобы ни при каких обстоятельствах не допустить начала морозной кристаллизации воды в неподвижном ее состоянии.

Существует специальная теплотехническая формула, позволяющая просчитать тепловые потери из утепленной трубы, отталкиваясь от диаметра этой трубы, толщины и теплопроводных качеств термоизоляции, разницы температур. Надо сказать, формула довольно громоздкая, содержащая логарифмические функции, и своим видом способная отпугнуть далекого от теплотехники читателя. Но можно обойтись и без нее – по этой формуле проведены расчеты и составлены таблицы данных, которых в нашем случае будет достаточно.

Такая таблица расположена ниже.

• В верхней строке указаны диаметры труб, для которых ведется расчет.
• Крайний левый столбец – это толщина термоизоляционного материала, в который «одета» труба. Коэффициент теплопроводности для расчета был взят усредненный, порядка 0,04 Вт/м×℃, что в полной мере соответствует большинству качественных современных трубных утеплителей.

Кстати, здесь тоже не все отдается «на откуп самодеятельности». Существуют определенные рекомендованные рамки, которых следует придерживаться. Так, для труб с диаметром условного прохода до 20 мм (¾») слой термоизоляции должен составлять не менее 20 мм, с ДУ до 32 мм (1¼ «) – 30 мм, с ДУ 40 мм (1½») – 40 мм, ДУ 50 (2.0″) – 50 мм, и так далее. В противном случае можно разориться на обогреве водопровода, но так и не достичь нужных результатов.

• Во втором столбце для каждой из толщин показано по четыре варианта разницы температур – от 20 до 60 градусов. Что это значит?

Берется разница между температурой в самую холодную декаду зимы, свойственную данной местности, и значением в +10 ℃, к которому мы будем условно стремиться подогнать воду в трубе, не допуская ее замерзания. То есть если в регионе зимы мягкие, и морозов ниже -10 ℃ градусов практически и не бывает, то все равно разница получается ΔT = 20 градусов – это в условиях России, наверное, минимум. Если морозы под -30 ℃ — разница 40 градусов и т.п.

На пересечении выбранной строки с толщиной термоизоляции и разницей температур и столбца с диаметром трубы получаем искомое значение удельных расчетных тепловых потерь с одного метра трубы.

Расчетные тепловые потери на 1 погонный метр трубопровода, Вт/м

Толщина термоизоляции	ΔT°С	ø 15 мм	ø20 мм	ø25 мм	ø32 мм	ø40 мм	ø50 мм	ø80 мм	ø100 мм	ø150 мм
10 мм	20	7.2	8.4	10	12	13.4	16.2	23	29	41
	30	10.7	12.6	15	18	20.2	24.4	34	43	61
	40	14.3	16.8	20	24	26.8	32.5	45	57	81
	60	21.5	25. 2	30	36	40.2	48.7	68	86	122
20 мм	20	4.6	5.3	6.1	7.2	7.9	9.4	13	16	22
	30	6.8	7.9	9.1	10.8	11.9	14.2	19	24	33
	40	9.1	10.6	12.2	14.4	15.8	18.8	25	32	44
	60	13.6	15.7	18.2	21.6	23.9	28.2	38	48	67
30 мм	20	3.6	4.1	4.7	5.5	6	7	9	11	16
	30	5.4	6.1	7.1	8.2	9	10.6	14	17	24
	40	7.3	8.3	9.5	10.9	12	14	19	23	31
	60	10. 9	12.4	14.2	16.4	18	21	28	34	47
40 мм	20	3.1	3.5	4	4.6	4.9	5.8	8	9	12
	30	4.7	5.3	6	6.8	7.4	8.6	11	14	19
	40	6.2	7.1	7.9	9.1	10	11.5	15	18	25
	60	9.4	10.6	12	13.7	14.9	17.3	22	27	37
50 мм	20	2.8	3.1	3.5	4	4.3	5	7	8	10
	30	4.2	4.7	5.3	6	6.5	7.4	10	12	16
	40	5.6	6.2	7.1	8	8.6	10	13	16	21
	60	8. 4	9.4	10.6	12	13.8	15	19	23	31
75 мм	20	2.4	2.6	2.9	3.2	3.5	3.9	6	7	8
	30	3.5	3.8	4.3	4.8	5.2	5.9	7	9	11
	40	4.7	5.2	5.8	6.5	7	7.8	10	12	15
	60	7.1	7.8	8.6	9.7	10.4	11.8	15	17	23
100 мм	20	2	2.3	2.5	2.8	3	3.4	5	6	7
	30	3.1	3.5	3.7	4.2	4.4	4.8	6	7	9
	40	4.2	4.6	5	5.6	6	6.7	8	10	12
	60	6. 2	6.8	7.6	8.4	9	10.1	12	15	19

Например: на водопроводную трубу диаметром 50 мм будет надеваться пенополистирольная «скорлупа» толщиной 30 мм. Найти удельные теплопотери, если самыми сильными морозами считается – 20 ℃.

