Греющий кабель для водопровода — разновидности, особенности монтажа, советы по утеплению кабеля

Круглогодичное, бесперебойное водоснабжение жилого дома — одно из важнейших условий, отличающих современное комфортабельное жилище.

Даже при самых низких температурах водопроводные трубы не должны допускать образование в них ледяных пробок, препятствующих подаче воды.

Содержание

Выбор и характеристики греющего кабеля

Замерзание водопровода зимой можно предотвратить несколькими способами:

прокладкой трубопровода на глубине, превышающей глубину промерзания грунта;
утеплением труб;
применением греющего кабеля.

Глубина траншеи под водопровод зависит от многих факторов:

широты местности;
характера грунта;
температуры воды водоема, из которого происходит забор – наиболее холодная вода поступает из скважин, самая теплая из рек и колодцев;
наличия вдоль водопроводной трассы деревьев с массивными корнями, способными повредить мелко закопанные трубы.

В Таблице 1 для примера приведены некоторые данные о глубине промерзания грунта в зависимости от его характера и местонахождения региона.

Таблица 1. Промерзание грунта, м

Регион	Глина	Мелкий песок	Крупный песок, гравий
Север (Сургут)	2,2	2,7	2,9
Средняя полоса (Рязань)	1,36	1,65	1,8
Юг (Ростов)	0,66	0,8	0,9

По правилам строительных норм глубина траншеи должна быть на полметра больше приведенных в таблице значений.

Рытье глубокой траншеи может оказаться достаточно трудоемкой и дорогостоящей работой.

Поэтому вместо заглубления труб на 1 и более метра нередко применяется обогрев их греющими кабелями.

Греющий кабель – это, по сути своей, нагреватель, имеющий характерную для электрических кабелей конструкцию: токопроводящие жилы, основную и дополнительную изоляцию, наружную оболочку, иногда экранирующую оплетку.

Главное отличие в том, что его токопроводящие жилы обладают повышенным удельным сопротивлением. При прохождении по такому кабелю электрического тока он разогревается и передает тепло водопроводным трубам.

Для наилучшей теплопередачи кабель нужно плотно прижимать к поверхности труб или прокладывать его внутри, помещая непосредственно в воду.

Важнейшие характеристики кабелей:

Удельная мощность (Руд), выделяемая на длине 1 м – в зависимости от климатических условий, грунта и диаметра труб колеблется от 5 до 80 Вт/м.
Длина кабеля – продаются мерные отрезки от 10 до 300 и более метров.
Номинальное напряжение – 220 В.
Номинальная мощность – от 0,2 до 5 кВт.
Типовая рабочая температура – 65°С.
Предельная температура – 85°С.

Разновидности кабелей

В зависимости от назначения и конструкции они подразделяются на:

резистивные;
сморегулирующиеся;
наружные;
внутренние.

Резистивные кабели имеют жилы из металлического сплава с большим сопротивлением.

Если кабель подключен к сети напрямую, то потребление им электроэнергии будет постоянным, независимо от температуры грунта и воды.

Это является существенным недостатком. Чтобы сократить излишнее потребление электричества совместно с кабелями устанавливаются термодатчик и программируемый регулятор температуры, подающий на кабель напряжение 220 В.

Температуру включения регулятора устанавливают около 3°С, а отключения от 5 до 8°С.

Для повышения точности измерения температуры термодатчик прижимают к поверхности трубы как можно плотнее и на максимально возможном удалении от оболочки кабеля.

Терморегулятор устанавливается в закрытом помещении, около или внутри распределительного щитка.

Обогрев водопровода включают зимой, после начала промерзания грунта.

Кабель может иметь одну или две жилы.

Одножильный дешевле, но требует подключения проводов питания с обоих концов. Это усложняет электромонтаж и требует прокладки дополнительного провода.

В основном применяются кабели с двумя жилами.

На одном конце жилы соединяются между собой и изолируются концевой муфтой, другой конец подключается к сети или терморегулятору.

Внимание! Резистивные кабели имеют одну очень важную особенность – подключать к питанию нужно весь приобретенный кабель, его нельзя укорачивать.

Объясняется это тем, что выделяемая в нем мощность пропорциональна квадрату напряжения питания и обратно пропорциональна сопротивлению жил:

P = U²/R, где:

U – напряжение питания, В;
R – сопротивление жил, Ом.

Если разрезать кабель пополам, то его сопротивление уменьшится в два раза, во столько же раз увеличиться и мощность.

Это приведет к разогреву кабеля и его оболочки до недопустимо высоких температур.

А если его разрезать на три части, то мощность увеличится уже в три раза, и т.д.

Поэтому, если длина купленного кабеля больше, чем длина водопровода, то его следует намотать спирально вокруг трубы.

Срок службы 10 – 15 лет.

Саморегулирующиеся кабели применяются в основном для обогрева протяженных участков водопровода. Они состоят из двух медных проводов, по всей длине соединенных между собой токопроводящей металлизированной полимерной пленкой, изменяющей сопротивление в зависимости от температуры.

