Расчет саморегулирующего греющего кабеля для водопровода

Обогрев труб. Расчет и подбор греющего кабеля

Расчет и подбор греющего кабеля для обогрева труб.

При монтаже водопроводных и канализационных труб строительные правила рекомендуют их прокладку ниже уровня промерзания грунта. Однако изготовить траншею требуемых размеров не всегда возможно из-за структуры грунта либо слишком глубокого промерзания. Современный эффективный способ защиты труб от низких температур – укладка греющего кабеля, резистивного или саморегулирующего. Резистивный кабель обеспечивает равномерный прогрев трубы по всей длине, продается мерными отрезками без возможности укорачивания, может выйти из строя при перехлесте. Саморегулирующий кабель меняет интенсивность нагрева, в зависимости от потребностей конкретного отрезка, нарезается на участки нужной длины, не перегорает при перехлесте, не требует установки дополнительных датчиков.

Как подобрать греющий кабель в зависимости от способа прокладки?

Способы монтажа – внутренний и наружный – имеют индивидуальные рекомендации и ограничения.

Внутреннее расположение кабеля (внутри трубы) – эффективный способ обогрева, позволяющий использовать кабельную продукцию меньшей мощности, может применяться для уже закопанных труб.

• Этот вариант приемлем только для водопроводных труб небольшого диаметра, поскольку кабели маломощные.
• Внутри трубы можно монтировать только саморегулирующие разновидности с изоляцией из пищевого полимера.

Для наружной прокладки пригодны и саморегулирующие, и резистивные кабели. Ограничение – при обогреве систем из полимерных материалов следует помнить, что мощность не должна превышать 17 Вт/м.

Расчет длины резистивных и саморегулирующих греющих кабелей для водопровода и канализации.

Для расчета длины греющего кабеля для трубопровода необходимо знать – удельную мощность кабеля, указанную в маркировке, длину и диаметр трубы, толщину теплоизоляционного материала, разницу температур – минимальной для данного региона и водопроводной воды.

Формула расчета длины саморегулирующих и резистивных нагревательных кабелей для трубопровода по удельной мощности:

L каб = K зап*L трубы*Q уд./P уд.

K зап. – коэффициент запаса, определяется по таблице №2;

L трубы – длина обогреваемой трубы, м;

Q уд. – удельные теплопотери (Вт/м), значение берется из таблицы №1;

P уд. – мощность кабеля (указывается в маркировке).

Таблица №1 удельных теплопотерь Q уд. (Вт/м) с поверхности трубопровода для расчета длины нагревательного кабеля

Толщина изоляционного слоя, мм

Разница температур (самой низкой для данного региона и водопроводной воды), °C

Диаметр трубы, мм

25 32 57 76 89 108 114 159 20 20 6,6 7,8 11,8 14,9 16,9 19,9 20,9 28,0 30 9,9 11,6 17,7 22,3 25,4 29,9 31,3 42,0 40 13,2 15,5 23,6 29,7 33,9 39,9 41,8 58,0 50 16,4 19,4 29,5 37,1 42,3 49,9 52,2 70,0 60 19,7 23,2 35,5 44,6 50,8 58,8 62,7 84,0 80 26,3 30,0 47,3 59,4 67,7 79,8 83,6 112,0 30 20 5,1 5,2 6,0 6,8 7,6 8,7 10,1 11,7 30 7,7 7,8 9,0 10,2 11,4 13,1 15,1 17,5 40 10,3 10,4 11,9 13,7 15,1 17,4 20,1 23,4 50 12,8 13,0 14,9 17,1 18,9 21,4 25,1 29,2 60 15,4 15,6 17,9 20,5 22,7 26,1 30,2 42,6 80 20,5 20,8 23,9 27,3 30,3 34,9 40,2 46,7 40 20 4,4 5,0 7,2 8,7 9,8 11,3 11,8 12,4 30 6,6 7,5 10,8 13,1 14,7 17,0 17,7 23,1 40 8,8 10,0 14,3 17,5 19,6 22,7 23,6 30,8 50 11,0 12,5 17,9 21,8 24,5 28,3 29,5 38,5 60 13,1 15,1 21,5 26,2 29,4 34,0 35,5 48,3 80 17,5 20,1 28,7 35,0 39,5 45,3 47,3 61,7 50 20 3,9 4,4 6,2 7,5 8,3 9,6 10,0 12,9 30 5,9 6,7 9,3 11,2 12,5 14,4 15,0 19,3 40 7,8 8,9 12,4 15,0 16,7 19,2 20,0 25,8 50 9,8 11,1 15,5 18,7 20,9 24,0 24,9 32,2 60 11,7 13,3 18,6 22,5 25,0 28,8 29,9 38,6 80 15,6 17,7 24,8 29,9 33,4 38,4 39,9 51,5

Таблица №2 коэффициент запаса K зап.

