Выбираем греющий кабель для водопровода и монтируем по инструкции своими руками. Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж Электронагревательный кабель

).
Этот текст, возможно, будет сложно правильно воспринять, не прочитав мою статейку .

Рассматриваемые греющие кабели предназначены для того, чтобы воспрепятствовать замерзанию воды в трубах водопровода в зимнее время.

Сначала - вывод:
"Правильная" греющая система представляет собой обязательное сочетание высококачественного греющего кабеля с высококачественным и высокоточным термореле (термостатом).
Никакие, даже хорошие (современные) греющие кабели без термореле для длительной надежной и экономичной работы не годятся, в том числе "самреги" (см. мою ссылку про них).
Ниже я попытаюсь это объяснить, а также рассказать как правильно строить греющие системы.
Если греющий кабель устанавливать поверх водопроводной трубы, идущей из земли в дом, то его замена, при выходе из строя, превращается в большую проблему. Даже если эта проблема решается легко (например, кабелем внутри обогреваемой трубы), то надежность этой системы (особенно в морозы) все равно имеет весьма высокий приоритет - зимой 2009-2010 годов (очень сильные морозы) у огромного числа людей по-замерзали водопроводы.
Поэтому в качестве цели я принимаю максимальную надежность и долговечность греющей системы.
Сами греющие кабели имеют ограниченную наработку на отказ, поэтому если их включать как можно реже, то срок их жизни соответственно увеличится. Расход электроэнергии тоже имеет значение (особенно при постоянно включенном нагреве).

Главная мысль:
Если температура трубы близка к температуре воды в скважине или колодце, то это значит, что ее и греть нет никакого смысла, а вернее даже вредно (для греющего кабеля). Поэтому температура отключения греющего кабеля должна быть чуть меньше зимней (февральской) температуры воды в Вашей скважине/колодце, которая обычно 5-6*С.

Как сделать "правильную" систему обогрева труб водопровода:
Берем качественный, долговечный греющий кабель (неважно - саморегулирующийся он или нет, главное - срок его жизни и достаточное количество включений-отключений), наматываем его на водопроводную трубу, как положено по инструкции. Туда же, вплотную к трубе в самом холодном ее месте (оно - у поверхности земли) устанавливаем термодатчик, а сверху (в доме) - термореле на котором устанавливаем t включения 2-3 градуса Цельсия и t отключения 3-4 градуса. Такие цифры - потому, что зимой (в самый мороз) вода в скважине или колодце имеет температуру 5-6 градусов.
Теплоизолируем всю трубу (вместе с датчиком) утеплителем толщиной не менее 20мм (вообще-то, для Вашего кошелька в будущем - чем больше, тем лучше). И правильно подключаем все это к сети 230В.
Получился наиболее оптимальный вариант использования греющего кабеля для обогрева водопроводной трубы по критериям минимального расхода электричества и максимального ресурса кабеля.
При использовании специального греющего кабеля, вставляемого внутрь водопроводной трубы принципиально ничего не меняется.
Если же использовать греющий кабель без термореле (в том числе - саморегулирующийся), то в результате - перерасход, как энергии, так и ресурса кабеля. Причем - во много раз по сравнению с описанным мной подходом. А также - невозможность контроля работоспособности всей этой подсистемы, что не менее важно!

О выборе мощности греющего кабеля для труб водопровода:
Если делать все правильно (как я описал выше), то на мощности греющего кабеля экономить почти бессмысленно, т.к. система будет включаться довольно редко и при большей мощности будет просто быстрее нагревать, расходуя примерно то же самое количество энергии, что и при меньшей. Запас по мощности - не помешает.
А вообще, считается так: если кабель монтировать внутрь трубы, то достаточно и 10 Вт/м, а если снаружи, то - 17 Вт/м. Я бы брал чуть больше для запаса.

О защитных подсистемах.
В связи с тем, что довольно часты случая расплавления греющих кабелей и даже ПНД труб, необходимо понимать, что на такой кабель надо ставить автомат на 1-2 Ампера, а не на 6, или 16 Ампер. Также в этой цепи не помешает не помешает УЗО.
О расплавлениях см. и .

