Обогрев труб водопровода греющим саморегулирующимся кабелем

Греющий кабель для водопровода: назначение и преимущества

Основным фактором безотказной работы водопровода является глубина прокладки трубы. В идеале трубы должны быть уложены ниже глубины промерзания грунта, которая определяется климатическими условиями конкретного региона. Но бывают ситуации, когда выполнить это требование просто невозможно из-за тяжелого, каменистого грунта, наличия посторонних предметов в земле или других коммуникаций, попавшихся на пути прокладки водопровода. В таких случаях может помочь дополнительное утепление трубы различными теплоизолирующими материалами. Но и эти меры могут оказаться недостаточными. Также ледяные пробки могут образовываться в местах, где коммуникации проходят через основание цоколя или неотапливаемые подвальные помещения там, где качественно утеплить водопровод не представляется возможным.

В таких ситуациях наиболее эффективным способом борьбы с замерзанием можно назвать электрический подогрев труб. Для этого используется греющий кабель для труб, который закрепляется с наружи либо внутри обогреваемой трубы.

В процессе работы электрическая энергия превращается в тепловую, как в нагревательной спирали электроплитки, и за счет этого происходит подогрев. Как известно из школьного курса физики, вода начинает замерзать при температуре 0 градусов Цельсия и достаточно немного поднять температуру, чтобы система функционировала без перебоев. Греющие кабели для водопровода должны обладать высокой эластичностью, большой прочностью и иметь надежную диэлектрическую изоляцию, так как повреждение проводника и как следствие «пробой» электрического напряжения на водяную струю могут привести к поражению людей электротоком и весьма печальным последствиям.

Способы монтажа греющего кабеля

Установке обогревающего кабеля проводится наружным или внутренним способом. Для каждого способа установки используется определённый вид провода. Некоторые предназначены только для внутренней укладки или наружной. Каким способом устанавливается греющий элемент в водопровод, указывается в технических характеристиках.

Укладка внутри трубы

Установка нагревающего элемента внутри трубы рекомендуется, если нет других вариантов укладки снаружи. Обычно когда водопровод находится в недоступных местах.

Чтобы установить гибкий обогреватель внутри, он должен отвечать таким требованиям:

• оболочка должна быть без повреждений, и выделения вредных веществ;
• степень электрической защиты не ниже IP68;
• герметичная установка оконечной муфты.

Место перехода в электрический шнур, а также муфта не должны находиться в трубе. Провод не фиксируется, он просто заправляется внутрь.

Положительные стороны этого способа в том, что при прямом контакте с водой меньше затрачивается электроэнергии на обогрев водопровода, и менее проблемный в установке. Не требует никаких специальных креплений, при ремонте его нужно просто вытянуть из тройника, не разрывая землю. Не требуется раскрывать специальные конструкции и утеплители.

Есть недостатки внутреннего способа:

• свободного места в трубе становится меньше;
• элемент постепенно обрастает налётом, и проход в водопроводе быстрее засоряется.

Такой способ укладки можно использовать только в прямолинейных и не сильно изогнутых водопроводах. Проводить греющий элемент через тройники запрещается, и через запорную арматуру.

Пошаговая установка:

1. сначала на кабель одевается сальниковый узел;
2. в предназначенном месте ставится тройник, через него будет вводиться гибкий обогреватель;
3. далее, он просовывается до нужного места в водопроводе, где часто перемерзает вода;
4. после установки закручивается сальниковый узел, его необходимо герметизировать.

Наружный монтаж

Перед установкой греющего кабеля необходимо подготовить трубы. Очистить их от пыли и грязи, избавиться от ржавчины, следов от сварки. Чтоб на поверхности не осталось никаких неровностей. Потому что должен плотно прилегать к стенкам труб и при установке не повредился. Фиксируется на чистом металле через каждые 30 см, и не реже, алюминиевой клейкой лентой или хомутами из пластика.

Если обогреватель при наружном монтаже укладывается в нижней части, то есть в самом холодном месте, то необходимо хорошо фиксировать. Чтобы предотвратить сползание или вовсе провод может отклеиться. Если устанавливается несколько проводов, то большая их часть должна быть снизу. И находиться на расстоянии друг от друга, если это резистивные модели. Ни в коем случае не допускать пресечений греющих проводов. Ещё один способ монтажа, установка в виде спирали. Но монтаж нужно проводить очень аккуратно, они не любят резких или частых изгибов.

