Монтаж
Кабельная система обогрева трубопроводов может монтироваться по двум технологиям — снаружи и внутри трубопровода с водой. В загородном бытовом хозяйстве собственнику приходится утеплять наружные канализационные и водопроводные коммуникации.
Так как по канализации проходят сточные воды вместе с отходами жизнедеятельности человека и животных, различными предметами личной гигиены и кухонными остатками от обработки пищи, то нахождение в трубах посторонних предметов из-за высокой вероятности засоров нежелательно. К тому же канализационные отходы вместе со стоками от стирки, уборки и мытья посуды обладают повышенной химической активностью, что может отрицательно сказаться на изоляции и соответственно сроке службы помещенного внутри кабеля. Учитывая приведенные соображения, подогрев канализации производят снаружи помещением провода на трубу.
В отличие от канализационных, обогрев водопроводных труб для понижения теплопотерь проводят изнутри. При этом кабель размещается в нейтральной среде и создает минимальное сопротивление водному потоку, никоим образом не влияя на функционирование трубопроводной магистрали.
Рис. 10 Схемы устройства кабельного прогревания труб
Наружный
В качестве утеплительной оболочки для использования под землей лучше всего подходят водонепроницаемые скорлупы из пенополистирола ПС (пенопласт), экструдированного повышенной прочности и плотности пенополистирола (Пеноплекс) и полиуретана ППУ.
Желательно использовать специальную разновидность скорлуп с каналом для размещения провода.
Если утепляют наружный участок канализационного трубопровода, можно использовать недорогие термоизолирующие оболочки из вспененного полиэтилена, базальтовой и стеклянной ваты.
При выборе отрезка трубопровода, на который следует крепить кабель, учитывают, что стоки идут из дома под уклоном к централизованной канализации или септику, поэтому подогревать воды лучше на выходе из здания. Это можно делать непосредственно как в самом доме, так и снаружи рядом с (под) фундаментом.
Рис. 11 Греющий кабель саморегулирующийся для обогрева труб — этапы монтажа кабеля поверх трубы
- По пути прохождения кабеля снаружи трубы наклеивают алюминиевую ленту, для улучшения тепловой отдачи это можно сделать в несколько слоев.
- Затем к фольгированному участку прикладывают проводник и сверху приклеивают его к трубе по всей длине липкой фольгой.
- Для дополнительной фиксации используют пластмассовые хомуты или поперечную обмотку клейкой фольгированной лентой с предпочтительным интервалом не более 300 мм.
- После крепления кабеля одевают поверх трубы жесткую скорлупу со сдвигом сегментов и фиксацией их в замковом соединении.
- Одновременно с монтажом скорлупы производят ее наружную фиксацию посредством скотча или пластмассовых стяжек.
- По завершении всех операций трубопровод укладывают в траншею и присыпают сверху грунтом.
Рис. 12 Описание этапов сборки и схема ввода нагревательной секции в трубопровод
Внутренний
Смонтировать греющий кабель для водопровода своими руками проще всего, приобретя специальный комплект с трубным вводом на 1/2 дюйма и уплотнительным резиновым сальником. Включение в ПНД-трубопровод производят следующим способом:
- Вначале собирают тройник из двух патрубков для подсоединения к трубопроводу и третьего отвода для подключения кабеля.
- Соединение деталей производят при помощи ФУМ-ленты, вводной узел для кабеля собирают согласно инструкции.
- После сборки тройника просовывают провод сквозь сальник на необходимую длину и закрепляют его прижимной муфтой на вводе.
- Затем собранный узел вместе с кабелем помещают на оголовок скважины, подсоединяя один конец тройника к напорной трубе, а второй к водопроводной магистрали, поступающей в дом.
- Обычно кабель для водопровода имеет на втором конце вилку, ее включают в изолированную розетку через удлинитель. При отсутствии вилки подсоединяют к кабелю электрический шнур, используя термоусадочные полимерные муфты.
Прокладывание греющего кабеля
Если вы решили обустроить систему прогрева для водопровода своими руками, то нужно определиться с некоторыми вопросами:
- Мощность;
- Способ прокладывания.
Мощность
Мощность греющего кабеля может быть от 10 до 60 Вт на метр длины, так что можно просчитать энергозатраты системы. Если прокладка будет осуществляться внутри трубы, то достаточно будет удельной мощности в 10 Вт/м.
При расположении кабеля снаружи можно воспользоваться такой схемой расчета:
- Диаметр трубы ½ – ¾ дюйма – 17 Вт/м;
- Диаметр трубы ¾ – 1½ дюйма – 27 Вт/м;
- Для канализационных труб с диаметром от 100 мм – 31 Вт/м
В комплект вместе с греющим кабелем идет и негреющаяся часть – провод для подключения с источником питания. Обычно соединить две части нужно самостоятельно, для чего в том же комплекте прилагаются переходники и термоусадочные трубки, а также втулки для надежной герметизации обрезанного конца (в случае саморегулирующегося варианта). А вот блок автоматики обычно приобретается отдельно.