О термореле и термодатчике:
В идеале необходим небольшой герметичный датчик с вынесенным в дом цифровым термореле.
Если не брать в расчет надежность (она мне неизвестна), то здесь подошли бы: термореле ТР-35М, или - терморегулятор TSTAB.
Лично у меня котлом и " " управляют RT-12-16. Доволен.
Сам термодатчик лучше загерметизировать.

Как не надо делать:
1. Не надо, например, без термореле применять "резистивный кабель Nelson EasyHeat" для обогрева трубы, идущей из скважины или колодца в дом. Почему?
Потому что здесь кабель отключится только при +13 градусах. А в скважинах такой высокой температуры скорее всего даже летом никогда не бывает. Это означает, что кабель будет впустую разогревать скважинную/колодезную воду! А отключение его вручную, например, ранней весной грозит риском заморозить трубу Вашего водопровода холодной ночью.
2. Термодатчик не должен устанавливаться в непосредственной близости от греющего кабеля, иначе система будет неправильно работать. Его надо поставить с противоположной стороны водопроводной трубы от греющего кабеля и аккуратно затеплоизолировать от греющего кабеля (но не от трубы!). Это, кстати, самый неприятный недостаток в греющей системе - нагреватель и измеритель должны быть как можно дальше друг от друга, а это реально трудно достижимо.
3. Нельзя использовать утеплитель, который может намокнуть (вату). Также нельзя дать земле сильно сжимать утеплитель. В любом из двух случаев он станет плохо утеплять.
Можно использовать, например, вспененный полиэтилен (обязательно - с закрытыми ячейками) с одетой сверху жесткой трубой. Например, на трубу ПНД-32мм одеваете штатный "чулок" утеплителя, поверх еще один чулок большего диаметра и засовываете все это в канализационную трубу диаметром 110мм. После такого монтажа, наверное, можно оставшееся пространство запенить (я - запенил на глубину 1,3 метра, одного 750г баллона пены как раз хватило). Пенить лучше двухкомпонентной пеной, обычная может не вся там внутри застыть, т.к. у неё нет доступа к влажному воздуху, который обеспечивает застывание пены.
Хотя, понятно, что при очень хорошем утеплении температура трубы может вообще не опуститься до 2-3оС, однако гарантировать это никто не сможет. Как минимум, из-за неуверенности в сохранности свойств утеплителя на протяжении всего строка службы системы (несколько десятков лет).

Контроль работоспособности системы с греющим кабелем:
Если Вы когда нибудь увидите, что температура ниже установленной, то это значит, что система работает неправильно, или вышла из строя.
Также, можно периодически проверять работоспособность системы временно меняя температуру включения термореле ("подгоняя" её под t трубы) и наблюдать за включением/ отключением реле по его щелчку и индикатору.
Имеется и 8-ми летняя практика другого нашего форумчанина, подтверждающая эту мою теоретическую проработку (ссылка утеряна при смене "движка" форума). Если кто её найдет - очень прошу сообщить мне.

Примечания:
1. Канализационные трубы греть, как правило, не надо. Им надо обеспечить лишь правильный, строго оптимальный уклон.
2. Если уличная горизонтальная часть водопроводной трубы уложена достаточно глубоко, или утеплена (включая снег), то ее греть, скорее всего не нужно. Но гарантии дает только система контроля...
3. На близкую тему можно почитать:

.

.
4. А вот и почти бесплатный греющий кабель для самодельщиков:
kostiksamara сказал(а):
Блок питания от компа 300 ватт я взял вывод 12В (15 Ампер) провод в ПВХ изоляции сечением 1мм. Длина петли 20 метров, то есть 40 погонных метров. провод на ощупь теплый, градусов 40С
А также - целая тема:
5.
6. Если используется греющий кабель для вставления внутрь водопроводной трубы, то в целях безопасности нужно обязательно заземлять его муфту. Также считаю желательным сделать в санузле дополнительную систему уравнивания потенциалов - ДСУП (в добавок к основной СУП). Наличие УЗО на 10-30 мА- подразумевается.

Наша сегодняшняя тема - электронагревательные провода. Мы выясним, какие разновидности греющего кабеля можно встретить в продаже, где применяются системы кабельного обогрева и как они монтируются. Приступим.

Как известно, при протекании электрического тока через проводник с ненулевым сопротивлением выделяется тепло. Его количество пропорционально сопротивлению проводника и квадрату величины тока.

