Обогрев и защита от замерзания труб, водопроводов (трубогреи)

• Кабельная нагревательная система «Антизамерзание и обогрев труб» (трубогрей) используется для защиты от замерзания и поддержания заданной температуры таких объектов, как:
• Трубопроводы (водопроводы и др.)
• Трубы внутри помещений
• Трубы на улице, как над землей, так и подземные
• Дренажные трубы
• Канализация
• Пожарные трубопроводы и гидранты

Система обогрева труб и защиты от замерзания электрокабелем может устанавливаться как снаружи, так и внутри трубы.

Преимущества использования термокабеля:

• Трубы, свободные ото льда
• Уменьшение глубины залегания водопроводов
• Отсутствие затрат на ремонты после тяжелой зимы

Устройство кабельной нагревательной системы «Антизамерзание и обогрев труб»

1. Нагревательный кабель (саморегулирующийся или резистивный)
2. Терморегулятор (для саморегулирующего греющего кабеля необязательно)
3. Электроустановочные изделия (УЗО, магнитные пускатели), устанавливаемые в ШУ (шкаф управления)
4. Фольгоскотч – самоклеющаяся алюминиевая лента
5. Теплоизоляция

У резистивного (двухжильного) или саморегулирующего термокабеля на одном конце смонтирована концевая муфта. На другом конце соединительная муфта – для соединения с силовым кабелем, который подключается к источнику питания. В резистивном кабеле выделение тепла происходит за счет омических потерь в нагревательной жиле кабеля. Конструкция резистивного нагревательного кабеля проще, соответственно стоимость его изготовления и цена для потребителя меньше. Резистивные греющие кабели уже нарезаны определенной длины и имеют установленную мощность.

• • Компания «КилоВольт» для системы обогрева труб предлагает:

• Резистивный греющий кабель Nexans

Однако, необходимо учитывать тот факт, что при применении резистивного термокабеля необходимо использовать термостат с датчиком температуры трубы. Саморегулирующийся нагревательный кабель можно применять без термостата. Без термостата данный электрокабель будет поддерживать температуру +5⁰С. Что вполне достаточно для того, чтобы вода в водопроводе не замерзала.

• • Компания «Энергия Тепла» для системы защиты от замерзания и обогрева трубы предлагает:

• Саморегулирующий нагревательный кабель Nexans

В основе конструкции греющего саморегулирующего кабеля применяется полимерная матрица. Полимер матрицы реагирует на температуру обогреваемого объекта в каждой отдельной его точке: с увеличением температуры сопротивление растет, следовательно, уменьшается протекающий по полимеру ток, а значит, уменьшается и выделяемая тепловая мощность. C понижением температуры трубы сопротивление матрицы уменьшается и выделяемая тепловая мощность растет. Таким образом, чем холоднее труба, тем больше греет кабель и наоборот.

Рекомендуем термостат ETR 1447

В случае применения саморегулирующегося электрокабеля, если необходима температура отличная +5⁰С, для управления системой и автоматизации процесса обогрева труб необходимо использовать терморегулятор. Компания «КилоВольт» предлагает термостат ETI-1551 с датчиком температуры ETF-622 для установки на трубе. Применение термостатов позволяет снизить энергопотребление трубогрея, в случае применения резистивных нагревательных кабелей система управления обеспечит их безаварийную работу.

На практике бывают случае, когда не всегда можно кабель для обогрева труб смонтировать снаружи трубы. Например, труба уже закопана в землю. Или технические условия не предусматривают наружный монтаж. В этом случае, применяют саморегулирующийся греющий кабель для монтажа внутри водопроводов. Допускается установка внутри труб с питьевой воды, находящихся под давлением. Материал внешней изоляции данного трубогрея одобрен к использованию в системах питьевого водоснабжения.

Теплоизоляция необходима для уменьшения теплопотерь. Применение трубогреев без теплоизоляции теряет смысл, так как в этом случае будет обогреваться в большей степени воздух вокруг водопровода. В качестве теплоизоляции могут быть использованы такие материалы, как вспененный полиэтилен, пенополиуретан, минеральная вата или другие материалы применяемые для утепления труб. Теплоизоляция трубогрея должна быть защищена от воздействия влаги, которая снижает ее эффективность.

Расчет и подбор греющего кабеля для системы обогрева труб электрокабелем

Для того, чтобы трубогрей выполнял требуемую задачу по защите труб от замерзания, его мощности должно быть достаточно для компенсации теплопотерь. Основные факторы, которые учитываются при расчете теплопотерь:

• Минимальная температура окружающей среды
• Место установки трубы
• Диаметр трубы
• Тип трубы и её протяженность, на которой требуется установить подогрев
• Толщина и коэффициент теплопроводности теплоизоляции

Чем больше труба или чем тоньше теплоизоляция, тем больше необходима удельная мощность кабеля [Вт/м]. Однако для защиты от замерзания полиэтиленовых и пластиковых труб установленная мощность не должна превышать 15 Вт/м. Иначе возможно, что температура кабеля превысит максимально допустимые значения для материала трубы, что приведет к ее повреждению.

