Подогрев водопровода
Тема, которая будет рассматриваться в данной публикации, заинтересует в большей мере собственников загородного жилья или владельцев частных домов, особенно, если строение оснащёно полностью автономной системой водоснабжения. Чрезвычайно неприятной бывает ситуация, когда резкое похолодание на улице знаменуется еще и тем, что из открытых кранов перестает течь вода. Удивляться нечему – если не предусмотрена надежная термоизоляция и подогрев водопровода на одном из его участков произошло замерзание, закончившееся или пробкой, или таким значительным сужением просвета трубы, что движение воды становится крайне затруднённым.
Подогрев водопровода
Это не только очень не комфортно с бытовой точки зрения – последствия могут быть и куда хуже. Если процесс замораживания не предотвратить или не остановить, то с большой долей вероятности это может привести к деформации трубопровода и даже к разрыву тела трубы. Все это заканчивается крупной аварией с неизбежным капитальным ремонтом системы водоснабжения.
Замерзание труб чревато серьезными авариями
Безусловно, всегда еще при проектировании будущего дома и его инженерных сетей предпринимаются шаги для недопущения подобной ситуации. Трубы водопровода заглубляются в грунт ниже уровня промерзания, рассчитанного для конкретной местности, обязательным условием становится надежная их термоизоляции. Однако в ряде случаев подобных мер просто недостаточно.
Не всегда есть возможность расположить трубы ниже уровня промерзания почвы
Характерный пример – углублению траншеи попросту мешает каменистая гряда или какие-либо расположенные снизу железобетонные конструкции. Уязвимыми местами всегда остаются участки водозабора – выходы их колодцев или скважин, места врезки в городскую водопроводную сеть. Часто ледяные пробки возникают на участках подъема труб к зданию, в неотапливаемых подвалах, в местах прохождения через бетонный массив цоколя и тому подобное.
Подобные участки водопровода требуют особого внимания, и лучше будет, если в этих местах будет предусмотрен электрический подогрев. Выполнить это – не так и сложно, потому что современные технологии позволяют воспользоваться для таких целей специальным греющим кабелем.
Как работает система подогрева водопровода
Содержание статьи
- 1 Как работает система подогрева водопровода
- 1.1 Обогревательные кабели резистивного действия
- 1.2 Полупроводниковые саморегулирующиеся греющие кабели
- 1.3 Видео: один из комплектов греющего кабеля для водопровода
- 2 Монтаж системы подогрева водопровода
- 2.1 Видео: как правильно коммутировать греющий саморегулирующийся кабель
- 2.2 Монтаж кабеля поверх водопроводной трубы
- 2.3 Монтаж греющего кабеля внутри трубы
- 2.4 Термоизоляция после прокладки кабельной части
Принцип подогрева основан на преобразовании электрической энергии в тепловую при прохождении тока по специальным греющим кабелям (аналогично работе привычной всем спирали или ТЭНа). Кабель крепится снаружи или размещается внутри трубы на самых уязвимых для промерзания участках. Выделяемое им количество тепла достаточно для того, чтобы поддерживать в полости трубопровода такой минимально возможный уровень температуры, который должен исключить начало кристаллизации воды и переход ее в твердое состояние.
Вполне понятно, что при этом сам кабель должен иметь надежную электро- и гидроизоляцию с хорошим запасом прочности, так, чтобы полностью исключалась какая бы то ни было вероятность разрыва, плавления, пробивания напряжения на трубопровод.
В настоящее время покупатель может выбрать один из нескольких вариантов греющего кабеля:
Обогревательные кабели резистивного действияЭта разновидность кабелей – самая простая по своему устройству. Проводник выполнен из определенного сплава с высоким сопротивлением, и при прохождении электротока по нему начинается выделение тепла.
Разновидности резистивных кабелей
Выпускаются они в одножильном или двужильном варианте. Одножильные в рассматриваемых условиях применяются нечасто – по той простой причине, что они требуют обязательно «закольцовки» цепи, то есть оба конца кабеля должны сойтись в одном месте – у источника питания. При обогреве труб такое исполнить не всегда просто, а часто - и вообще невозможно.
Двухжильные в этом отношении практичнее – с одного конца такой кабель подключается к электросети, а с другого установлена контактная муфта, обеспечивающая замкнутость цепи.
Роль источника тепла может исполнять один проводник - второй в этом случае служит только для обеспечения проводимости. В некоторых кабелях нагревательными способностями обладают оба провода – мощность таких устройств значительно выше.
