Добавить в закладки
Статьи

Обогрев труб водоснабжения и систем канализации: методы и инструменты


 

В каких случаях применяется электрообогрев водопроводных труб и канализации? Какие нагревательные элементы можно использовать? Как их правильно монтировать?

Давайте попробуем ответить на эти вопросы.

Совместим ли открытый водопровод с суровым российским климатом? Ответ не столь однозначен, как кажется.

Совместим ли открытый водопровод с суровым российским климатом? Ответ не столь однозначен, как кажется.

 



Когда необходим обогрев

Собственно, ответ на этот вопрос вполне предсказуем: принудительный нагрев нужен там, где трубы в процессе эксплуатации могут охлаждаться ниже точки замерзания.

Почему это может произойти?

  • Обогрев водопроводных труб и канализации волей-неволей приходится обеспечивать там, где нет возможности проложить их ниже уровня промерзания. Типичный пример — вечная мерзлота: в северных регионах страны грунт зачастую промерзает на 3-5 метров и не оттаивает за лето.
  • Теплый климат, как ни парадоксально звучит, тоже заставляет устанавливать подогрев. Теплые зимы с крайне редкими заморозками в некоторых случаях делают заглубленную или скрытую прокладку коммуникаций просто-напросто нецелесообразной. Так, канализацию и воду в надстроенную над капитальным строением мансарду куда проще протянуть по фасаду, не портя внутреннюю отделку дома.
На фото - здание в Лондоне. При реконструкции канализация была проложена по фасаду.

На фото — здание в Лондоне. При реконструкции канализация была проложена по фасаду.

Кстати: падение температуры до 3-5 градусов мороза не приводит к замерзанию воды в трубах. Как многократно убеждался автор, проблемы начинаются с достижением ночными морозами примерно 10-градусной отметки. Причины — высокая минерализация водопроводной воды, сдвигающая точку замерзания, и теплые испарения сточных вод в канализации.

Инструменты

Каким может быть обогреватель труб водоснабжения и канализации?

Резистивный кабель

Простейшее решение — так называемый резистивный кабель, изолированный  проводник с постоянным удельным сопротивлением. При прохождении тока он будет выделять тепловую мощность, в точности равную потребляемой электрической мощности.

Та, в свою очередь, рассчитывается как произведение напряжения на силу тока; сила тока же равна результату деления напряжения на общее электрическое сопротивление проводника.

Очевидно, что, регулируя длину нагревательного элемента с известным удельным сопротивлением, нетрудно добиться выделения им необходимой тепловой мощности на каждом погонном метре.

Резистивный кабель может быть как одножильным, предполагающим укладку замкнутой петлей, так и двужильным, требующим установки кольцевой муфты.

Одножильный и двужильный резистивные кабели.

Одножильный и двужильный резистивные кабели.

Главное и, пожалуй, единственное достоинство решения — его невысокая цена. Главный недостаток — минимальная гибкость в выборе конфигурации: покупатель вынужден использовать нагревательный элемент строго определенной длины.

Саморегулирующийся кабель

Эта проблема весьма остроумно решена в конструкции саморегулирующегося кабеля, сечением больше напоминающего ленту.

Как устроен ленточный обогреватель для водопроводных труб и канализации?

  • К нулевому и фазовому контактам подключаются два медных одножильных проводника, идущих вдоль всего кабеля.
  • Между ними расположена проводящая матрица, представляющая собой, упрощенно говоря, смесь пластика с высоким коэффициентом теплового расширения и угольной пыли.
  • Снаружи может присутствовать заземленная оплетка, экранирующая электромагнитное поле при спиральной укладке нагревателя.
Схема устройства кабеля.

Схема устройства кабеля.

Как работает эта схема?

  • При подаче питания проводящая матрица за счет прохождения тока начинает нагреваться.
  • Там, где нагрев не компенсируется интенсивным теплоотводом, расширение матрицы вызывает резкое увеличение ее электрического сопротивления: частицы проводника удаляются друг от друга. В результате, чем сильнее нагрет участок кабеля, тем…. слабее он греется.
Принцип работы.

Принцип работы.

Чем это хорошо?

  • Такой кабель экономичен. В теплую погоду он резко снижает потребление электроэнергии.
  • Он не боится перехлестов и вызванного ими локального перегрева.
  • Наконец, длина проводника может быть абсолютно любой — лишь бы потребление электроэнергии не превысило пропускную способность токоведущих жил.

Нюанс: при любой длине кабель должен быть снабжен концевой муфтой — тщательно изолированной перемычкой. Изоляция представляет собой несколько термоусадочных трубок, под которые перед усадкой нанесено небольшой количество силиконового герметика.

Кроме того, второй конец кабеля снабжается токоведущим проводом и электрической вилкой; при наличии оплетки вилка должна иметь контакты заземления.

Готовая секция.

Готовая секция.

Как подобрать оптимальную мощность саморегулирующегося кабеля?

Удельная мощность, ватты на погонный метр Область применения
10 — 16 Обогрев трубы водоснабжения диаметром до 32 мм
24 Обогрев канализации диаметром 50 мм
30 — 40 Обогрев канализации диаметром 110 мм

Монтаж

Трудно ли своими руками организовать электрообогрев труб водоснабжения и канализации?

Снаружи трубы

Простейшая инструкция по монтажу сводится к укладке нагревательного элемента вдоль трубы в теплоизолирующей скорлупе. Кабель может укладываться продольно или навиваться спиралью.

Для фиксации кабеля рекомендуется использовать алюминиевый скотч. Рекомендация связана с тем, что его отражающая поверхность способствует уменьшению потерь тепла за счет инфракрасного излучения.

Однако: на изгибах трубопровода лучше воспользоваться полиэтиленовыми хомутами. Саморегулирующийся кабель достаточно упруг и при попытке примотать его к трубе просто-напросто рвет скотч.

Наружная укладка проста, но подразумевает большие нецелевые потери тепла. Даже в пенопластовой скорлупе существенная часть потребляемой мощности будет бесполезно рассеиваться в пространстве.

Наружная укладка.

Наружная укладка.

Внутри трубы

Обогрев водопровода внутри трубы гораздо более эффективен, но требует решения проблемы герметизации точки входа кабеля. Для этой цели используются специальные фитинги с резиновыми или силиконовыми уплотнителями: при затяжке накидной гайки уплотнитель плотно обжимает кабель.

Уплотняющая муфта.

Уплотняющая муфта.

Можно ли укладывать греющий кабель в канализационную трубу или септик?

Обычно делать это настоятельно не рекомендуется. Однако здесь нужно понимать одну тонкость.



Наружная оболочка любого греющего кабеля — поливинилхлорид, тот самый исключительно стойкий к агрессивным средам пластик, из которого делают канализационные трубы. А вот термоусадка отличается куда меньшей стойкостью к агрессивной среде сточных вод и за пару-тройку лет попросту растворяется в них.

Отсюда — очевидный вывод: греть изнутри можно и канализацию; однако муфты кабеля должны быть любым способом выведены за ее пределы. Кроме того, не стоит забывать про возможность засоров: при прочистке трос или проволока могут повредить кабель.

Заключение

На каком из способов обогрева остановиться — читателю, разумеется, предстоит выбрать самостоятельно. Вся необходимая информация находится в его распоряжении.

Как обычно, некоторое количество дополнительных материалов предложит видео в этой статье. Успехов!

Нажимая на кнопку, вы даёте согласие на обработку своих персональных данных


Поделитесь:
Автор: Елисей АГАФОНОВ
Опубликовано: 16.04.2015


  X