При нагревании оно растет, а при охлаждении уменьшается. Это свойство используется для автоматического поддержания температуры воды: при ее понижении ток через кабель возрастает, и нагрев увеличивается.

И, наоборот, при повышении температуры, ток уменьшается, и выделяемая мощность тоже снижается.

Причем это может происходить необязательно по все длине кабеля, а только на участке с изменившейся температурой.

Саморегулирующиеся кабели зимой поддерживают температуру на уровне 3±2 °С.

Они дороже резистивных, но зато не требуется установка терморегуляторов и температурных датчиков.

Кроме того, они допускают разрезку в необходимый размер.

Внимание! Концы отрезанных проводов между собой не соединяются, а только изолируются концевой муфтой.

Срок службы – не менее 10 лет.

Кабели для наружной прокладки плотно прижимаются к нижней поверхности трубы липкой лентой или хомутами с промежутками около 300 мм. Если кабелей два или больше, то крепить их нужно как можно дальше друг от друга, чтобы исключить взаимный нагрев.

Можно применить и другой способ: спиральную обмотку вокруг трубы.

При монтаже на пластиковые трубы рекомендуется под укладываемый кабель наклеить металлизированную фольгу или скотч. Это улучшит теплопроводность и снизит тепловые потери.

Если на трубах установлена массивная водопроводная арматура – вентили, тройники и т.д, то намотку вокруг них нужно вести поплотнее, чтобы обеспечить их прогрев.

Кабели для прокладки внутри трубы должны отвечать необходимым требованиям безопасности:

Иметь водонепроницаемую оболочку и защитную изоляцию, которая выдерживает постоянное воздействие воды и перепады температуры без нарушения диэлектрических свойств.
Иметь металлическую оплетку.
На конец кабеля должна быть установлена герметичная изоляционная концевая муфта.

Кабели для внутренней прокладки дороже, но позволяют снизить необходимую мощность до 5 Вт на метр и получить значительную экономию электроэнергии.

Используются они в основном на участках водопровода, имеющих диаметр трубы больше 40 мм, иначе кабель существенно уменьшит ее эффективное сечение.

Особенности монтажа

Монтаж и прокладку кабелей следует производить с учетом некоторых правил и рекомендаций.

Нужно следить за тем, чтобы не было касания оболочек пересекающихся или расположенных параллельно резистивных кабелей.Если это не выполняется, то в местах соприкосновения произойдет чрезмерное повышение температуры, вплоть до расплавления наружных оболочек. Для саморегулирующихся кабелей таких ограничений нет.
При прокладке в грунте удельная мощность кабелей для наружного монтажа выбирается в зависимости от диаметра трубы. Для средней полосы при диаметре 32 мм рекомендуется выбирать кабели с Руд = 16 Вт/м, при диаметрах от 50 до 100 мм – 24 Вт/м. Если прокладка осуществляется на воздухе, то Руд должна быть не менее 40 Вт/м.
При прокладке внутри труб диаметром до 40 мм рекомендованные значения Руд от 5 до 10, а при 60 мм 10 –16 Вт/м.
Внутрь трубы кабель заправляется через специальный тройник с уплотняющим сальником.
Подключение греющего кабеля к сети производится с помощью отрезка обычного электротехнического кабеля через соединительные муфты. Место соединения должно быть расположено внутри помещения и защищено от воздействия влаги.
Электропитание на кабель должно подаваться через устройство защитного отключения (УЗО) или дифференциальный выключатель. Это обязательное требование, продиктовано оно необходимостью контроля целостности изоляции в целях безопасности.
Металлические оплетки должны заземляться.
Минимальная глубина траншей для закладки обогреваемого водопровода – 0,5 м.

Как утеплить кабель

Применение теплоизоляции позволяет значительно снизить потребление электроэнергии.

При выборе изолирующего материала нужно учитывать, что из-за разницы температур грунта и воды, на поверхности трубы всегда конденсируется влага.

Поэтому в качестве теплоизоляции нельзя использовать минеральную вату, разрушающуюся во влажной среде.

Так же недолго прослужат материалы, которые самоуплотняются под действием даже собственного веса, теряя при этом теплозащитные свойства.

Наилучшим способом защиты теплоизоляции является применение полиэтиленовых или металлических труб, надеваемых поверх водопровода, обмотанного утеплителем.

При таком способе можно применять вспененный полиэтилен, или даже поролон.

Теплоизоляция из пенополистирола не боится воды и выдерживает небольшие механические нагрузки.

Толщина изоляции водопровода, уложенного в грунт, должна быть не менее 25 мм, а проложенного открыто – 50 мм.

Применение греющих кабелей на тяжелых грунтах и в северных регионах дает значительный экономический эффект за счет снижения затрат на строительно-монтажные работы.

Необходимые расчеты параметров водопровода можно производить самостоятельно, а в затруднительных случаях лучше обратиться за консультацией к специалистам или сотрудникам фирм, торгующими соответствующими материалами.