Отыскиваем по таблице сначала толщину утеплителя в 30 мм, в этой группе – разницу температур в 30 градусов. На пересечении со столбцом для диаметра трубы 50 мм получаем: теплопотери равны 10,6 Вт с погонного метра.

Зная удельные теплопотери, можно рассчитать длину кабеля для обогрева участка водопровода. Для этого потребуются следующие данные:

— Длина участка трубы, на котором по замыслу будет укладываться греющий кабель. Понятно, что это суммарная длина, то есть с учетом всех горизонтальных, вертикальных, наклонных промежутков, если таковые есть.

— Паспортная удельная мощность кабеля, Вт/м. Эта мощность не должна быть меньше удельных теплопотерь.

Кстати, на этот счет можно встретить и рекомендации, наработанные, как говорится, эмпирическим путем.

Рекомендуемые показатели удельной мощности нагревательного кабеля в зависимости от диаметра трубы:

— Какой кабель будет использоваться – обычный резистивный или саморегулирующийся. Понятно, что в нашей статье нас разговор идет о саморегулирующемся, но просто алгоритм подсчета универсален, поэтому и предлагается выбор. От этого зависит величина поправочного коэффициента.

— На величину коэффициента запаса влияет ещё и наличие каких-то сложных участков, например, крупных кранов или задвижек, металлических опор. Такое на домашнем водопроводе встречается нечасто, но все же. Если для обогрева этих элементов дополнительная длина кабеля просчитывался отдельно – это одно. А если нет – то придется сделать запас и на это обстоятельство.

Быстро провести расчет поможет наш онлайн-калькулятор:

Калькулятор расчета длины нагревательного кабеля для водопровода.

Перейти к расчётам

Кстати, при определённых обстоятельствах результат расчета может быть таким, что длина кабеля получается меньше длины участка. Естественно, такой результат говорит о достаточности в плане эксплуатационных возможностей. Но, понятно, на практике кабель короче быть попросту не может, так как должен проходить по всему намеченному участку хотя бы в одну линию.

Рассчитывать длину кабеля для внутреннего размещения, в трубе – нет никакого смысла, так как она априори равна длине участка от его дальнего конца до вводной муфты. Можно лишь добавить еще 0,5 м на коммутацию.

Как правило, внутренний обогрев практикуется с трубами диаметром не более 25 мм. и с использованием исключительно качественного саморегулирующегося кабеля мощностью порядка 10 Вт/м, в надежной и экологически чистой оболочке из пластика, допускающего контакт с пищевыми продуктами и питьевой водой.

Как подготовить греющий кабель в монтажу?

Когда рассматривались достоинства саморегулирующихся кабелей, отдельно отмечалось, что потребителю предоставляется возможность приобрести любой по длине отрезок (с учетом, конечно, допустимой кратности реза). Но в этом случае придется самостоятельно провести некоторые работы по подготовке кабеля к дальнейшей установке на или в трубу. В любом их случаев предстоит выполнить коммутацию токонесущих жил кабеля с «холодными проводами» питания, а также закрыть дальний конец надежной изолирующей муфтой.

Пугаться не стоит – сейчас мы пошагово разберем, как это делается.