Полное количество теплоты может быть рассчитано по формуле Джоуля-Ленца Q= I 2 *R*t, в которой:

• Q - искомое количество теплоты в джоулях;
• I - ток в проводнике в амперах;
• R - полное сопротивление проводника в омах;
• t - время измерений в секундах.

Практическое следствие: чтобы уменьшить выделение тепла на проводнике, нужно минимизировать текущий через него ток. Сделать это без потери мощности можно, увеличив напряжение. Именно поэтому все ЛЭП - высоковольтные.

Однако проводник, разогревающийся при протекании тока, может быть использован и как источник тепла. По этому принципу работают все приборы прямого нагрева: электроплиты, обогреватели, бойлеры и т.д.

Частный случай такого прибора. Его особенность - нагрев до сравнительно невысоких температур (обычно в пределах 40°С).

Впрочем, как мы увидим позже, из этого правила есть исключения.

Грубый расчет температуры нагрева проводников может быть выполнен по формуле Q=c*m*(t2-t1), где:

• Q - выделяющаяся на проводнике за единицу времени теплота (она рассчитывается по приведенной выше формуле Джоуля-Ленца);
• с - удельная теплоемкость материала проводника (для меди при комнатной температуре она равна 380 Дж/(кг*С));
• m - масса проводника в килограммах;
• t2 - искомая температура после протекания тока;
• t1 - начальная температура проводника.

Пора задуматься об их качественной термоизоляции. После появления на рынке греющих кабелей, которые моментально получили огромный спрос, подобная проблема больше не является неразрешимой. В этой статье мы расскажем, как выбрать греющий кабель для труб , рассмотрим его виды, отличия и недостатки. Определимся, когда целесообразно монтировать кабель поверх трубы, а когда вовнутрь и безопасен ли такой монтаж. Дадим советы касательно выбора мощности нагревательного элемента и рассмотрим проверенных производителей.

1. Для чего нужен греющий кабель?

Кто-то скажет, что использовать нагревательный кабель для предотвращения дорого и нерационально. И гораздо логичнее узнать, на какую глубину промерзает грунт при самых низких температурах в вашем регионе, и просто напросто углубить траншею на нужную величину. Так-то оно так, но далеко не всегда есть возможность углубиться на 1,5-1,7 метра. Например:

• Если вы копаете траншеи для прокладки труб самостоятельно в целях экономии или просто вам нравится лично все контролировать, то потребуются немалые физические усилия. Ведь есть разница – углубляться на 0,5 метра или на 1,5?
• Далеко не всегда грунт на местности по своему составу является прочным и однородным. Можно наткнуться в процессе работ на твердые породы;
• Если местность заболоченная, то в сезон дождей или таяния снега, уровень грунтовых вод может сильно подниматься, что приведет к затоплению коммуникаций. Причем этот процесс будет регулярным, отрицательно скажется на состоянии водопровода и непременно приведет к его разрушению;
• В регионах, где температура зимой сильно опускается, даже значительное заглубление траншеи не всегда может предотвратить локальное промерзание;
• Место ввода труб в дом все равно останется незащищенным;
• И, в конце концов, а если водопровод уже окончательно смонтирован и закопан, а проблема обнаружилась недавно? Гораздо проще, и в данном случае дешевле, будет выполнить монтаж греющего кабеля вовнутрь труб, нежели раскопать все, демонтировать, углубить и собрать заново.

Отсюда следует, что иногда использование нагревательного кабеля является неизбежной необходимостью.

В целом область применения включает в себя несколько основных направлений:

• Для частных нужд – обогрева водопроводов и канализации, предотвращения замерзания кровли. В последнем случае кабель прокладывается в местах формирования сосулек и ледяного покрова. Благодаря этому нет необходимости регулярно чистить крышу. Основным элементом так же является греющий кабель;
• Для коммерческих – обогрев труб или систем пожаротушения;
• Для промышленных – когда проводятся работы повышенной опасности, или есть необходимость обогреть различные жидкости в больших резервуарах. Например, нефтепродукты или другие химические соединения.

2. Какие параметры влияют на выбор?