Величина тепловых потерь рассчитывается по формуле:

Q =(2 * 3,14 * W * L * ( t вн. - t нар. )/ Ln ( D / d тр. нар )) *1,3

• где:
• W – коэффициент теплопроводности тепло изоляции, обычно равен 0,04 [Bt / m *° C]
• L – длина трубы, [ m ]
• t вн. – температура жидкости внутри трубы, [° C ]
• t нар. – температура окружающей среды, [° C ]
• D тр.изол. – наружный диаметр трубы с теплоизоляцией, [м]
• d тр.нар – наружный диаметр трубы, [м]
• 1,3 – коэффициент запаса

Требуемая длина кабеля:

L кабеля = Q/ Руд. каб., где: Руд. каб.– удельная мощность кабеля

Необходимо при расчете длины кабеля добавлять количество кабеля на задвижки, опоры, и д.р. арматуру, используемую на трубопроводе.

Данные для расчета этих длин приведены в следующей таблице:

Дополнительная длина нагревательного кабеля на каждый фитинг, в зависимости от проходного сечения трубы Dу. Минимальный шаг укладки – 50 мм.

Пример расчета мощности обогрев труб

Требуется рассчитать систему обогрев труб водоснабжения с исходными данными:

• диаметр трубы: d тр.нар = 32 мм , длина трубопровода: L = 45 м
• температура окружающей среды: – 35⁰C ;
• толщина теплоизоляции = 25 мм

Подставляя все значения в формулу, получим расчетные теплопотери:

Q = 2 * 3,14 * 0,04 * 45 * ( + 5 – ( –35 )) /( Ln ( 82 / 32 )) * 1,3 = 625 Вт

Требуемая мощность на 1 м трубы равна, согласно исходных данных:

625 Вт / 45 м = 14 Вт/м.

Можно выбрать саморегулирующий нагревательный кабель удельной погонной мощностью 15 Вт/м.

Монтаж трубогрея

Греющий кабель и терморегулятор монтируются в соответствии с Правилами Устройства Электроустановок. Монтаж должен выполняться только квалифицированными электриками.

• Требования:
• Радиус изгиба нагревательного кабеля не должен превышать минимальный радиус изгиба
• Греющий кабель не должен лежать на острых предметах, например, на остриях, оставшихся после сварки
• Перед монтажом термокабеля труба должна быть проверена на отсутствие протечек и повреждений
• Запрещено включать трубогрей, смотанный в рулон
• Водопровод после монтажа системы обогрева водоснабжения должен быть теплоизолирован

• Возможны 2 варианта монтажа трубогрея на поверхность обогреваемой трубы для достижения требуемой мощности:
• Термокабель укладываютпродольно вдоль трубы в одну или несколько параллельных ниток в зависимости от расчетной мощности.
• Термокабель обматывают спирально вдоль трубы в случае, когда длина кабеля больше длины обогреваемой трубы.

У полиэтиленовых и пластиковых труб для равномерного распределения тепла по трубе необходимо предварительно сделать прослойку с помощью алюминиевой фольги.

Греющий кабель, установленный на поверхность трубы, фиксируют при помощи клейкой алюминиевой ленты или иных термостойких лент, обеспечивающей плотный контакт между электрокабелем и трубой. Закрепление трубогрея на трубе должно проводиться так, чтобы при этом не повредить кабель. В местах крепления вентилей или фланцев петли кабеля длиной до 1,5 м тщательно крепятся к ним, оставляя возможность разъединения труб при необходимости. Сопротивление электрокабеля и сопротивление изоляции кабеля обязательно проверяются после установки кабеля на трубу.

При монтаже не допускается пересечений резистивного термокабеля. Саморегулирующийся греющий кабель может быть смонтирован с перехлестом. Саморегулирующийся не перегорит. Но все равно самопересечение электрокабеля не желательно, т.к. греющий кабель может руководствоваться в этом случае для саморегулирования не температурой трубы, а температурой соприкасающегося своего же отрезка кабеля. Поэтому пересечение необходимо использовать только в случаях, когда без этого не обойтись: например, при монтаже на вентили, фланцы или опоры.

Термокабель прихватывается к трубе липкой алюминиевой лентой. Лучший термический контакт достигается, если греющий кабель покрыть липкой алюминиевой лентой к трубе целиком. Это предохраняет нагревательный кабель от контакта с теплоизолятором и создает хороший тепловой контакт с трубой.

При мотаже теплоизоляции необходимо ее тщательно защитить от попадания влаги. При необходимости после теплоизоляции укладывают гидроизоляцию.

Термодатчик и его кабель крепятся к трубе так же, как и нагревательный кабель. Термодатчик при приклейке надо расположить так, чтобы он располагался посередине между нитями нагревательного кабеля по возможности на верхней части обогреваемой трубы.

На всех трубах должна быть разметка, говорящая о том, что на трубе помещен электрический нагревательный кабель. Если электрокабель проходит в земле, то на плитах, закрывающих трассу трубопровода с подогревом или непосредственно в грунте над кабелем должна быть красная или желтая пластиковая лента, предупреждающая о прохождении трубопровода с подогревом.

При укладке термокабеля на холоде, и, если, он стал жестким и плохо ложится, его надо размотать и включить на непродолжительное время. Он согреется и снова станет мягким.