Иллюстрация	Краткое описание выполняемой операции
	Покупая саморегулирующийся греющий кабель метражом, не забываем сразу приобрести и специальный монтажный комплект для выполнения коммутации с электропроводкой и изоляции. В такой комплект входят обжимные гильзы, отрезки термоусадочных трубок разного диаметра и длины. Пример такого набора показан на иллюстрации. Можно, конечно, собрать такой комплект и самостоятельно. При этом желательно использовать специальную термоусадку, имеющую на внутренней стороне адгезионный (клеящий) слой, активизирующийся при нагреве. Достоинством готового комплекта может быть и то, что в него часто включают готовую концевую изолирующую муфту. Это удобно, но если ее и нет, можно обойтись и просто термоусадкой.
	Для работы готовится верстак (стол). Из инструментов понадобится острый нож, кусачки, строительный фен. Первая операция – снятие внешней оболочки с того края кабеля, к которому будут подключаться «холодные концы», то есть провода питания. Она снимается на участке длиной примерно 45 мм. Сначала ножом делается аккуратный надрез по окружности…
	…а затем – от этого кольцевого надреза – продольный к краю. После этого участок верхней плотной изоляции должен легко удалиться. Под ним во многих марках кабеля обнаружится еще и экранирующая оплетка. Но в рассматриваемом примере заведомо приобретался кабель без заземляющей оплётки, так как предполагалось его подключение к линии, не оснащенной заземляющим контуром. Если же экран есть, и он будет подсоединяться к кабелю питания, то его расплетают, убирают в сторону и скручивают тугой косичкой. Так, чтобы он пока не мешал дальнейшим операциям.
	Еще один слой внутренней изоляции закрывает уже саму матрицу. Очень аккуратно его также удаляют.
	Теперь пришел черед аккуратно разделить матрицу надвое по центру. Так, чтобы рез не доходил примерно на 5 мм до края оголённого участка.
	На слегка разведенные в стороны половинки матрицы одеваются термоусадочные трубки. При этом будет правильным заранее вырезать фрагменты так, чтобы один был примерно на 20 мм короче. Такая нехитрая мера даст возможность разнести на некоторое расстояние контактные соединения.
	Термоусадка прогревается феном, и оттого плотно облегает разъединённые половинки матрицы.
	Незакрытые кончики матрицы должны выступать из-под термоусадки примерно на 8 мм. То есть кусачками лишнее подрезается.
	Следующая операция требует повышенной аккуратности. Предстоит аккуратно подрезать матрицу по окружности на уровне края термоусадки и удалить подрезанный фрагмент. Так, чтобы открылись оголённые концы токонесущих проводов кабеля.
	Вот так должно получиться в итоге. Готовятся к установке обжимные гильзы-клеммы.
	Гильза надевается на зачищенный конец провода, просаживается до конца так, чтобы был полностью закрыт оголенный участок. Затем – обжимается. Лучше всего эту операцию проводить, конечно, специальным инструментом. Но можно и кусачками, только, конечно, очень аккуратно, соизмеряя усилия, чтобы случайно не перекусить и гильзу, и провод.
	Обжима в трех местах должно быть вполне достаточно. Естественно, проверяется качество соединения – недопустим никакой, даже сосем незначительный люфт.
	Аналогичная операция – на втором проводе. Если предполагается соединение экранирующей оплетки с заземлением, то такая же гильза одевается и на косичку, собранную из экрана.
	На каждый провод с обжатой клеммой надевается фрагмент термоусадочной трубки, но уже большего диаметра.
	Зачищаются «холодные концы» – провода кабеля, который будет подключаться к сети и передавать питание на греющий. Общая изоляция снимается на участке примерно 40 мм от края.
	Далее, на кабель питания желательно сразу надеть два отрезка термоусадки большого диаметра. Первым одевается самый длинный фрагмент из набора, вторым – тот, что несколько покороче. Эти отрезки впоследствии должны будут полностью перекрыть область соединения двух кабелей.
	Если экран подключаться к заземлению не будет – желто-зеленый провод можно просто обрезать. В том случае, когда заземление будет коммутироваться, этот провод временно отгибают в сторону, чтобы он не мешал.
	В остальном расцветка проводов кабеля питания больше значения играть не будет. Любой из проводов зачищают, делая оголённым кончик длиной 8÷10 мм. И заводят его в гильзу сначала того провода греющего кабеля, который оставлен несколько короче. Производится окончательный обжим гильзы – со стороны заведенного провода питания.
	Второй провод питания подрезается по длине по месту. Затем – также зачищается, заводится в гильзу и обжимается.
	Обе гильзы обжаты – электрический контакт между «холодными концами» и нагревательным кабелем обеспечен. Теперь пришло время качественной изоляции этого узла.
	Прежде всего – изолируются сами гильзы. Для этого на них передвигаются ранее предварительно надетые отрезки термоусадки малого диаметра.
	После прогрева феном трубочки надежно обожмут клеммы-гильзы.
	Далее, на это место сдвигается короткий фрагмент термоусадки большого диаметра, надетый на «холодный кабель». Он должен, по замыслу, полностью перекрыть пространство между снятыми наружными оболочками соединенных кабелей — питания и нагревательного.
	Вот так оно получится на деле. Кстати, если коммутируется кабель с подключением его экранирующей оплетки к контуру заземления, то собранная «косичка» и зелено-желтый провод как раз сейчас должны оказаться выглядывающими наружу на противоположных сторонах именно этой термоусадочной гильзы. Так «земля» будет надежно отделена двумя слоями изоляции от силовых проводов.
	После прогрева этой термоусадочной гильзы получается такая картина. Вот сейчас пришло время коммутации оплетки с проводом заземления – также, через отжимную гильзу.
	Далее, на этот узел надвигается последний, самый большой и по диаметру, и по длине отрезок термоизоляционной трубки.
	Производится прогрев – до полного потного прилегания и охватывания всей области коммутации.
	В местах, где трубка будет обжиматься на внешних оболочках обоих кабелей, при прогреве возможно выступание жидкого клея. Это – очень хорошо, говорит о надежности и герметичности созданного изоляционного кокона. Узел соединения можно считать законченным – обеспечена коммутация, и надежная изоляция.
	Следующий этап работы – обеспечение изоляции на конце нагревательного кабеля. Для этого в рассматриваемом примере используется готовая термоусадочная муфта-заглушка. Если ее нет, то вполне можно обойтись и обычной термоусадкой. Прежде всего, желательно исключить даже теоретическую возможность короткого замыкания двух токонесущих проводов нагревательного кабеля. Для этого можно один провод сделать на конце короче другого на 8 ÷ 10 мм, вырезав своеобразную «ступеньку».
	Затем на этот конец одевается и просаживается до упора концевая муфта из комплекта.
	После прогрева феном муфта осядет и плотно обожмет конец кабеля.
	Если приходится обходиться термоусадочной трубкой, то поступают так: — На конец кабеля одевается термоусадочная трубка, так, чтобы порядка 40-50 мм одевались на кабель, и еще порядка 30 мм выходили наружу со срезанного ступенькой конца. — После этого трубка прогревается, осаживается на внешнюю оболочку кабеля, а выступающий конец обжимается плоскогубцами до полной герметизации. Длина сплющенного плоскогубцами после прогрева участка – порядка 12-15 мм. Остальное после окончательного остывания можно обрезать, чтобы не мешало монтаже кабеля. — На этом рекомендуется не останавливаться, и повторить ту же операцию несколько увеличив длину надеваемой термоусадочной трубки.
	Вот только после этого нагревательный кабель можно будет считать полностью готовым к дальнейшему монтажу.