Система подогрева водопровода греющим кабелем предусматривает установку отдельного автомата, расчетная мощность которого составляет около 25 ампер. Также прекрасным решением станет внедрение УЗО – системы аварийной защиты, которая отключает питание к в случае любой опасности.
Расположение кабеля
Греющий кабель можно установить как внутри трубы, так и снаружи. Внутритрубное расположение намного проще в исполнении, а также в обслуживании. Если система нагрева будет размещена снаружи трубы, которая закопана в землю, то его починка проблематична.
Снаружи трубы
Обычно кабель крепят в одну линию вдоль трубы, но нежелательно размещать его сверху трубы, чтобы исключить возможность механического повреждения от падающих предметов, камня. Кроме того, жидкость начинает промерзать именно снизу, поэтому такое размещение греющего источника наиболее эффективно.
Разные варианты размещения снаружи трубы:
- кабель можно размещать в одну или несколько прямых линий, расположенных на расстоянии друг от друга;
- Укладка по спирали вокруг трубы с определенным шагом.
Нити кабеля нужно зафиксировать при помощи специального алюминиевого скотча. Он гарантирует наивысшую теплоотдачу, если его использовать по всей длине, как и положено. Для усиления теплоотдачи трубу оборачивают фольгой до монтажа системы подогрева. На поворотах кабель нужно размещать максимально близко к внешнему радиусу поворота. На участках с металлическими элементами опоры усиливают обогрев, вводя дополнительные петли в обмотку. Также и узловые элементы, как краны, фланцы или фитинги нужно укладывать по особой схеме, которая показана на фото.
Если система с термодатчиками, то их ни в коем случае нельзя размещать рядом с точкой нагрева, так он пользы не принесет. Он должен быть расположен на 90 градусов дальше и также не сверху трубы, а сбоку. Место приклеивания датчика проклеивается алюминиевым скотчем и сверху он также фиксируется таким же скотчем.
Внутри трубы
Как уже говорилось, укладка кабеля внутри трубы более выгодна с точки зрения экономии мощности и ремонтных работ. Порой наружное крепление просто невозможно. Но для внутренних работ нужно, чтобы труба была ровной и без изгибов или с минимальными изгибами.
Для внутренней укладки нужно приобрести именно ту модель, который подходит для таких целей – круглое сечение и мощная изоляция. В комплекте идут специальные детали для монтажа его входа в трубу – шайбы, втулки и уплотнители.
Установка внутри трубы:
- Все элементы для входа в трубу сразу одеваются на кабель, а потом его соединяют с холодным проводом;
- Место входа оснащается тройником со специальной уплотнительной втулкой;
- Кабель вводится трубу на расчетную длину, но стоит помнить, что он не должен проходить через вентили и краны, а также места с острыми выступами, которые могут повредить изоляции;
- Теперь нужно осуществить фиксацию всех крепежей, сальникового узла, чтобы система была защищена от разгерметизации.
Не забудьте поинтересоваться, имеет ли такой кабель специальный сертификат для использования в местах контакта с питьевой водой.
Термоизоляция
После завершения монтажа систему нужно утеплить, иначе подогрев не будет иметь смысла. Для этого существуют специальные разрезанные наполовину цилиндры для трубной термоизоляции из минеральной ваты, пенополиуретана, пенополистирола и других материалов. Термоизоляцию осуществляют сразу же по ходу прокладывания греющего кабеля, чтобы сразу же защитить его от повреждений.
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 кабель (по-другому – саморегулирующийся, «самрег»).
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;
- отсутствие 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°С, он в автоматическом режиме запускает нагрев, при повышении температуры до + 6-7°С 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°С), 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.
Как подключить греющий кабель для водопровода
Существует два способа прогрева водяной трубы при помощи греющего кабеля:
- внутренний;
- наружный.
Если говорить о внутреннем подключении греющего кабеля, то здесь важно соблюсти два момента:
- подобрать кабель, изоляция которого предусматривает его размещение внутри трубы, в т.ч. по санитарным показателям для труб с питьевой водой;
- обеспечить полную герметизацию места ввода кабеля в трубу.
Ввод можно организовать либо через стандартный тройник, либо через фильтр для воды, вынув из него внутренности.