Тип нагревательного кабеля	Коэффициент запаса
	С учетом расхода на опоры и арматуру	Без учета дополнительного расхода на опоры и арматуру
Саморегулирующий	1,1	1,2
Резистивный (постоянной мощности)	1,2	1,36

Удельную мощность кабеля выбирают, опираясь на данные таблицы №1. Эта величина должна быть не меньше величины теплопотерь. Существуют и ориентировочные данные подбора удельной мощности греющего кабеля:

• диаметр 15-25 – 10 Вт/м;
• диаметр 25-40 – 16 Вт/м;
• диаметр 40-60 – 24 Вт/м;
• диаметр 60-80 – 30 Вт/м;
• диаметр 80 и более – 40 Вт/м.

При наружной прокладке площадь обогрева увеличивают с помощью нескольких способов монтажа:

• параллельный – применяется для труб малого диаметра;
• змеевиком – подходит для изделий значительного диаметра, обеспечивает быстрый прогрев;
• намотка – чаще всего используется для поддержания заданной температуры передаваемой среды.

Источник

Калькулятор расчета длины греющего кабеля для водопровода

Некоторые участки автономной системы водопровода на пути от скважины или колодца к дому могут требовать подогрева. Это решается укладкой греющего электрического кабеля на трубу или даже непосредственно внутрь нее. В сочетании с термостатическим управлением создается надежная, и в то же время – в достаточной степени экономичная защита труб от замерзания.

Калькулятор расчета длины греющего кабеля для водопровода

Но вот какой греющий кабель (по удельной мощности) и когда нужен? И какой длины?

Если кабель располагается внутри трубы – то с ним относительно понятно, так как его необходимая длина примерно равна длине участка, требующего обогрева.

С наружным – сложнее. Пустить ли его одной «ниткой» вдоль оси трубы, или обернуть спирально? И сколько кабеля должно тогда прийтись на погонный метр водопровода?

Вопросы серьезные, так как ошибка в сторону уменьшения может привести к замерзанию воды в трубе, в другую — к совершенно неоправданным расходам и к увеличению сложности монтажных работ. Найти «золотую середину» поможет калькулятор расчета длины греющего кабеля для водопровода.

Необходимые табличные данные и краткие пояснения по проведению расчетов приведены ниже.

Калькулятор расчета длины греющего кабеля для водопровода

Пояснения и необходимые вспомогательные данные для проведения вычислений

Итак, откуда берутся данные для подстановки в поля калькулятора?

• Длину участка, на котором требуется организовать подогрев, необходимо определить самостоятельно, тщательно анализируя создаваемый проект водопровода. Обычно это та зона, которая начинается после подъема проложенной трубы с глубины (а она по правилам должна располагаться ниже уровня промерзания грунта), то есть непосредственно перед входом в дом. Особого внимания требуют участки прохождения через массивные конструкции (например, ленточный фундамент или плиту), так как они всегда зимой «вытягивают» тепло за счет своей огромной теплоемкости. Если фундамент свайный, то наверняка есть участок прохождения трубы от грунта до перекрытия 1 этажа. Не забываем про отрезки трубопровода в холодных, неотапливаемых подвальных и цокольных помещениях.

Общая длина складывается из длин вертикальных и горизонтальных отрезков на проблемных участках.

• Со вторым пунктом, то есть с теплопотерями нужно разобраться чуть подробней.

Задача греющего кабеля как раз и заключается в том, чтобы полностью компенсировать теоретически возможные теплопотери и поддерживать температуру воды в трубе на минимально необходимом уровне, исключающем замерзание (обычно от +6 до +10 ℃ — больше не имеет смысла).

Тепловые потери через стенки труб и слой утепления рассчитываются по довольно громоздкой формуле. Но можно воспользоваться уже готовыми результатами, сведенными в таблицу.

