Обогрев труб греющим кабелем с терморегулятором

Греющий кабель для водопроводных труб

Сделать водоснабжение частного дома или дачи постоянным и бесперебофным — задача не из легких. Самое трудное — обеспечить подачу воды зимой. Чтобы трубы не замерзали, их можно уложить ниже глубины промерзания, но все равно остаются слабые места. Первое — аномально холодные зимы, которые периодически брют все рекорды. Второе — места ввода в дом. Они все равно часто замерзают. Выход — установить греющий кабель для водопровода. В этом случае канализация желательна, но закапывать ее можно неглубоко. А на участки ввода в дом можно уложить нагреватель более мощный и получше утеплить.

Виды греющих кабелей для водопровода

Есть два вида нагревательных кабелей — резистивные и саморегулирующие. В резистивных использовано свойство металлов при прохождении электрического тока нагреваться. В обогревающих кабелях этого типа греется металлический проводник. Их характерная черта — они выделяют всегда одинаковое количество тепла. Неважно на улице +3°C или -20°C греться они будут одинаково — на всю мощность, следовательно, потреблять будут одинаковое количество электроэнергии. Чтобы уменьшить расходы в относительно теплое время, в системе ставят датчики температуры и терморегулятор (такие же, как используют для электрического теплого пола).

Строение резистивного кабеля

Резистивные обогревательные провода при укладке не должны пересекаться или располагаться один возле другого (вплотную). В таком случае они перегреваются и быстро выходят из строя. Внимательно следите за этим моментом в процессе монтажа.

Стоит еще сказать, что резистивный греющий кабель для водопровода (и не только) бывает одножильным и двухжильным. Чаще используются двухжильные, хоть они и дороже. Разница в подключении: у одножильных должны к электросети подключаться оба конца, что не всегда удобно. Двухжильные на одном конце имеют заглушку, на втором — закрепленный обычный электрический шнур с вилкой, который включается в сеть 220 В. Что еще надо знать? Резистивные проводники нельзя резать — работать не будут. Если купили бухту с более длинным чем надо отрезком — уложите его целиком.

Примерно в таком виде продают нагревательные кабели для водопровода

Саморегулирующиеся кабели — это металлополимерная матрица. В данной системе провода только проводят ток, а греется полимер, который находится между двух проводников. Этот полимер имеет интересное свойство — чем выше его температура, тем меньше тепла он выделяет, и наоборот, остывая, он начинает выделять больше тепла. Происходят эти изменения независимо от состояния соседних участков кабеля. Вот и получается, что он сам регулирует свою температуру, потому его так и назвали — саморегулирующийся.

Строение саморегулирующего кабеля

У саморегулирующихся (самогреющих) кабелей сплошные плюсы:

• они могут пересекаться и не перегорят;
• их можно резать (есть маркировка с линиями реза), но требуется затем сделать оконечную муфту.

Минус у них один — высокая цена, но срок службы (при соблюдении правил эксплуатации) порядка 10 лет. Так что траты эти разумны.

Используя греющий кабель для водопровода любого типа, трубопровод желательно утеплить. Иначе на обогрев потребуется слишком большая мощность, а значит, и большие расходы, да и не факт, что подогрев справится с особо сильными морозами.

Способы монтажа

Греющий кабель для водопровода укладывают снаружи или внутри трубы. Для каждого способа есть специальные виды проводов — некоторые только для наружного монтажа, другие — для внутреннего. Способ монтажа обязательно прописывается в технических характеристиках.

Внутри трубы

Для установки нагревательного элемента внутри водопроводной трубы, он должен отвечать нескольким требованиям:

• оболочка не должна выделять вредных веществ;
• степень электрической защиты должна быть не ниже IP68;
• герметичная оконечная муфта.

Чтобы была возможность заправить провод внутрь, на конце трубопровода ставят тройник, в один из отводов которого через сальник (идет в комплекте) заводится провод.

Пример установки греющего кабеля внутрь трубы через сальник

Обратите внимание, что соединительная муфта — место перехода между нагревательным кабелем и электрическим — должна находится за пределами трубы и сальника. Она для влажных сред не предназначена.