При наружном размещении кабеля, я могу порекомендовать выбрать вариант с утеплением. А использовать в качестве утеплителя следует либо фольгированную базальтовую вату, либо чехлы для труб из вспененного полиэтилена, но сам кабель при этом примотать к трубе алюминизированным скотчем. Эти процедуры позволят очень серьезно сократить расходы по электроэнергии на весь срок эксплуатации системы.
Если прогреваемая труба изготовлена из пластмассы, рекомендую до установки греющего кабеля оклеить ее алюминиевой фольгой или алюминизированным скотчем – это позволит равномернее распределить температуру. При укладке кабеля ни в коем случае не натягивать его, а в местах нахождения запорной арматуры делать петли, чтобы не нарушить его в процессе обслуживания и ремонта узла.
Если одной нитки кабеля не достаточно для прогрева трубы, можно выбрать два пути решения этой проблемы:
- навивка кабеля вокруг трубы или укладка его зигзагообразно;
- прокладка нескольких греющих кабелей.
При навивке важно не переусердствовать с натяжкой, а при укладке нескольких, выбрать минимальный угол их взаимного расположения в 120°. Очевидно, что таких ниток не может быть больше трех
Температурный датчик, в случае его установки, лучше всего располагать между нитками кабелей. Если это невозможно – на небольшом отдалении от греющего кабеля
И важно также помнить, что греющие кабеля ни в коем случае не должны пересекаться, потому что неизбежно возникший в этом месте перегрев может привести к быстрому выходу из строя всей системы
Находящиеся в неблагоприятных условиях эксплуатации системы кабельного обогрева труб, следует включать с использованием УЗО.
Также существуют резистивные ленты для обогрева труб, действующие по принципу ПЛЭНов – пленочных электронагревателей. Они имеют фиксированную длину и ширину, рассчитываются на рабочую температуру в 40 – 45°С и подключаются к сети параллельно. К их достоинствам следует отнести простой монтаж, минимальную толщину и возможность быстрой замены одной пленки в случае выхода из строя, что происходит крайне редко. При этом вся система продолжает работать.
Как сделать обогрев теплицы?
Теплая почва внутри теплиц позволяет раньше получать урожай и благодатно влияет на слабые или капризные растения. Из-за того, что придется обогревать большую площадь, целесообразнее выбрать резистивный греющий кабель. Как его сделать, мы уже рассмотрели. Осталось грамотно уложить внутри теплицы.
- Плодородный слой почвы снимают на 30-35 см.
- Площадку на 5 см засыпают песком.
- Пенополистирольный слой усиливают армирующей сеткой.
- Кабель выкладывают змейкой (шаг 15-20 см).
- Слой влажного песка (5 см).
- Еще один слой металлической сетки защитит кабель от повреждения лопатой.
Сверху все засыпают снятым плодородным слоем.
Принцип работы греющего кабеля
Нагревательный провод необходимо подключать в периоды, когда температура окружающей среды снижается до отметки +2°С…+5°С. Кабель для водопровода при включении в низких температурных условиях для прогревания системы потребует некоторых временных затрат. Обогревательная система трубопровода действует в соответствии с законами физики: в момент прохождения электрического тока по проводу выделяется тепловая энергия. При этом с увеличением сопротивления количество тепла также увеличивается.
Отличие саморегулирующейся системы заключается в наличии особого покрытия. При монтаже таких систем водопроводные трубы с подогревом на остывших участках будут получать больше тепла. Саморегулирующий греющий кабель для водопровода действует по аналогичному с резистивным принципу.
Виды греющих кабелей для водопровода
Все нагревательные технологии, применяемые в системах подогрева водопровода, делятся на 2 большие группы:
- резистивные;
- саморегулируемые.
Каждая из них ориентирована на выполнение различных задач. Например, резистивный греющий провод будет уместен при оснащении коротких труб с небольшим диаметром — до 40 мм. На протяженном участке целесообразнее использовать саморегулируемый подогрев.
Резистивный обогреватель можно приобрести в специализированных торговых точках в виде отрезков разной длины. Он имеет постоянное сопротивление, то есть на всей протяженности провода количество выделяемого тепла одинаковое. Резистивный провод может быть одножильным и двужильным.
Стандартное строение одножильного проводника предполагает наличие следующих компонентов:
- одной жилы;
- двойной изоляции;
- внешней защиты.
Функцию греющего элемента выполняет жила
В ходе установки системы важно помнить, что схема подключения подразумевает подсоединение с обоих концов. Визуально это напоминает петлю: сначала необходимо подключить один край, затем протянуть (или намотать по трубе) и подключить второй конец провода
Использование замкнутого контура целесообразно для оснащения кровельных водостоков или обустройства системы «теплый пол». Хотя существуют также методики оснащения трубопровода. Их особенностью является проведение обогревателя по трубе с двух сторон. Способ подходит только для наружного применения.