Несколько основных правил укладки саморегулирующегося нагревательного кабеля на поверхности водопроводной трубы

Теперь разберемся в том, каких канонов следует придерживаться при монтаже греющего кабеля на трубе.

• Если это позволяют расчеты, то оптимальное размещение кабеля, самое простое в реализации – одна «нитка» параллельная оси в нижней трети окружности трубы (имеется в виду, конечно, ее горизонтальное расположение. Так обеспечивается прогрев и наиболее «проблемной» нижней области канала, и верхней.

• Для фиксации к металлической трубе бывает достаточно хомутов из водостойкого скотча, размещенных с шагом в 300 мм по длине трубы.

Иное дело, если подогревается труба полимерная, например, водопроводная ПНД. Расположение кабеля остается тем же, но система крепления несколько меняется. Помимо хомутов, он крепится к наружной стенке трубы широкой полосой фольгированного скотча.  Иначе качественного теплообмена не достичь.

• Что делать, если одной параллельной «нитки» по расчетам недостаточно? Есть несколько вариантов. Расчет, кстати должен дать понять, сколько метров обогревательного кабеля придется на погонный метр трубопровода.

1 — Если это превышение большое, то можно разместить на внешней поверхности трубы две или даже более «ниток» кабеля.

2 — Если требуется просто определенное удлинение на участке трубы, допустим, полтора метра кабеля на метре водопровода, то можно поступить двумя способами.

— Элементарно намотать кабель спирально на трубу. Просто , но не всегда удобно. Кроме того, сложно контролировать, сколько уже кабеля ушло на погонный метр водопровода.  Этот метод показан на картинке ниже под буквой «б».

Греющий кабель для водопровода внутри трубы

Виды греющего кабеля

Нагревательные кабели делятся на саморегулирующиеся и резистивные, в зависимости от того, с какой схемой тепловыделения мы имеем дело.

Рассмотрим особенности каждого вида:

1. Резистивные обогревательные кабели:
   • Подразделяются на зональные и линейные. Когда ток проходит по нагревательным жилам, линейные модели выделяют тепло.
   • Они могут быть одножильными и двужильными, то есть иметь в составе несколько жил спиральной или линейной формы.
   • Следует отметить, что резистивные кабели запрещено резать, чтобы получить необходимую длину.