Тройник для монтажа обогревающего кабеля внутри трубы может иметь разные углы отвода — на 180°, 90°, 120°. При этом способе монтажа провод никак не фиксируется. Его просто заправляют внутрь.

Виды тройников для монтажа греющего кабеля внутри водопровода

Наружный монтаж

Закреплять греющий кабель для водопровода на наружной поверхности трубы надо так, чтобы он прилегал плотно, всей площадью. Перед установкой на металлические трубы, их очищают от пыли, грязи, ржавчины, следов сварки и т.п. На поверхности не должно остаться каких-либо элементов, которые могут повредить проводник. На чистый металл укладывается повод, фиксируется через каждые 30 см (чаще можно, реже — нет) при помощи металлизированной клейкой ленты или пластиковых хомутов.

Если тянется вдоль одна-две нитки, то монтируются они снизу — в самой холодной зоне, укладываются параллельно, на некотором расстоянии друг от друга. При укладке трех и более проводов, они располагаются так, чтобы их большая часть находилась снизу, но расстояние между греющими кабелями выдерживается (особенно важно это для резистивных модификаций).

Есть второй способ монтажа — спиралью. Укладывать провод надо аккуратно — они не любят резких или многократных изгибов. Есть два способа. Первый — разматывать муфту постепенно наматывая освобождающийся кабель на трубу. Второй — закрепить его с провисаниями (нижняя картинка на фото), которые потом намотать и закрепить металлизированной липкой лентой.

Если обогревать будут водопроводную трубу из пластика, то под провод наклеивается сначала металлизированный скотч. Он улучшает теплопроводность, повышая эффективность нагрева. Еще один нюанс монтажа обогревающего кабеля на водопровод: тройники, вентили и другие подобные устройства требуют больше тепла. При укладке сделайте на каждом фитинге несколько петель. Только следите за минимальным радиусом изгиба.

Фитинги, краны необходимо прогревать лучше

Чем утеплять

Однозначно для утепления обогреваемого трубопровода нежелательно использовать минеральную вату любого происхождения. Она боится намокания — во влажном состоянии теряет свои теплоизоляционные свойства. Замерзнув в мокром виде, после повышения температуры, она просто рассыпается в труху. Отсутствие влаги вокруг трубопровода обеспечить очень сложно, так что этот утеплитель лучше не брать.

Не очень хороши утеплители, которые сжимаются под действием тяжести. Сжавшись, они тоже теряют теплоизоляционные свойства. Если трубопровод у вас проложен в специально построенной канализации, на него ничего давить не может, можете использовать и поролон. Но если трубу будете просто закапывать, вам нужна жесткая теплоизоляция. Есть еще вариант — поверх сминаемого утеплителя (например, вспененного полиэтилена с закрытыми ячейками) надеть жесткую трубу, к примеру — пластиковую канализационную.

Пример утепления водопроводной трубы с нагревательным кабелем

Еще один материал — пенополистирол, сформованный в виде фрагментов труб разного диаметра. Такой вид утеплителя часто называют скорлупой. Имеет он хорошие теплоизоляционные характеристики, не боится воды, выносит некоторые нагрузки (зависит от плотности).

Какой мощности требуется греющий кабель для водопровода

Требуемая мощность зависит от региона, в котором вы проживаете, от того, как проложен трубопровод, от диаметра труб, утеплен он или нет, да еще и от того, как именно вы прокладываете обогрев — внутри трубы или поверх нее. В принципе, у каждого производителя есть таблицы, по которым определяется расход кабеля на один метр трубы. Эти таблицы составляются для каждой мощности, так что выкладывать тут какую-то из них нет смысла.

По опыту, можно сказать, что при среднем утеплении трубопровода (пенополистирольная скорлупа толщиной 30 мм) в Средней полосе России на обогрев одного метра трубы изнутри достаточно мощности в 10 Вт/м, а снаружи надо брать не менее 17 Вт/м. Чем севернее вы живете, тем большая мощность (или толще стой утеплителя) вам требуется.

С терморегулятором или без?