Установка спиралью может проводиться двумя способами:

1. нужно постепенно разматывать муфту и обводить вокруг трубы водопровода;
2. закреплять гибкий обогреватель с провисанием при помощи алюминиевого скотча;
3. после обкрутить их вокруг трубы и закрепить специальной металлизированной лентой.

Если предполагается обогревать водопровод из пластиковых труб, тогда сначала нужно место, где будет крепиться нить, проклеить алюминиевой клейкой лентой, для улучшения теплопроводности, а после можно начинать крепить греющий кабель.

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 (по-другому – саморегулирующийся, «самрег») кабель.

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.

Одножильный кабель, как можно судить по названию, имеет одну жилу, двойную изоляцию и внешнюю защиту. Единственная жила выполняет функцию нагревательного элемента

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

Схематически подключение одножильного вида напоминает петлю: сначала он подсоединяется к источнику энергии, потом протягивается (наматывается) по всей длине трубы и возвращается назад

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

Особенностью монтажа одножильного кабеля на водопроводную трубу является укладка его с двух сторон. При этом используется только внешний тип подключения

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.

Отличается и схема подключения. В «петлеобразном» монтаже необходимость отпадает: в результате кабель присоединяется одним концом к источнику питания, второй протягивается вдоль трубы

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;
• невозможность 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 ºС, он в автоматическом режиме запускает нагрев, при повышении температуры до + 6-7 ºС 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 ºС), кабель начинает нагреваться без постороннего участия.

Схема саморегулирующего кабеля. Главное отличие от резистивного аналога – проводящая нагревательная матрица, которая отвечает за регулировку температуры нагревания. Изоляционные слои не отличаются

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.

Саморегулирующий кабель работает постоянно, и это приветствуется в холодное время года. Однако во время оттепели или весной, когда прекращаются заморозки, держать его включенным нерационально

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

Конструкция

Элементы нагревательного провода:

• Внутренняя жила — основная составляющая. Изготавливают из сплавов, которые обладают надлежащим электросопротивлением.
• Защитная оболочка — изолирующий материал, который снабжен сплошным алюминиевым экраном.
• Общая оболочка из ПВХ, которая призвана обеспечивать защиту всех элементов провода от влияния внешних факторов.

На рынке доступны разнообразные виды нагревательных проводов. Стоимость будет зависеть от числа жил. Самые бюджетные — 1-жильные — обладают наиболее простой конструкцией. Минусом станет отсутствие защиты от магнитного излучения, присутствующее в 2- и 3-жильных проводах.

Устройство кабеля

Подземное утепление

Подогрев кабелем

нутренний подогрев трубы кабелем

Подогревающим кабелем чаще всего осуществляют утепление ввода водопровода в дом, так как эту часть системы чаще всего не удается оставить под землей. В данном случае большая часть труб достаточно надежно защищена от замерзания и вам потребуется всего несколько метров обогревающего кабеля.

Его цена составляет от 400 до 600 рублей за метр, а потребляемая мощность 10 – 20 Вт.

Кабелем можно обвить трубу и затем утеплить ее подручным утеплителем, или же вставить его непосредственно в трубу на проблемном участке, тем самым полностью защитив трубу от замерзания.

Утепление воздухом

Схематическое расположение труб

Суть данного способа заключается в том, чтобы водопроводные трубы не закапывались прямо в землю, а проходили внутри трубы большего диаметра, тем самым уменьшая воздействие холода. Таким образом, создается воздушная прослойка между водопроводом и промерзающей сверху землей. Также такая система обогревается естественным способом от внутреннего тепла земли.

Пластиковые коммуникационные трубы необходимого диаметра стоят относительно недорого. Однако следует отметить, что утепление наружного водопровода таким способом возможно только при частичной или полной реконструкции системы. Его применение наиболее рационально в момент прокладывания труб.