Перед тем как приобрести нужное количество кабеля, необходимо четко определиться, какой тип подойдет именно для ваших нужд. Все разнообразие этого продукта различается по пяти основным признакам:

3. Резистивный греющий кабель

Этот тип проводника может состоять из одной или двух стальных токопроводящих жил, которые покрыты слоем изоляции, экранирующей защитой и наружной защитной оболочкой. Некоторые кабели имеют два слоя изоляции. Одножильные проводники отличаются некоторыми характерными особенностями:

• Они нуждаются в подведении питания к обоим концам кабеля;
• Создают очень сильное электромагнитное поле, которое является вредным для человеческого организма;

Двухжильные нагреватели включают в себя одну нагревательную и одну токопроводящую жилу, что отбрасывает необходимость подведения источника питания к двум концам. Это значительно облегчает процесс монтажа.

К общим преимуществам резистивного кабеля можно отнести:

• Высокую мощность;
• Достаточную гибкость;
• Доступную стоимость;
• Долгий срок службы при надлежащих условиях эксплуатации и соблюдении особенностей монтажа.

Недостатки довольно значительные:

• Строгое ограничение по длине. Резистивные проводники выпускают сразу фиксированной длины. Их категорически запрещается укорачивать самостоятельно. Подобные действия приведут к увеличению сопротивления из-за уменьшения длины, что в свою очередь приведет к перегреванию и выходу из строя;
• При чрезмерном скоплении грязи и мусора в месте прокладки кабеля или при наличии мест, где кабель перекрещивается сам с собой, перегрев и выход из строя неизбежен;
• Из-за того что кабель нельзя резать, становится невозможным выполнить локальный ремонт даже в случае, когда поврежден небольшой участок. Замене будет подлежать кабель полностью;
• Теплоотдача остается постоянной по всей длине нагревателя. Иногда это приводит к перегреванию кабеля на отдельных участках или его быстрому нагреву;
• Использование терморегулятора является обязательным. Это необходимо для того, чтобы иметь возможность постоянно контролировать температуру и не допускать перегревания проводника. Этот нюанс делает резистивный кабель не очень удобным для использования в местах, доступ к которым ограничен.

Усовершенствованной версией резистивного кабеля является зональный резистивный кабель. Его ключевое отличие заключается в том, что он поделен на мелкие зоны. Это дает возможность самостоятельно регулировать длину кабеля и выполнять местный ремонт или замену. Его стоимость немного выше. При монтаже также следует использовать температурные датчики, а во время эксплуатации следить за тем, чтобы вокруг кабеля не скапливался мусор.

4. Саморегулируемый кабель

Более удобной в плане эксплуатации является такая разновидность греющего кабеля, как саморегулируемый. Он имеет более сложную конструкцию и не бывает одножильным. Саморегулируемый проводник включает в себя:

Чтобы купить действительно качественный кабель обязательно нужно обращать внимание на маркировку. Если имеются латинские буквы CT, CF или CR, это говорит о наличие медного экрана и наружной изоляции.

В случае отсутствия подобной маркировки, можно утверждать, что перед вами полуфабрикат саморегулируемого кабеля. Как и любое изделие, проводник имеет, как и преимущества, так и недостатки. Сначала о плюсах:

• В первую очередь это надежность конструкции. Конечно, сейчас мы говорим о полноценном изделии с экраном и изоляцией;
• Устойчивость к перепадам напряжения;
• Даже при высокой мощности проводника расход электроэнергии будет сравнительно небольшим, что делает эксплуатацию экономичной;
• Помимо этого экономия достигается благодаря отслеживанию системой изменении температур и самостоятельном увеличении или снижении температуры нагрева. То есть без надобности проводник не будет работать на максимальной мощности;
• При перехлестном монтаже нет риска перегрева и выхода из строя;
• Саморегулируемый проводник практически не нуждается в обслуживании;
• Кабель продается на отрез, благодаря чему вы не ограничены в длине. Соответственно, его можно самостоятельно укорачивать по необходимости;
• Благодаря плоской форме кабеля, возможно создать максимально плотное прилегание проводника к обогреваемой поверхности, что значительно уменьшает потери тепла;
• При нагреве матрицы до температуры 85° система временно прекращает дальнейший нагрев, что защищает не только кабель от перегрева, но и поверхность трубы от оплавления;
• Нет нужды использовать терморегулятор;
• Длительный срок эксплуатации – 30-40 лет.