Если хотите за обогрев водопровода платить мизер, лучше поставить терморегулятор. Даже если вы собрались монтировать саморегулирующийся нагревательный кабель. В основном, характеристики такие: включается в работу при +3°C, выключается при +13°C.

Если вода у вас подается из скважины, в ней она никогда не будет иметь температуру в +13°C. Получается, что обогрев будет работать все время, даже весной и летом. Летом, понятное дело, кабель можно выключить, а вот весной и осенью этого не сделаешь из-за возможности внезапного заморозка. С колодцами несколько проще, но ненамного — летом там вода может иметь температуру и чуть выше порога отключения. Но это — летом, и в самый жаркий период. И вообще, зачем вам греть, скажем воду, которая идет в сливной бачок? Да и ту, что идет на кухню или в душ вы все равно будете нагревать бойлерами или проточными водонагревателями.

В любом случае получается — терморегулятор нужен. На нем выставляете температуру отключения в районе +5°C. Затраты на подогрев трубопровода падают в разы. При этом значительно увеличивается срок службы греющих кабелей — они имеют определенный ресурс рабочих часов. Чем меньше они работают, тем дольше будут вам служить.

Греющий кабель для водопровода — схема подключения к терморегулятору

При установке системы обогрева водопровода с терморегулятором, надо будет установить и датчик температуры. Тут есть сложность. Его надо поставить на трубу так, так, чтобы на него не влияла температура от нагревателей. То есть, от трубы его теплоизолировать не надо, а от кабелей — надо.

Сам терморегулятор желательно установить в помещении. Его подключают к домовому электрощитку через защитный автомат и, желательно, УЗО. Потребляемая мощность у обогревательного кабеля небольшая, потому номинал автомата можно взять порядка 6А, номинал УЗО выбираете ближайший больший, а то утечки, желательно, 30 мА.

Подключают греющий кабель для водопровода к соответствующим разъемам на корпусе терморегулятора. Если веток несколько, их запаралеливают. На соседние контакты подключается датчик температуры. На каждом терморегуляторе есть маркировка, по которой понятно, что и куда надо подключать. Если маркировки нет — лучше купите другой: работоспособность данного экземпляра очень сомнительна.

Источник

Автоматизация обогрева трубопровода воды

Надежное водоснабжение дома является неотъемлемой частью современной жизни. Климат в нашей стране славится своими холодами, даже в Подмосковье, примерно каждые 10-15 лет наблюдаются лютые морозы, достигающие тридцатиградусной отметки. В этих условиях нередко возникает проблема обеспечения не замерзания водопроводного трубопровода, в особенности, при незначительном его заглублении, а также при небольшом или непостоянном расходе воды.

Саморегулирующиеся греющие кабели

Предлагаемые к продаже греющие саморегулирующиеся кабели, которые в последние годы освоила и наша промышленность, как заявляют изготовители, нацелены на решение вышеупомянутой проблемы. Отличительной особенностью кабеля является эффект саморегулирования температуры: чем холоднее поверхность кабеля, тем выше его температура. Мощность, выделяемая одним погонным метром такого кабеля варьируется от 10 Вт и доходит до 30 Вт — зависит от характеристик кабеля, завода-изготовителя, а также применяемой технологии изготовления.

При решении практической задачи обеспечения обогрева водопроводной трубы загородного дома был применён саморегулирующийся нагревательный кабель КСТМ2-Т длиной 7 погонных метров. По данным завода-изготовителя и информации на оплетке этого кабеля: линейная мощность составляет 30 Вт/м при температуре +10 градусов Цельсия и максимальная температура нагрева кабеля достигает +65 градусов Цельсия; также на сайте производителя заявленная температура включения такого кабеля составляет +10 градусов Цельсия. Однако, мы решили провести собственный эксперимент: после подключения готового кабеля к электрической сети в помещении с температурой окружающего воздуха +26 градусов Цельсия (кабель был выдержан при этой температуре не менее 24 часов), потребляемая мощность изделия длиной 7 метров составила почти 144 Вт за каждый час [см. Фото 1].

Фото 1. Оценка потребляемой мощности греющего саморегулирующегося кабеля КСТМ2-Т длиной 7 метров при температуре воздуха +26 градусов Цельсия.

