Термокабель для водопровода

Проблема замерзания энергоносителя в трубах может быть следствием нескольких причин. Зачастую это связано с отключением отопительного прибора (котла) в связи с аварией или по банальной забывчивости.

В зимний период это приводит к замерзанию воды, что может повлечь за собой нарушение герметичности труб.

Для предотвращения возникновения данной ситуации можно установить прогревочный кабель для водопровода.

Назначение термокабеля ↑

Термокабель – это прибор, предназначенный для преобразования электрической энергии в тепловую. В основе его работы лежит использование свойств металлосодержащих веществ.

Внешне он напоминает банальный электрический кабель с очень толстой защитной оболочкой. По сути дела он им и является.

Но если основная функция кабеля – передача электрической энергии, то термокабель производит лишь ее поглощение без дальнейшей транспортировки.

Как же этот прибор может удерживать температуру воды в водопроводе на минимально приемлемом уровне?

При его установке во внутрь системы водоснабжения или на нее, при достижении определенной минимальной температуры (обычно 5°С) происходит срабатывание термореле и термокабель включается.

При его работе начинает выделяться тепло, которое передается воде в трубах. Когда температура воды достигает приемлемого значения, то термокабель деактивируется.

В настоящее время есть несколько их разновидностей, которые отличаются способом установки и принципом работы. Но все они обладают рядом преимуществ в использовании.

Преимущества использования

• данное устройство может иметь различную комплектацию и внутреннее строение;
• оптимально устанавливать полный набор, который включает в себя сам термокабель и блок управления его работой. В этом случае водопроводная система будет иметь следующие преимущества;
• автоматический контроль и поддержание температурного уровня воды для водопроводных и отопительных систем;
• уменьшение вероятности прорыва труб из-за расширения замершей воды;
• возможность использования для поддержания температуры на участках водопровода, находящихся вне здания;
• предотвращение образования конденсата на поверхности труб;
• немаловажным моментом следует считать относительно малое потребление электроэнергии.

Устройство и технические характеристики ↑

Устройство термокабеля не отличается особой сложностью. Для получения тепла в его конструкции предусмотрена внутренняя жила с высоким показателем сопротивления.

При прохождении тока она нагревается, передавая тепловую энергию либо на поверхность трубы, либо непосредственно воде. Это зависит от способа установки.

Он состоит из следующих составных элементов:

• внутренние жилы. Они могут изготавливаться из меди, стали или нихрома;
• нагревательный элемент. Он необходим для регулирования тепловой энергии и равномерного ее распределения по всей площади конструкции.

При понижении температуры на определенном участке трубопровода нагревательный элемент отдает большую часть своего тепла наружу, оставаясь неактивным в местах с нормальной температурой.

• первый и второй изоляционные слои необходимы для мер безопасности. Они делаются из материала с большим коэффициентом теплопередачи для уменьшения тепловых потерь во время работы устройства;
• экранирующая оболочка. Необходима для подавления электромагнитного излучения, которое возникает при работе термокабеля;
• наружный защитный слой предназначен для гидроизоляции всей конструкции.

Главным параметром для термокабеля, независимо от его конструкции, является термическое выделение – количество мощности на единицу длины (Вт/м).

Какие существуют типы ↑

В настоящее время есть несколько типов конструкции термокабеля, отличающихся внутренним строением, но сходными по принципу работы.

Резистивный

Как было сказано выше, они работают по принципу преобразования электрической энергии в тепловую. Для увеличения эффективности этого процесса нагревательный кабель резистивный может быть 2-х типов – линейный и зональный.

В конструкции линейного устанавливается одна или несколько нагревательных жил, сопротивление которых зависит от материала изготовления и внутреннего сечения.

Обычно они подбираются таким образом, чтобы количество выделяемого тепла при падении поступающего напряжения не превышало заданных параметров.

Нагрев происходит по всей длине конструкции. Длина этого нагревательного элемента может быть от 1 до 200 метров. В связи с особенностью сборки, его резка недопустима.

Зональные кабели работают по такому же принципу, но с некоторыми различиями в конструкции. В их конструкции располагаются две параллельные токопроводящие жилы с индивидуальной изоляцией.

Изоляционная оболочка неоднородна – она имеет незакрытые зоны. Причем они смещены по отношению друг к другу. Вся эта конструкция накрывается оболочкой из тонкой проволочной спирали с высоким показателем сопротивления.

В местах, свободные от изоляции, происходит возникновение резистивного эффекта и выделяется тепловая энергия. Этот метод позволяет значительно сократить расходы электричества, сохранив при этом нагрев по всей поверхности термокабеля.