1. Саморегулирующиеся нагревательные кабели:
   • По своей конструкции схожи с резистивными, отличие заключается в отсутствии изолирующего покрытия.
   • Тепловыделение на различных участках кабеля может изменяться, поскольку при повышении температуры сопротивление полимера возрастает, снижая тепловыделение. Это и есть эффект саморегулирования, который исключает возможность перегорания или перегрева системы.
   • Данный вид кабелей, в отличие от резистивных, можно резать на части длиной от 20-ти см до нескольких метров.

Принцип действия саморегулирующегося кабеля

Сфера применения

Первые модели самогреющего кабеля для водопровода имели повышенную мощность, использовались для решения промышленных и производственных задач. Тепловая система с правильно подобранными характеристиками обеспечит функционирование:

1. водоснабжения;
2. канализации;
3. нефтепровода;
4. газопровода;
5. внешнего трубопровода для транспортировки жидких сред.

Для системы индивидуального водоснабжения используются конструкции, монтаж которых осуществляется непосредственно в трубе. Внутренний нагревательный элемент защищает водопроводную линию от замерзания и потребляет минимальное количество электрической энергии. Греющий внутренний кабель монтируется исключительно в системе подачи технической и питьевой воды.

Как обогреть водопровод зимой в частном доме, на даче, в бане | Все о греющем кабеле

Как обогреть водопровод зимой в частном доме, на даче, в бане? Какой греющий кабель для водопровода выбрать — наружный или внутренний? В чем отличие способов прокладки таких кабелей? Ответы на все эти вопросы в нашем небольшом обзоре.

При обустройстве автономной системы водоснабжения загородного дома требуется защитить наружный трубопровод от зимних морозов. Участок трубы от колодца или скважины до точки входа в здание необходимо заглубить в грунт ниже уровня промерзания. Дополнительно следует уложить греющий кабель, чтобы защитить трубопровод от замерзания в сильные морозы.

Саморегулирующийся нагревательный провод – современное решение

Кабель с функцией саморегуляции температуры является наиболее удобным вариантом для прогрева водопровода в частном доме зимой. Не требуется сложной автоматики для управления – провод самостоятельно регулирует мощность нагрева. Цена греющего кабеля доступна для рядового потребителя, а монтаж выполняется быстро и не требует специфичного оборудования. Особые свойства изделия обусловлены применением полупроводниковой матрицы, которая меняет потребление энергии в зависимости от температуры окружающей среды.

Различия способов укладки греющего кабеля

Производители предлагают изделия с различными параметрами, обусловливающими способ монтажа. Например, чтобы можно было укладывать греющий кабель в трубу, необходимо обеспечить повышенную гидроизоляцию проводника и использовать химически инертные вещества для наружной оболочки.

Примером такого изделия служат нагревательные секции Freezstop Inside, поставляемые в виде готовых к монтажу комплектов.

По другой технологии греющий провод монтируется снаружи трубы. В Новосибирске часто данную технологию реализуют с помощью кабеля FroStop Black. Так как нагревательный элемент не контактирует с водой, снижаются требования к герметичности и материалу наружного покрытия, что позволяет снижать цену продукции. Начальная экономия оборачивается немного более высоким расходом энергии при эксплуатации, так как небольшая часть тепла неизбежно теряется.

Разработаны провода, которые можно устанавливать как снаружи, так и внутри трубы. Таким изделием является кабель Frostguard. Универсальность применения позволяет выбрать наиболее удобный способ прокладки греющего элемента, учитывая особенности трубопровода и возможность обслуживания в будущем. Стоимость данного изделия несколько ниже, чем цена провода для монтажа внутри трубы.

Какой кабель выбрать для обогрева водопровода зимой?

Решение данного вопроса лучше поручить профессионалам, но примерное представление можно составить, руководствуясь просто здравым смыслом. Главным образом следует принимать во внимание способ монтажа трубопровода.

Если водопровод от точки забора воды до дома уложен под землей, легче обслуживать и заменять греющий кабель, находящийся внутри трубы. Для извлечения провода достаточно отсоединить питание и вытянуть изделие. Это намного легче, чем откапывать трубопровод и снимать теплоизолирующее покрытие.

На дачах многие конструируют временный водопровод — для бани или летней кухни, например. При этом, на глубину промерзания трубы обычно не закапывают, а оставляют их у поверхности или же прямо на земле. Стоит учитывать, что на водопроводной ветке, проложенной на поверхности земли, удобнее диагностировать и менять провод, установленный снаружи трубы. Потребуется снять теплоизоляцию и доступ к осмотру греющего кабеля будет открыт. Конечно, этот способ требует затрат времени, но снимать теплоизоляцию гораздо проще, это менее трудоемкая операция, чем отключение провода и извлечение его из трубы.

CARAPACE Готовая к работе система трубопроводов и нагревательных кабелей