≡

Кабельный обогрев ввода водоснабжения

Сегодня нам предстоит разобраться, как организовать обогрев трубопроводов греющим кабелем. Мы выясним, какой именно кабель стоит приобрести, как подобрать его мощность и как правильно установить кабельную систему обогрева. Итак, в путь.

Содержание

• Когда это нужно
• Виды кабеля
  • Резистивный
  • Зональный
  • Саморегулирующийся
• Подбор мощности
• Сборка секции
• Монтаж кабеля
• Заключение

Когда это нужно

В каких случаях необходим греющий кабель для трубопроводов?

В своде правил СП 30.13330.2012, регламентирующем монтаж внутренних сетей водоснабжения, содержится вполне однозначная инструкция: кабельным обогревом или тепловым сопровождением (читай — прокладкой в общем теплоизолирующем кожухе с трубами отопления) должен снабжаться водопровод, проложенный по помещению с минимальной температурой ниже +2°С.

Этот документ регламентирует проектирование внутренних систем водоснабжения и канализации

На пpaктике кабельным обогревом снабжаются:

• Вводы водоснабжения, в силу местных условий (например, скального грунта) проложенные выше уровня промерзания почвы;
• Розливы водоснабжения, разведенные по холодному чердаку;
• Участки внутреннего водопровода, проходящие через тамбуры;
• Проложенная выше уровня промерзания грунта канализация;
• Желоба и водостоки системы водоотведения.

Водосточные воронки с греющими кабелями не забьются льдом и снегом во время заморозков в межсезонье

Капитан Очевидность подсказывает: обычной теплоизоляции недостаточно для предотвращения разморозки труб. Теплоизолирующая оболочка не исключает замерзание воды, а лишь замедляет его.

Виды кабеля

Какой именно кабель греющий для водопровода стоит приобрести для предотвращения разморозки труб?

Давайте познакомимся с его разновидностями и их ключевыми особенностями.

Резистивный

Текущий через проводник электрический ток вызывает его нагрев. Количество выделяющегося на проводнике тепла зависит от величины тока, которая, в свою очередь, определяется напряжением на концах проводника и  его полным сопротивлением.

Расчет количества выделяющегося на проводнике тепла

Именно этот нехитрый механизм лежит в основе принципа работы резистивного греющего кабеля. Длина  и сечение изолированного проводника подбираются под конкретную задачу. К сети подключаются оба конца провода; увеличить или уменьшить его длину или энергопотрeбление невозможно.

Одножильный, резистивный, греющий

Наряду с одножильными резистивными кабелями в продаже можно встретить двухжильные. Благодаря концевой муфте с перемычкой двухжильный кабель может подключаться к питанию одним концом, что заметно упрощает его монтаж.

И одножильные, и двухжильные кабели часто снабжаются экранирующей оплеткой, исключающей наводку паразитных  токов в расположенной неподалеку электронике и радиоаппаратуре. Забегая вперед — автор статьи ни разу не наблюдал отклонений в работе компьютеров и радиоаппаратуры вблизи неэкранированного кабеля и не видит большой пользы от наличия оплетки.

Структура двухжильного кабеля с экраном

Зональный

Так называемый зональный греющий кабель для обогрева водопровода отличается от резистивного тем, что нагревательными элементами являются не сами токоведущие жилы, а соединяющие их друг с другом  участки проводника с высоким сопротивлением.

Устройство зонального греющего кабеля

Что это дает?

Возможность резки кабеля на участки фиксированной длины. Если вам нужно обогреть двухметровый участок водопровода, больше нет необходимости покупать восьмиметровый проводник. Однако — увы и ах — удельная мощность нагревательного элемента остается неизменной вне зависимости от потребности в тепловой мощности.

Кроме того: и резистивные, и зональные кабели плохо переносят перехлесты при монтаже. В месте перехлеста возможно повреждение изоляции из-за ее перегрева и сопутствующее короткое замыкание.