Высокое давление

Данным способом можно произвести утепление водопровода на даче или частном доме, если вы не собираетесь проводить там зиму

Часто случается так, что загородные участки не очень приспособлены к морозам – их утеплению не всегда уделяется должное внимание, учитывая то, что вы находитесь там только в теплое время года. В результате замерзшая вода разрывает трубы, и они приходят в полную негодность. Вода, находящаяся под высоким давлением не подвержена замерзанию – это свойство можно использовать вместо наружной теплоизоляции, экономя, таким образом, средства на ее покупку и установку

Вода, находящаяся под высоким давлением не подвержена замерзанию – это свойство можно использовать вместо наружной теплоизоляции, экономя, таким образом, средства на ее покупку и установку.

Однако это решение подходит только для систем, которые не будут эксплуатироваться на протяжении зимнего периода времени. Как только вы создадите необходимое давление в трубах – использовать их по назначение не представится возможным.

Испытание труб давлением: фото

Порядок работ выглядит таким образом:

• Предварительно система проверяется на предмет возможности нагнетания давления равного 5 атмосферам – трубы должны выдерживать это давление; Необходимые данные можно найти в заводской аннотации к изделию. Также она осматривается на наличие трещин, течи и других механических повреждений – в дальнейшем они могут привести к постепенному стравливанию давления и замерзанию труб;
• Затем в систему врезается погружной насос, посредством которого будет создаваться необходимое давление – их стандартная мощность нагнетания равняется 5 – 7 атмосферам. Сразу после насоса необходимо установить обратный клапан;
• После проведения всех вышеупомянутых операций необходимо закрыть кран на ресивере и включить насос. После нагнетания необходимого давления насос выключается, и трубы будут надежно защищены от замерзания и разрыва. Чтобы привести систему в работоспособное состояние достаточно просто стравить давление;

Монтаж

Способы укладки нагревательного элемента

Греющий кабель для обогрева труб может быть смонтирован несколькими способами в зависимости от требований к монтажу и диаметра водопровода.

Этих способов существует три:

• прокладка внутри трубы;
• установка его снаружи с расположением вдоль трубы по прямой с закреплением скотчем;
• наружный монтаж вокруг трубы по спирали.

При прокладке обогревателя внутри трубы он должен отвечать нескольким требованиям. Его изоляция не должна быть токсичной и не должна при нагреве выделять вредные вещества. Уровень электрической защиты должен быть не ниже IP 68. Его конец должен оканчиваться герметичной муфтой.

При прокладке снаружи трубы, он должен плотно прилегать к ней, закреплен скотчем, и поверх трубы должна быть одета полиуретановая теплоизоляция.

Схема устройства резистивного греющего кабеля для труб

Внутренний монтаж обогревателя

Первый способ – самый трудный с технической точки зрения. Для этой цели используют специальные виды греющего кабеля с пищевой фторопластовой наружной изоляцией, которая не содержат вредных веществ, обладает уровнем электрической защищенности не ниже IP 68.

В этом случае его конец должен быть тщательно герметизирован специальной муфтой. Для этого способа монтажа выпускают специальный комплект, который состоит из тройника 90 или 120 градусов, сальника, а также стандартный комплект для подсоединения к электрической сети с концевой муфтой.

Стоит сказать, что для подсоединения обогревателя и для установки его внутри трубы необходимо иметь базовые знания по сантехнике и электромонтажу. А последовательность можно описать следующим образом. При наличии всех комплектующих: сальника, тройника, а также необходимого набора инструментов начинаем с монтажа тройника на водопровод, который необходимо предохранить от промерзания зимой.

Тройник устанавливается на трубу с помощью резьбового соединения с уплотнением лентой ФУМ или паклей с краской. Во второй выход тройника, предназначенного для сальника, вставляем подготовленный к монтажу греющий кабель для водопровода с надетыми на него шайбой, сальниковым вкладышем из полиуретана и сальниковой втулкой с резьбой.

После установки его в водопровод производится монтаж сальника. При этом надо следить, чтобы соединительная муфта между греющим и электрическим кабелями находилась снаружи трубопровода примерно на 5-10 см от сальника. Комплект для внутреннего монтажа лучше приобретать у поставщиков кабеля, так как все сальниковые прокладки выполнены под его сечение. Это позволит в дальнейшем при эксплуатации обезопасить себя от утечек воды из сальника.