Типичное строение резистивное кабеля
Проводники защищены надежной, чаще всего – многослойной изоляцией, заземляющим контуром – экраном. Внешний слой составляет высокопрочная, стойкая к внешним воздействиям поливинилхлоридная оболочка.
К положительным качествам подобных кабелей можно отнести:
- Высокие показатели мощности и общей теплоотдачи, что особенно важно на водопроводных трубах большого диаметра или при большом количестве фасонных элементов, требующих подогрева (тройников, фланцев, кранов и т.п.)
- Относительная простота конструкции, которая предопределяет и их доступность с точки зрения стоимости. Так, подобный кабель минимальной мощности можно приобрести по цене от 150 рублей за метр.
Есть у резистивных кабелей и свои недостатки:
- Для экономичности эксплуатации подобной системы подогрева водопровода потребуются приобретение и установка дополнительных устройств – термодатчиков, блоков контроля и автоматического управления, которые будут поддерживать температуру на заданном уровне, включая электропитание по мере необходимости.
- Кабель реализуется определенным метражом, и концевая контактная втулка должна устанавливаться в производственных услоо8ях. Самостоятельно проводить резку кабеля запрещается.
Эта разновидность кабеля была разработана специально для экономичности эксплуатации, и в корне отличается и устройством, и принципом своего действия.
Строение и схема действия саморегулирующегося полупроводникового кабеля
Два металлических проводника разделены между собой специальной полупроводниковой матрицей, которая исполняет роль излучателя тепла. Особые свойства используемого полупроводника обеспечивают его максимальную токопроводность при низких температурах, а при их повышении потребление электроэнергии значительно снижается. Характерно, что подобный процесс саморегуляции происходит в каждой конкретной точке по всей длине кабеля. Температура по длине трубы может достаточно сильно отличаться, и, таким образом, максимальный нагрев осуществляется именно на самых уязвимых участках трубопровода.
Преимущества использования такого кабеля очевидны:
- Достигается немалая экономия в плане расходования электроэнергии. При повышении общей температуры воздуха система сразу же прореагирует снижением потребляемой мощности.
- Такой кабель можно приобрести любой длины – на большинстве его разновидностей предусмотрены места реза с шагом 200 или 500 мм.
Основной недостаток подобной системы подогрева водопровода – достаточно высокая цена. Так, даже самые недорогие виды могут стоить порядка 300 рублей за метр, а верхний предел стоимости «зашкаливает» даже за 1000.
Система подогрева водопровода может подразумевать наружную установку кабеля или же размещение его в полости трубы. Каждая из таких технологий имеет свои особенности, что учитывается при подборе нужной модели и при выполнении работ.
Греющие кабели могут выпускаться с круглым сечением, но для внешнего размещения на трубе лучше подходит приплюснутая (ленточная) форма, которая в большей мере будет контактировать с поверхностью и эффективнее отдавать тепловую энергию. Диапазон мощностей тоже достаточно широк – от 10 и до 60 Вт на погонный метр – это следует учитывать при составлении проекта системы подогрева, с учетом материала труб и конкретных условий расположения водопровода.
Существует достаточно сложная система расчета требуемой мощности, которую используют специалисты на стадии составления проектов. Однако, упрощенно. В бытовых условиях, можно ориентироваться на следующие параметры:
Для установки кабеля внутри трубы обычно достаточно удельной мощности 10 Вт/м
Если планируется, обогрев трубопровода с размещение кабеля внутри, то для этого будет достаточно удельной мощности в 10 Вт/м.
При наружном размещении кабеля на металлических или полимерных водопроводных трубах, опираются на следующие показатели:
- O ? ? ? inch – 17 Вт/м;
- O ? ? 1? inch – 27 Вт/м.
Более мощные греющие кабели или ленты (например, 31 Вт/м) применяются в условиях частного строительства для обогрева канализационных труб с диаметром 100 мм и выше.
В комплект поставки системы подогрева водопровода обычно входит сам греющий кабель и «холодная» часть – провод для коммутации с источником электроэнергии. «Холодный кабель» может быть уже соединенным с греющей частью, но чаще эту работу приходится проводить самостоятельно. В этом случае в комплекте могут быть трубчатые клеммы-переходники и необходимое количество термоусадочных трубок разного диаметра. В случае использования саморегулирующегося кабеля, коме того, должна быть специальная концевая втулка, надежно изолирующая обрезанный конец.