К недостаткам можно отнести:

Как видите, саморегулируемые проводники имеют радикальные отличия от резистивных, которые в последнее время практически перестали использовать для обогрева водопровода.

5. Способы монтажа

Как показывает практика, греющий кабель допустимо монтировать не только поверх трубы, но и вовнутрь.

Наружный монтаж

Для такого вида монтажа подходит любой вид проводника. Преимущество такого способа заключается в:

В зависимости от диаметра обогреваемой трубы и особенностей местного климата, кабель рекомендовано прокладывать несколькими способами:

Перед монтажом поверх труб, нужно подготовить их поверхность. Металлические трубы нужно . Пластиковые можно обернуть фольгированным скотчем, что обеспечит их равномерное нагревание по всей длине.

Внутренний монтаж

Целесообразно выбирать такой способ при достаточном диаметре труб (сечением более 40 мм), чтобы не уменьшать их пропускную способность или когда трубопровод уже залит слоем или битума, и просто нет возможности реализовать наружную обмотку. Одножильные резистивные проводники не пригодны для внутреннего монтажа. При выборе саморегулируемого кабеля обязательно обращайте внимание на материал наружной изоляции, который не должен выделять вредных веществ и быть устойчивым к воздействию щелочей. Также кабель должен иметь соответствующий класс защиты – не менее IP68.

Сам монтаж производиться путем ввода кабеля в трубу на нужную длину. Конец, который будет подключаться к сети, выводиться через тройник, который накручивается в месте вывода. Чтобы система была герметичной, следует использовать специальную муфту, элементы которой следует надеть на кабель в порядке, изображенном на рисунке.

Стоит отметить, что внутренний способ монтажа имеет несколько ограничений:

7. Необходимо ли последующее утепление обогреваемого трубопровода?

Еще один актуальный вопрос при организации системы обогрева труб – нужна ли последующая теплоизоляция обогреваемого трубопровода? Если вы не хотите греть воздух и эксплуатировать кабель на предельной мощности, то изоляция однозначно необходима. Толщина изоляционного слоя выбирается в зависимости от того, где расположены трубы и какие минимальные температуры свойственны вашему региону. В среднем, для изоляции труб, которые расположены в грунте, используют утеплитель толщиной 20-30 мм. Если трубопровод надземный – минимум 50 мм. Очень важно , который не потеряет своих свойств даже по истечении нескольких лет.

• Не рекомендовано использовать в качестве изоляционного материала. Они не предназначены для использования в условиях повышенной влажности, а при намокании моментально теряют свои свойства. Кроме этого, если влажная вата замерзнет, то при повышении температуры, она рассыпается и превращается в труху;
• Также не всегда подходят материалы, которые способны сжиматься под действием тяжести. Это касается поролона или , которые при сжатии теряют свои свойства. Допустимо использовать подобные материалы, если трубопровод проходит в специально обустроенной канализации, где на него просто не может ничего давить;
  
• Если трубы проложены в грунте, нужно применять жесткую теплоизоляцию «труба в трубе». Когда поверх отапливаемых труб и греющего кабеля одевается еще одна жесткая труба большего диаметра. Для дополнительного эффекта или в случае эксплуатации в суровых условиях, можно обмотать трубы тем же вспененным полиэтиленом, а затем одеть наружную трубу;
  
• Допустимо использовать , который представляет собой фрагменты труб разной длины и диаметра. Он обладает высокими теплоизоляционными свойствами, не боится воздействия влаги и способен выдерживать некоторые нагрузки, в зависимости от плотности. Такой утеплитель часто называют «скорлупой».

8. Подбор кабеля в зависимости от теплопотери трубы и ее длинны

Для того, чтобы правильно подобрать тип греющего кабеля и его мощность, нужно учитывать следующие параметры:

• Назначение обогреваемой трубы – водопроводная или канализационная;
• Материал изготовления трубы;
• Ее диаметр и длину;
• Способ укладки кабеля – наружный или внутренний;
• Материал и толщину теплоизоляции;
• Минимальную температуру в вашем регионе.