Для внутренних труб используют специальные виды греющего кабеля с пищевой фторопластовой наружной изоляцией, которая не содержат вредных веществ, обладает уровнем электрической защищенности не ниже IP 68

Внешний монтаж обогрева трубы

Обогрев наружных труб с помощью кабеля

Монтаж обогрева снаружи водопровода значительно легче. Его прокладывают вдоль трубы, закрепляя по всей длине с помощью алюминиевого скотча через каждые 30 см. Если есть возможность, его прикрепляют к нижней части трубы, чтобы обогрев был оптимальным – снизу вверх.

Рассмотренный способ относится к водопроводам малого диаметра, при больших диаметрах он подбирается более мощным и прокладка выполняется по спирали вокруг трубы. Запорную арматуру такую, как вентили, краны, фильтры, обматывают кабелем в произвольной форме.

Если он саморегулирующийся, то для него не важна форма обвивки вокруг вентилей, допускается даже перекрестие. Вне зависимости от вида монтажа – внутри или снаружи, вдоль трубы или по спирали – все водопроводные трубы необходимо заизолировать. Существует очень удобная полиуретановая скорлупа для разных диаметров.

Так как защита канализации от замерзания так же важна, как и защита водопровода, то выпуски канализации обогреваются аналогичным образом. Единственное отличие – трубы канализации имеют диаметр от 150мм и систему обогрева на них монтируют снаружи по спирали.

Обогрев кабелем труб: составляющие системы

Конструкция и сфера применения

Электрический обогрев используется для повышения температуры водопроводных или канализационных труб, а также резервуаров для хранения жидкостей и дренажных каналов (например, для слива конденсата с поверхности крыши).

Документация к греющему кабелю

Разогревающий кабель для трубы состоит из элементов:

1. Внутренняя металлическая жила или набор токопроводящих элементов. Для изготовления деталей используются сплавы с повышенным сопротивлением, что обеспечивает нагрев элементов при прохождении электрического тока. Сверху жилы покрыты слоем изолирующего материала, сохраняющего защитные характеристике при циклических прогревах.
2. Защитный экран, расположенный вокруг нагревающих жил. Деталь изготовлена из алюминиевой фольги или медной сетки, предотвращающей формирование электромагнитных помех при подаче напряжения. Для улучшения характеристик медную оплетку покрывают тонким слоем никеля, под металлическим экраном размещается дополнительный слой диэлектрика.
3. Наружный защитный слой из эластичного материала, сохраняющего характеристики при низких температурах. Термокабель для обогрева труб, предназначенный для эксплуатации в условиях Севера, оснащается защитным слоем с увеличенной толщиной.

Значение термостата

Значение настройки температуры на термостате

Чтобы меньше платить за обогрев водопровода, лучше поставить терморегулятор. В том случае если будет устанавливаться саморегулирующийся провод. Он включается при +3 и перестаёт работать при температуре +13.

Но если вода из скважины, в ней не будет температура выше +13, так получается, что кабель будет работать весь год, то есть постоянно. Хоть летом можно отключить его из сети, а вот что делать в осенний и весенний период, когда температура воздуха может внезапно опуститься ниже 0 градусов.

Не нужно греть воду, которая идёт в душ, она будет нагреваться при помощи бойлера.

Вывод – лучше установить терморегулятор, в нём есть функция отключения выше +5 градусов. Будет значительная экономия электроэнергии, и срок эксплуатации нагревающего кабеля увеличится в несколько раз.

Разновидности нагревательного кабеля

Для электрического обогрева трубопроводов используются 2 разновидности шнуров:

• резистивные;
• саморегулиремые.

Резистивный

Стабильность рабочих параметров обеспечивает равномерное потребление электроэнергии. Для снижения затрат на обогрев (например, во время оттепелей или в весенне-осенний период) в конструкцию системы подогрева трубы водопровода вводятся датчики и регулятор силы тока.

Обогревающий кабель резистивного типа выполняется с 1 или 2 жилами. Одножильные провода подсоединяются к бытовой сети переменного тока с 2 сторон. Двухжильные изделия комплектуются разъемом для подключения к сети или куском установочного провода с установленной в заводских условиях штепсельной вилкой.