Установленная концевая втулка-заглушка
Термодатчик с блоком автоматики (терморегуляции) в комплект практически никогда не входят – их придется покупать отдельно. Блоки терморегуляции выпускаются в различном исполнении – так, они могут быть аналогичными термостатам теплого пола с монтажев на стене,, устанавливаться в электрощит на DIN-рейку по типу обычного автомата, крепиться непосредственно на трубу в удобном для обслуживания и контроля месте.
Терморегулятор, устанавливаемый на DIN-рейку
Для саморегулирующихся кабелей выпускаются компактные терморегуляторы, которые размещаются на «холодной» части кабеля, заранее настроенные на включение питания при падении температуры до 5 ?С и отключение при достижении 15 ?С.
«Холодный» провод с установленным терморегулятором
Обустройство системы подогрева водопровода потребует установки отдельного автомата, с расчетной мощностью порядка 25 ампер. Никогда не станет лишней и система аварийного защитного устройства – УЗО.
Монтаж системы подогрева водопровода
Перед началом монтажа обязательно еще раз проверяется целостность изоляции кабеля по всей его длине. Ни в коем случае не допускается укладка кабеля с признаками поверхностного повреждения.
Одна из самых ответственных операций - коммутация греющей части кабеля с «холодной», если она не была предусмотрена производителем. Каждая из моделей может иметь свои специфические особенности соединения, которые обязательно должны быть отражены в прилагаемой к комплекту инструкции. Главная задача – обеспечить надёжный электрический контакт и, вместе с тем, создать многослойную изоляционную защиту, полностью исключающую вероятность замыкания и пробоя напряжения наружу.
Пример разделки кабеля и его соединения с проводом питания приведен в приложенном ниже видеоролике. Видео: как правильно коммутировать греющий саморегулирующийся кабель
При просмотре видеосюжета обязательно обратите внимание на правильность и надежность установки концевой муфты.
Монтаж кабеля поверх водопроводной трубы- Обычное расположение кабеля – вдоль трубы в одну линию. Он никогда не размещается с верхней части трубы. Это делается по двум причинам. Во-первых, должна исключаться вероятность его повреждения при возможной механической нагрузке на трубопровод сверху (падение предметов, инструментов и т.п.) Во-вторых, замерзание жидкости всегда идет снизу, и именно этот участок нуждается в максимальном нагреве.
Типичное размещение кабеля на трубе
- Если одного кабеля недостаточно по соображениям требуемой мощности нагрева, пускают несколько «ниток», располагая их так, как показано на схемах:
Различные виды размещения кабелей на трубе
- Поступают и иначе – укладывают один кабель спиралью вокруг трубы. Это также может выполняться по-разному:
Методики спиральной намотки кабеля
- Просто обвивая трубу кабелем с определенным шагом;
- Это не всегда удобно, а в ряде случаев и попросту невозможно, кода пространство для работы ограничено, и нет возможности пропускать под трубой всю бухту кабеля. Тогда поступают иначе: оставляют припуски-петли с их последующим оборачиванием вокруг тела трубы в противоположном направлении.
- Чем фиксировать кабель к поверхности трубы? Если используются полимерные трубы для водопровода, то без вариантов – только алюминиевым скотчем, который обеспечит максимальную теплопередачу от кабеля к трубе. При этом кабель фиксируется по всей своей длине.
Алюминиевый скотч
При этом на особо проблемных участках можно повысить теплоотдачу проклеиванием участка прилегания алюминиевой клейкой лентой или даже полным оборачиванием трубы фольгой еще до прокладки кабеля.
Фиксация кабеля на пластиковой трубе алюминиевым скотчем
- При установке системы подогрева на металлический трубопровод, кабель фиксируют кольцевым способом с определенным шагом между местами крепления (не более 300 мм). Использовать при этом рекомендуют термостойкую клейкую ленту или специальный пластиковый кабельный бандаж.
Крепление кабеля кольцевым способом
Существуют особенности укладки кабеля на некоторых узлах водопровода:
- При размещении кабеля на поворотах, он должен максимально близко располагаться к внешнему радиусу отвода.
Установка кабеля на изгибах трубы
- Много тепла всегда отводится в местах крепления трубы к металлическим опорам. Эти участки потребуют дополнительной петли снизу – как показано на схеме.
Утепление трубы на опорах
- Особого внимания всегда требуют массивные узлы водопровода – краны, задвижки, фланцы. Здесь также требуется укладка кабеля по специальной схеме – смотри рисунок.