Принимая во внимание заводские параметры, а также полученные эмпирические данные из нашего эксперимента, с учётом того, что температура грунта, где размещён трубопровод воды, редко достигает отметки выше +15 градусов Цельсия, мы получим значительные затраты электроэнергии за весь год работы.

Даже грубая оценка потребляемой кабелем электроэнергии с ноября по апрель (за 6 месяцев работы) показывает:

(181 день x 24 часа x 30 Вт/м x 7 метров)/1000

912 кВт x 4.81 руб/кВт

4388 руб ! [с повышением тарифа на электроэнергию денежные затраты будут возрастать].

Включение кабеля вручную, например, с ноября и выключение в апреле, не решает проблемы автоматизации и энергосбережения, т.к. часто в ноябре и даже декабре за последнее десятилетие наблюдалась положительная температура окружающего воздуха, и кабель всё равно при положительных температурах, близких к нулю будет потреблять электрическую энергию, работая фактически впустую — грея теплую землю. Включать кабель вручную при понижении температуры воздуха и отключать при незначительном потеплении представляется затратным по времени и не соответствующим реалиям 21-го века.

Для решения задачи автоматизации обогрева трубопровода воды был применён российский терморегулятор ТРЦ-01, обладающий повышенной надежностью. Его главной отличительной особенностью является применение современного микроконтроллера, который управляет нагрузкой с помощью реле, работающего в связке с симистором, а также возможность настройки устройства на включение нагрузки при отрицательных или положительных температурах. Благодаря этому, а также продуманной схемотехнике, современной элементной базе и качеству сборки, обеспечиваются высокие показатели надежности регулятора температуры. Саморегулирующийся греющий кабель КСТМ2-Т было решено подключить к выходу устройства. Дальнейшие работы проводились следующим образом.

На поверхности трубопровода воды был закреплен греющий саморегулирующийся кабель общей длиной семь метров [см. Фото 2].

Фото 2. Греющий саморегулирующийся кабель КСТМ2-Т, закрепленный на водопроводном трубопроводе.

После чего поверхность водопроводной трубы с размещенным на ней греющим кабелем была тщательно теплоизолирована [см. Фото 3].

Фото 3. Теплоизоляция водопроводного трубопровода.

Электрическое подключение саморегулирующегося кабеля к проводам регулятора температуры показано на Фото 4.

Фото 4. Электрическое подключение греющего саморегулирующегося кабеля к проводу регулятору температуры.

Монтаж терморегулятора для греющего саморегулирующего кабеля в корпус на DIN-рейку продемонстрирован на Фото 5; на DIN-рейку слева направо установлен: автоматат C6 с номинальным током 6 Ампер, устройство для индикации напряжения, рабочего тока и потребляемой мощности и собственно регулятор температуры ТРЦ-01. Необходимо отметить, что входное напряжение на автоматический выключатель С6 подаётся от УЗО [устройство защитного отключения] с током утечки 30 мА.

Фото 5. Монтаж терморегулятора для греющего саморегулирующегося кабеля.

Окончательный монтаж устройства с закрытием лицевой панели корпуса показан на Фото 6.

Фото 6. Окончательный монтаж терморегулятора для подключения греющего саморегулирующегося кабеля.

Мы настроили и включили терморегулятор ТРЦ-01 для срабатывания при более высокой температуре только для его тестирования, что было связано с проведением работ в летний период. Как видно из фотографий [см. Фото 5 и Фото 6] при температуре окружающего воздуха около +20 градусов Цельсия — греющий саморегулирующийся кабель 30КСТМ2-Т длиной 7 метров потребляет около 271. 279 Вт электрической энергии каждый час. Поэтому настройка регулятора температуры на автоматическое включение этого греющего кабеля только при отрицательных температурах окружающего воздуха позволит не только автоматизировать обогрев трубопровода воды, но и существенно повысит энергосбережение — сократит денежные затраты по оплате электрической энергии.

Видео-презентация применения терморегулятора ТРЦ-01 для обогрева трубопровода воды

Источник