Саморегулирующийся

Кабель греющий саморегулирующий для водопровода лишен всех описанных выше недостатков.

Разрешите представить: саморегулирующийся кабель для обогрева трубопроводов

Судите сами:

• Его можно резать на участки произвольной длины;
• Саморегулирующий кабель греющий для трубопроводов снижает потрeбляемую мощность по мере повышения температуры, тем самым обеспечивая ощутимую экономию электроэнергии. При этом каждый отдельный участок кабеля подстраивает свою мощность под температуру среды независимо от других участков;
• Он не боится перехлестов: по мере нагрева участка кабеля его тепловыделение будет снижаться.

За счет чего достигается столь уникальный набор свойств?

За счет использования полимерной матрицы с добавкой токопроводящего мелкодисперсного материала (как правило, графитовой пыли). Матрица помещена между двумя токоведущими жилами с низким электрическим сопротивлением.

На фото — саморегулирующийся кабель с зачищенной изоляцией

Как это работает:

• При повышении температуры обладающая высоким коэффициентом температурного расширения матрица увеличивается в размере. Количество токопроводящих цепей в ней уменьшается по мере удаления частиц графита друг от друга, и энергопотрeбление кабеля (а вслед за ним — и его нагрев) уменьшаются;
• По мере охлаждения матрицы частицы графита приближаются друг к другу и образуют большее количество проводящих ток цепей, что вызывает увеличение тепловыделения на остывающем участке .

Изменение количества проводящих цепей в матрице  в зависимости от температуры

Цена погонного метра кабеля на момент написания статьи (конец 2017 года) начинается от 200 рублей за погонный метр. Обладающий гигиеническим сертификатом и предназначенный для контакта с питьевой водой кабель греющий для обогрева водопровода обходится несколько дороже — порядка 300-400 рублей за метр.

На ценообразование влияет не столько наличие внешней оболочки из фторопласта, сколько логистика: так называемый пищевой кабель импортируется из Кореи и стран Евросоюза и, как следствие, облагается таможенными пошлинами.

Пищевой кабель корейского производства

Подбор мощности

Как выполнить расчет греющего кабеля для водопровода своими руками?

Функция кабельного обогрева — компенсация теплопотерь трубопровода. Теплопотери определяются:

1. Диаметром трубы;
2. Качеством ее теплоизоляции;
3. Дельтой температур между водопроводной водой и окружающим воздухом.

Чем холоднее воздух, тем больше тепла отдает ему водопровод

Подобрать оптимальную мощность кабеля для внутреннего  монтажа (в стальную трубу) можно по следующей таблице:

Диаметр трубопровода, мм Разница температуры между водой и окружающим воздухом, °С Удельные теплопотери, ватты на погонный метр (для толщины теплоизоляции, равной 20 мм) 25 20 7 40 13 60 20 32 20 8 40 16 60 34 57 20 12 40 24 60 36

При внешней намотке кабеля на трубопровод его мощность уменьшается на шаг (24 Вт/м вместо 30, 16 вместо 24 и так далее) с одновременным увеличением длины в 2-2,5 раза.

Спиральная намотка увеличивает длину кабеля как минимум вдвое

Обратите внимание: подбор греющего кабеля для водопровода из полимерных материалов имеет определенные ограничения. В частности, для наружного монтажа нельзя использовать резистивный кабель с мощностью более 16 Вт/м.

Полиэтиленовый ввод водоснабжения в кессоне скважины

Сборка секции

При желании в продаже можно найти готовые комплекты греющего кабеля для водопровода; однако на пpaктике греющая секция (саморегулирующийся кабель определенной длины и так называемый холодный конец — провод питания) чаще всего собирается под конкретный трубопровод.

Греющая секция для обогрева водопровода

Как это делается?