Для монтажа кабеля на фасонных элементах водопровода оставляются специальные припуски
Размещение греющего кабеля на задвижке
Укладка греющего кабеля на фланцах
- Следующий важный вопрос – размещение термодатчика. Его ни в коем случае нельзя располагать в непосредственной близости от нагревательного кабеля, иначе вся система контроля попросту потеряет смысл, так как датчик должен максимально точно снимать показания температуры именно внутри трубы. Примерные схемы расположения его приведены на рисунке.
Место датчика при укладке одного кабеля …
… двух …
… или даже трех
- Под датчиком поверхность трубы обязательно проклеивается алюминиевой лентой, и ей же он фиксируется на месте установки. Обычно для установки датчика выбирают самое холодное место трубопровода.
На некоторых участках трубопровода установить кабель поверх трубы просто невозможно, например, на участках прохождения через плиты перекрытия, цоколь, бетонные кольца колодца и т.п., на помощь придет технология установки кабеля внутри трубы.
Для этого приобретают специальный кабель, который может быть использован в таких условиях – с особо надежной изоляцией, круглого сечения. В комплект должен входить специальный сальниковый узел – резьбовые втулки и шайбы с размещенным между ними конусным или цилиндрическим резиновым уплотнителем.
Сальниковый узел греющего кабеля для размещения его в трубе
- Перед началом установки кабеля вся сантехническая оснастка сразу надевается на него в требуемой последовательности, в соответствии с инструкцией, и лишь потом идет коммутация с «холодным» проводом.
- В месте входа кабеля в водопровод устанавливают тройник, в который вкручивается втулка уплотнения.
Примерная схема монтажа греющего кабеля в трубе
- Затем кабель очень осторожно вводится в тело трубы на установленную длину. Следует обязательно учитывать то, что таким образом обогревают только прямые участки труб или же имеющие минимальные изгибы, которые не станут препятствовать свободному прохождению кабеля. Ни в коем случае не допускается прохождения кабеля через вентили, краны, задвижки, или участки соединения, где выступающие витки резьбы внутри могут повредить целостность изоляции.
- После того как кабель введен, сальниковый узел полностью скручивают и обжимают, чтобы исключить разгерметизацию водопроводной системы.
При всех достоинствах подобной технологии установки греющего кабеля, есть у нее и немало недостатков. Главные из них – снижение общей надежности водопроводной системы, так как появляется лишняя точка врезки, сужение внутреннего просвета трубы и часто возникающие сложности при установке кабеля на протяженных или изогнутых участках.
Если выбирается такой способ монтажа, то заранее следует уточнить, имеет ли греющий кабель соответствующую сертификацию на использование именно с питьевой водой.
Термоизоляция после прокладки кабельной частиПодогрев водопровода кабелем только в том случае будет иметь какой-то смысл, если предусмотрена последующая термоизоляция труб.
Фольгированные полуцилиндры для термоизоляции труб
- Используют для этих целей специальные материалы, исполненные в виде полуцилиндров или разрезных цилиндров, изготовленных из минеральной ваты, пенополистирола, вспененного полиуретана, или каучука, других традиционных термоизоляционных материалов с высоким термическим сопротивлением.
Утеплительные элементы из вспененных материалов
- Установку термоизоляционных деталей рекомендуют проводить сразу же по мере прокладки кабеля – так снижается возможный риск его случайного повреждения. Перед монтажом обязательно следует убедиться, что изоляционный материал – полностью сухой, так как наличие влаги существенно снизит его эффективность.
- Установка термоизоляции проводится с максимальной аккуратностью, так, чтобы не повредить поверхность греющего кабеля и не сместить его правильного положения на трубе. Все детали обязательно фиксируются по месту и между собой установленным для них способом. Места стыков, при наличии щелей, следует законопатить минватой и проклеить водостойкой лентой (если используется термоизоляция с внешним фольгированным покрытием, то проклеиваются стыки алюминиевой лентой).
- В строительной практике принято считать следующие толщины утеплителей для обогреваемых участков водопроводных труб:
- Для диаметров ? и ? inch - 20 мм;
- O 1 и 1? inch - 30 мм;
- O 1 inch - 40 мм;
- O 2 inch - 50 мм;
- O 2? inch - 65 мм.
- Завершив установку цилиндрических деталей термоизоляции, нельзя забывать о качественной защите их от проникновения влаги с торцевой части.
После окончания работ по термоизоляции можно будет провести подключение системы обогрева к сети питания и провести пробный пуск. Если установлена система терморегуляции, ее настраивают на поддержание температуры в трубе на уровне 3 – 5 ?С.
Грамотно спланированная и качественно проведенная установка системы подогрева водопровода должна на очень долгое избавить хозяина дома от «головной боли» по поводу возможного замерзания труб.