Противоположная сторона шнура закрыта герметичной заглушкой (концевой муфтой). Внутри концевого элемента расположена металлическая вставка, обеспечивающая замыкание электрической цепи.

Конструкция резистивных проводников не предусматривает резки материала на участки требуемой длины. Производители запрещают укладывать излишки провода бухтой, необходимо смонтировать весь имеющийся шнур на участок трубы.

При укладке резистивных элементов запрещается расположение магистралей рядом друг с другом. При близком размещении или пересечении маршрутов прокладки происходит перегрев металлических сердечников и выход изделий из строя.

Саморегулируемый

Принцип работы обогревающего кабеля

Полимерный материал по мере увеличения температуры пропускает ток меньшей силы, что снижает степень нагрева. При охлаждении полимера проводимый ток нарастает, и теплоотдача вещества увеличивается. За счет этой физической особенности материала самогреющий кабель для водопровода автоматически регулирует температуру нагрева трубопровода или переходных муфт.

Шнуры с самостоятельной регулировкой нагрева допускается укладывать внахлест и рядом друг с другом. Предусмотрена возможность нарезки изделия на участки, на внешней оболочке присутствуют насечки, определяющие допустимый размер отрезка.

После отделения требуемого фрагмента требуется установить защитную оконечную муфту. Недостатком изделия является повышенная стоимость (по сравнению с резистивными элементами), но повышенный до 10-12 лет срок службы компенсирует увеличение затрат на покупку материала.

Использование высокого давления и утепление воздухом

Оказывается, что для защиты домашней водопроводной системы от замерзания не обязательно укрывать коммуникации теплоизолирующим слоем. Есть один интересный способ утепления, основанный на физических законах термодинамики знакомых всем из школьного учебника физики. Известно, что увеличение давления жидкости значительно снижает температуру кристаллизации.

И если поддерживать высокое давление в системе, вода не будет превращаться в лед и сохранит свое жидкое состояние. Например, создание рабочего давления в водопроводной системе в 3 Атм. надежно предохранит водопровод дачи от промерзания. Правда, для этого необходимо установить дополнительное устройство – ресивер.

Второй необычный способ утепления «без утеплителя» водяных труб — теплым воздухом, основан на использовании воздушного потока, исходящего из вентиляционного канала подвального помещения. Для этого водопроводную трубу помещают в пластиковую гильзу большего диаметра. Внешняя труба соединяется с вентиляцией подвала, в которой теплый воздух идет непосредственно от земли, а на другом конце делает выпуск наружу.

Важно: чтобы создать хорошую циркуляция, необходимо воздушный канал оборудовать всасывающим дефлектором. Теплый воздушный поток будет циркулировать быстрее, и вода в трубах будет постоянно обогреваться.

Труба замерзла — причина

Все греющие кабеля нормально работают только при соответствии напряжения номинальным значениям, прописанным в паспорте изделия. Если у вас дома проблемы с напругой, и она редко когда поднимается выше 180-190В, то не удивляйтесь, что выбранной мощности может не хватить, и в один прекрасный день труба все же перемерзнет.

А почему иногда умирает сам кабель? Самореги боятся частых включений выключений. Обычно у них конечное число таких коммутаций.

Также они выходят из строя из-за неправильного подключения к питающему кабелю 220В. Некачественная концевая заделка и попадание влаги во внутрь оболочки, еще одна причина.

Для герметичного ввода пищевого кабеля внутрь трубы применяют сальники

При их выборе обращайте внимание на форму кабеля. Они бывают круглыми или плоскими

Под определенную марку используют свой сальник. Неправильно подберете, получите течь.

Заключение

Выбор, равно как и монтаж таких систем для водопроводов вполне по плечу и неспециалисту. Имея базовые теоретические знания несложно разобраться в типах нагревающих кабелей, а для того чтобы их смонтировать не потребуются какие-то особенные навыки. Итог работы оправдает ожидания: хозяин дома (он же и монтажник по совместительству) забудет о такой неприятной проблеме, как замерзание воды в трубах в зимнее время года. Имеющиеся в интернете статьи, видео- и фотоматериалы, картинки, схемы позволяют без особого труда справиться с поставленной задачей.

Комфорта и тепла в вашем доме!