Изоляция отдельных токоведущих жил и монтаж концевой муфты выполняется термоусадочной трубкой. Для сборки секции нужна термоусадка четырех  типоразмеров: 16/5, 12/4, 9/3 и 6/2 миллиметра. Кроме того, для подключения токоведущих жил и экранирующей оплетки понадобятся три медные гильзы под обжимку.

Комплект для сборки греющей секции

Вот пошаговая инструкция по сборке секции:

1. Снимите 70 мм внешней изоляции с присоединяемого к проводу питания конца кабеля;
2. Скрутите расплетенную обмотку в жгут и обрежьте его в 40 миллиметрах от основания;
3. Снимите с кабеля 30 мм внутренней изолирующей оболочки;
4. Надрежьте, нагрейте и снимите с жил проводящую матрицу;

Зачищенный от изоляции конец

5. Наденьте на жилы и обожмите медные гильзы;
6. Изолируйте отдельные жилы термоусадкой 6/2 мм, затем наденьте на обе жилы термоусадку 12/4 мм, осадите ее горячим воздухом и обожмите узкими плоскогубцами между жил;
7. Обожмите третью медную гильзу на жгуте оплетки;
8. Зачистите от изоляции жилы провода питания и наденьте на них термоусадку 9/3 мм;
9. Обожмите на жилах провода питания медные гильзы;

Соединение токоведущих жил с проводом питания

10. Изолируйте жилы термоусадкой;
11. Выполните общую изоляцию соединения трубкой 16/5 мм;
12. Установите на холодный конец кабеля вилку с контактами заземления;
13. Зачистите 60 мм оболочки на конце греющего кабеля;
14. Отверните оплетку и сделайте 10-миллиметровый V-образный вырез между токоведущих жил;
15. Изолируйте жилы и матрицу трубкой 12/4 мм и обожмите ее край плоскогубцами;
16. Надвиньте оплетку на конец кабеля и изолируйте его термоусадкой 16/5 мм, обжав ее плоскогубцами.

Обжатая концевая муфта

Монтаж кабеля

Как правильно смонтировать кабельный обогрев водопровода?

Наружный монтаж выполняется намоткой кабеля или его параллельным креплением на трубу с помощью алюминиевого скотча.

Канализация и водопроводная труба с греющим кабелем, закрепленным алюминиевым скотчем под теплоизоляций

Подсказка: алюминий уменьшает теплопотери за счет ИК-излучения и тем самым способствует экономии электроэнергии. Для внутреннего монтажа используется тройник с эластичным уплотнением одного из отводов, через который нагревательный кабель заводится в трубу.

Труба для водопровода с греющим кабелем, заведенным через тройник с сальником

Несколько нюансов:

• Саморегулирующийся кабель можно использовать как для обогрева водопровода, так и для предотвращения разморозки канализации. Однако в последнем случае его можно крепить только снаружи трубы: расположенный внутри сточной системы кабель станет причиной ее частых засоров;

Обогрев канализации: кабель монтируется снаружи трубы

Кроме того: система кабельного обогрева с большой вероятностью намотается на трос и будет повреждена при прочистке очередного засора.

• Кабель можно использовать для обогрева незаглубленного отстойника септика или выгребной ямы. Однако соединение с холодным концом и концевая муфта не должны контактировать со стоками. Агрессивная среда не нанесет вреда изоляции кабеля, а вот термоусадочная трубка разрушится в течение одного-двух сезонов;
• При внешнем монтаже наряду с алюминиевым скотчем для крепления кабеля приходится использовать полиэтиленовые стяжки или обычный скотч. Дело в том, что алюминиевая фольга не может похвастаться высокой прочностью.

На поворотах канализации кабель зафиксирован полиэтиленовыми стяжками

Заключение

Надеемся, что нам удалось ответить на все накопившиеся у уважаемого читателя вопросы. Прикрепленное к статье видео более наглядно продемонстрирует вам, как выглядит монтаж греющего кабеля для водопровода. Успехов!