СНиП канализации наружных сетей и сооружений, описаны в статье: СНиП: канализация.

Об устройстве канализации на даче своими руками, читайте здесь.

Саморегулирующийся

Конструкция вышеописанных термокабелей была известна давно. Главным их недостатком является невозможность реагировать на изменение внешней температуры на определенном участке.

С появлением новых материалов появилась возможность изготовить саморегулирующийся термокабель для водопровода.

Он так же содержит две или более жилы с высоким показателем сопротивления, как у линейного резистивного термокабеля.

Но они заключаются в полимерную проводящую матрицу с изменяемым коэффициентом сопротивления. При внешнем воздействии температуры ее показатель сопротивления падает, уменьшая при этом выделение тепловой энергии.

При понижении температуры происходит обратный процесс — нагревание всей поверхности.

Для выбора мощности термокабеля необходимо произвести ряд расчетов.

Для этого нужно знать следующие параметры системы:

• температурный минимум окружающей среды;
• месторасположение трубы;
• ее диаметр;
• материал изготовления трубы и ее протяженность;
• теплопроводность.

Расчет тепловых потерь производится по следующей формуле:

Q=(2*3,14*W*L*(t_вн-t_нар))/(Ln*(D/d_тр ))*1,3,

Где:
W – коэффициент теплопроводности изоляции кабеля – 0,04 Вт/(м*С);
L – протяженность трубы, м.;
t_вн — температура теплоносителя (воды);
t_нар — температура окружающей среды;
D – диаметр трубы с изоляцией;
d_тр — наружный диаметр трубы.

После этого производится вычисление требуемой мощности кабеля:

P_к=Q/L

Пример расчета:
d_тр = 32 мм;
L – 45 м.;
t_нар -35°С;
t_вн +5°С;

Теплоизолирующая толщина – 25 мм.

Q=(2*3,14*0.04*45*(+5-(-35)))/(Ln*(82/32))*1,3=625 Вт

Т.е. необходимая мощность на 1 м.п. длины равна 625/45=14 Вт/м

Данная формула расчета применима для протяженных магистралей, которые подвержены значительному перепаду окружающей температуры на отдельных участках.

В быту достаточно приобрести кабель для обогрева водопровода номинальной мощностью от 10 до 15 Вт/и.

Видео: саморегулирующийся греющий кабель ↑

Монтаж, советы по монтажу ↑

Термокабель можно установить как поверх водопроводной трубы, так и внутри нее. Главное условие монтажа является чтобы потери тепла водопровода не были выше наружной температуры кабеля.

Внутри труб

Монтаж термокабеля внутри водопроводной системы возможен только при ее изначальной установке либо при реконструкции.

Для этого обеспечиваются точки входа конструкции кабеля вовнутрь водопровода так, чтобы они не повлияли на целостность и герметичность трубы в этой области.

Перед установкой вся конструкция проверяется на работоспособность, производится контроль изоляции путем ее погружения в емкость с жидкостью.

Поверх труб

Наружный монтаж можно производить несколькими способами:

• витками. Это самый эффективный способ сохранения температуры на всей поверхности трубопровода. Однако при этом значительно уменьшается расход 1 метра кабеля на 1 м.п. трубы – чем чаще будут проходить витки, тем больше термокабеля понадобится;
• одним или 2-мя рядами параллельно трубе. Крепеж делается с помощью металлизированной сетки или термостойкой липкой ленты. Для эффективности работы прибора поверх получившейся конструкции устанавливают изолирующий слой фольги.

Видео: монтаж греющего кабеля поверх труб ↑

Цена ↑

Стоимость термокабеля напрямую зависит от его мощности, протяженности и комплектации дополнительными элементами регулирования температуры.

В таблице  приведены цены наиболее популярных производителей этой продукции.

При выборе термокабеля необходимо рассчитать его длину с учетом способа монтажа, определиться с оптимальной мощностью устройства.

Узнайте, как правильно установить унитаз в туалете, в статье: как правильно установить унитаз, а также смотрите видео.

Температуру пайки полипропиленовых труб, можно узнать из таблицы в статье.

О канализационных трубах ПВХ для наружной канализации, читайте здесь.

Если монтаж планируется внутри труб – лучше всего пригласить специалистов, так как эта процедура довольно трудоемкая и сложная.

Но в любом случае, установленный термокабель будет служить лучшей защитой от непредвиденного промерзания водопровода.