Для внутренней прокладки одножильный провод не годится, поскольку обустройство петли занимает много пространства. Кроме того, в случае его пересечения возникнет перегрев.
Особенность двужильного кабеля заключается в разделении функций:
- первая жила отвечает за нагрев;
- вторая — за подачу электроэнергии.
Также здесь используется другая схема подключения. В создании «петли» уже нет необходимости. Достаточно один край кабеля подключить к электричеству, а второй — пустить вдоль трубопровода. Двужильная система не менее популярна, чем саморегулирующаяся. Кабель для обогрева водопроводной трубы внутренний используется с уплотнителями и тройниками. Основное преимущество резистивной системы — невысокая стоимость.
Еще больше снизить затраты энергии позволит установка термостата с соответствующими датчиками. В момент фиксации снижения температуры до уровня +2°С автоматически активируется система подогрева. При достижении отметки +6°С происходит ее отключение.
Вторая группа нагревательных систем — саморегулируемая. Это универсальный тип кабеля, который может выполнять различные функции, например, обогрев водопровода или кровельных элементов. Кроме того, его можно использовать для прогревания емкостей с различными жидкостями, труб канализационных систем. Особенность метода заключается в возможности кабеля самостоятельно регулировать интенсивность и мощность подачи тепла. Когда температура достигает заданной точки (например, +2°С), система самостоятельно начинает подогревать трубу.
Основное конструктивное отличие саморегулируемого кабеля от резистивного заключается в наличии нагревательной матрицы, отвечающей за уровень нагревания. Изоляционные слои используется те же. Принцип основан на возможности провода увеличивать или уменьшать подачу тепла в зависимости от изменений уровня сопротивления.
Основные параметры
Перед тем как покупать продукт, следует учесть основные параметры, по которым отличаются такие кабели для обогрева:
- тип: саморегулирующиеся кабели или резистивные;
- материал внешней изоляции;
- отсутствие или наличие экрана (оплетки);
- температурный класс;
- мощность.
В общем, сферу применения таких элементов можно разделить на три основных категории:
- Использование в бытовых целях. Речь идет о коттеджах, дачах, загородных домах. В таком случае кабель большой мощности не потребуется.
- Коммунальное использование. В это входит водопровод, система подогрева водостоков, канализация.
- Использование в промышленности. Для этой цели уже необходимы мощные системы обогрева и большие температуры.
Определившись с вашей целью, можно изучать основные параметры.
Пример 2. Обогрев полов
Расчет кабельного обогрева
Общая схема обогрева пола
Кроме защиты труб от мороза нагревательные кабели используются и для устройства систем обогрева полов. В отличие от пленочного теплого пола кабель удобен в первую очередь тем, что плотность его укладки можно регулировать.
Эффективность обогрева пола уложенным в стяжку кабелем обеспечивается его правильной раскладкой. При этом необходимо ориентироваться на потребляемую мощность помещения:
| Помещение | Необходимая удельная мощность для обогрева, Вт/м2 |
| Открытая площадка | 180 и выше |
| Балкон/лоджия | 140 |
| Спальня | 120 |
| Детская | 120 |
| Гостиная | 100 |
| Кухня | 100 |
| Прихожая | 100 |
| Санузел | 130 |
Пример мощности разных моделей нагревательных проводов
Расчеты проводим так:
- Вычисляем нужную длину кабеля. Для этого умножаем полезную площадь помещения на удельную потребляемую мощность и делим на погонную мощность самого кабеля (указывается производителем).
- Определяем шаг укладки. При этом площадь помещения умножаем на 100 и делим на дину кабеля в метрах, рассчитанную ранее. Получаем оптимальное расстояние между витками нагревательного проводника в сантиметрах.
Оптимальное значение шага — от 6 до 15 см. В этом случае прогрев получается и интенсивным, и достаточно равномерным (мы не чувствуем разницы между температурой разных участков пола).
При слишком редкой укладке кабеля разница температур будет существенной — это заметно на фотографии, сделанной телевизором
Если по расчетам шаг получается более 15 см, то можно пойти двумя путями:
- Увеличить длину кабеля. Если мы возьмем проводник той же мощности, то получим запас по производительности. Если же при увеличении блины мы купим меньший кабель — нагрев останется на том же уровне, но есть шанс сэкономить.
- Увеличить толщину стяжки. За счёт более толстого слоя цемента поверх проводников прогреваться пол будет медленнее. Зато равномерность напольного обогрева возрастет.
Толстая стяжка позволяет равномернее распределять тепло
При использовании матов все совсем просто: просто подбираем изделия с подходящей удельной мощностью
Принимая во внимание, что на рынке в основном представлены модели 120–160 Вт/м2, проблем быть не должно