Толщина утепления трубы	ΔT°С	ø 15 мм	ø20 мм	ø25 мм	ø32 мм	ø40 мм	ø50 мм	ø80 мм	ø100 мм	ø150 мм
10 мм	20	7.2	8.4	10	12	13.4	16.2	23	29	41
30	10.7	12.6	15	18	20.2	24.4	34	43	61
40	14.3	16.8	20	24	26.8	32.5	45	57	81
60	21.5	25.2	30	36	40.2	48.7	68	86	122
20 мм	20	4.6	5.3	6.1	7.2	7.9	9.4	13	16	22
30	6.8	7.9	9.1	10.8	11.9	14.2	19	24	33
40	9.1	10.6	12.2	14.4	15.8	18.8	25	32	44
60	13.6	15.7	18.2	21.6	23.9	28.2	38	48	67
30 мм	20	3.6	4.1	4.7	5.5	6	7	9	11	16
30	5.4	6.1	7.1	8.2	9	10.6	14	17	24
40	7.3	8.3	9.5	10.9	12	14	19	23	31
60	10.9	12.4	14.2	16.4	18	21	28	34	47
40 мм	20	3.1	3.5	4	4.6	4.9	5.8	8	9	12
30	4.7	5.3	6	6.8	7.4	8.6	11	14	19
40	6.2	7.1	7.9	9.1	10	11.5	15	18	25
60	9.4	10.6	12	13.7	14.9	17.3	22	27	37
50 мм	20	2.8	3.1	3.5	4	4.3	5	7	8	10
30	4.2	4.7	5.3	6	6.5	7.4	10	12	16
40	5.6	6.2	7.1	8	8.6	10	13	16	21
60	8.4	9.4	10.6	12	13.8	15	19	23	31
75 мм	20	2.4	2.6	2.9	3.2	3.5	3.9	6	7	8
30	3.5	3.8	4.3	4.8	5.2	5.9	7	9	11
40	4.7	5.2	5.8	6.5	7	7.8	10	12	15
60	7.1	7.8	8.6	9.7	10.4	11.8	15	17	23
100 мм	20	2	2.3	2.5	2.8	3	3.4	5	6	7
30	3.1	3.5	3.7	4.2	4.4	4.8	6	7	9
40	4.2	4.6	5	5.6	6	6.7	8	10	12
60	6.2	6.8	7.6	8.4	9	10.1	12	15	19

А для работы с таблицей понадобятся следующие данные:

— Верхняя строка – это стандартные диаметры (условного прохода, то есть внутренние) водопроводных труб, для которых ведется расчёт.

— Левый крайний столбец – толщина термоизоляции, в которую будет заключаться труба. В таблице приведены результаты расчетов для утеплителей с коэффициентом теплопроводности порядка 0,04 Вт/м×℃. Под эту «планку» можно спокойно отнести утеплители для труб изготовленные их пенополистирола, пенополиэтилена, минеральной ваты, то есть наиболее популярные. Ну а если используется, скажем, пенополиуретан, то так показатели термоизоляции еще выше, теплопотери, стало быть, меньше, и обогрев кабеля получается даже с весьма солидным эксплуатационным запасом.

Кстати, при выборе толщины утепления можно руководствоваться негласным «эмпирическим правилом», что слой термоизоляции трубы обычно делается не меньше ее диаметра (имеется в виду «нижний диапазон», то есть с диаметрами от 15÷20 и до 50 ÷ 60 мм).

— Второй слева столбец — это разница температур Δt: между температурой самой холодной декады зимы, свойственной данному региону, и требуемой температурой воды в трубе (условно + 10 ℃). Например, если для местности, где планируется прокладка водопровода, тридцатиградусные морозы являются обычным делом, то Δt принимается равной 40 градусов.

— Пересечение выбранных строки и столбца покажет расчетную величину удельных тепловых потерь, ватт на погонный метр. Именно эта величина и указывается в калькуляторе.

• В общей формуле длины нагревателя, по которой составлен калькулятор, есть различные коэффициенты для обычного резистивного кабеля и для саморегулирующегося. То есть пользователю требуется указать, какой будет использоваться для подогрева водопровода.
• Если на участке водопровода, подлежащем подогреву, имеется задвижка, кран, фланец, металлическая опора, то эти места потребуют дополнительного расхода тепла. Пользователь указывает данные, а программа сама внесет коррективы в расчёт.
• Последним пунктом указывается удельная мощность нагревательного кабеля, выбранного для подогрева водопровода.

Это паспортная величина, обязательно указываемая в маркировке кабеля. Если выбирается саморегулирующийся вариант, где показатель изменяется с температурой нагрева, мощность обычно соответствует температуре окружающей среды в 10 ℃.

Обычно руководствуются такими рекомендациями:

— удельная мощность кабеля обычно берется так, чтобы она не была меньше удельных теплопотерь.

— для труб с ДУ до 25 мм обычно бывает достаточно удельной мощности 10 Вт/м;

— от 25 до 40 мм – 16 Вт/м;

— от 40 до 60 мм – 24 Вт/м;

— от 60 до 80 – 30 Вт/м

— свыше 80 мм – 40 Вт/м.

(С более значительными диаметрами при создании водопровода в частном доме вряд ли придётся сталкиваться).

— Если водопроводная труба – полимерная, то, независимо от ее диаметра, не стоит использовать нагревательный кабель мощнее 17 Вт/м.

Результат расчёта будет показан с округлением до одного метра ( в большую сторону).

Обезопасьте свой домашний водопровод от промерзания!

Надеяться только на утепление проблемных участков трубы – безрассудство! Без подогрева обвести спокойствие за неуязвимость своей системы не получится! По каким принципам осуществляется подогрев водопровода – читайте в специальной публикации нашего портала.

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Источник