Зная вышеперечисленные параметры, можно рассчитать теплопотери трубы на 1 погонный метр и более точно подобрать необходимую мощность и длину греющего кабеля. Теплопотери необходимо брать во внимание во время расчета в обязательном порядке. Ведь мощности кабеля должно хватить для их компенсации, иначе система обогрева просто не будет выполнять свои функции. К основным факторам, которые необходимо учитывать при расчете теплопотери относят:

• Место установки трубы;
• Минимальную температуру окружающей среды;
• Диаметр трубы;
• Длину трубы, которую необходимо обогреть;
• Толщина теплоизоляции и коэффициент ее теплопроводности;

Если вы затрудняетесь в выборе толщины теплоизоляции, ориентируетесь на таблицу, в которой указаны рекомендованные значения.

Чем больше диаметр трубы и тоньше теплоизоляционный слой, тем большее количество тепла нам потребуется. Если вы затрудняетесь с определением минимальной температуры, просто задайте соответствующий запрос в интернете. Также можно поступить и для определения коэффициента теплопроводности того или иного теплоизоляционного материала. Обязательно берите во внимание наличие на трубе дополнительной арматуры, подвесов, опор и других элементов, которые повлияют на длину нагревателя. Ведь различные вентиля, краны и т.д. так же следует оплетать кабелем.

Для удобства расчетов можно воспользоваться таблицей, в которой приведены значения теплопотери в зависимости от диаметра трубы и толщины теплоизоляции при коэффициенте теплопроводности 0,05 Вт/м°С.

9. Выбор производителя

Чтобы греющий кабель прослужил вам не один-два года и соответствовал заявленным параметрам, необходимо приобретать продукцию проверенных торговых марок. Только в этом случае расходы на его покупку будут оправданы. Заслужили доверие следующие производители:

Отечественные зимы порой бывают так суровы, что замерзает и водопроводная система. При этом не просто прекращается , последствия могут быть гораздо печальнее. Трубы может разорвать льдом и придется прокладывать все коммуникации заново. Надежный и экономичный способ предотвратить катастрофу – использовать саморегулирующий греющий кабель для водопровода. Этот несложный способ обогрева сохранит систему даже в условиях крайнего севера. Как работает устройство, его виды и основные принципы установки – в этом материале.

Читайте в статье

Для каких целей пригодится саморегулирующий греющий кабель для водопровода и принцип его действия

Нагревательный кабель для водопровода – это особый вид провода, способного менять свою температуру, ориентируясь на окружающий его тепловой режим. Чем холоднее становится , тем сильнее нагревается провод.

Где применяют систему

Согревающие саморегулируемые кабели для водопровода применяют при монтаже , полов, карнизов, водопровода и канализации. Существует три сферы применения этого устройства:

• в для обогрева инженерных сетей;
• в коммерческом секторе для согревания и систем тушения пожара;
• на промышленных предприятиях, работающих в суровых климатических условиях.

Как устроен прибор

Конструкция кабеля:

• жилы из меди, осуществляющие напряжение во всей протяжённости устройства;
• матрица обогрева, и нагревающая кабель;
• несколько слоев изолятора;
• металлический экран, предохраняющий провод от случайного нарушения целостности и помех. На этот экран подводится ;
• защитный наружный слой.

• Р провода (указывается на его боковой стороне);
• габариты трубы;
• вид теплоизолятора;
• перепады температуры в районе проживания.

Формула выглядит следующим образома:

Длина кабеля = Коэффициент запаса х длину труб х теплопотери / Р провода

Предварительно можно произвести расчёты, исходя из показателей : D до 25 мм – 10 Вт на метр, до 40 – 16 Вт, до 60 – 24 Вт, до 80 – 30 Вт, свыше этого показателя – 40 Ватт на метр.

Если располагать кабель снаружи водопровода, можно увеличить обогрев при помощи разного расположения:

• параллельного (подходит для тонких труб);
• змеевидного (быстро согревает трубы);
• спиральной намотки (применяется для стабилизации температуры).

Цены на материалы

Цены на самогреющие кабели для водопровода зависят от мощности. Рассмотрим стоимость комплекта для обогрева труб на примере продукции фирмы «Теплолюкс»:

Как подключить греющий кабель внутри и снаружи коммуникаций

Закрепление проводки поверх трубы возможно только в процессе прокладки сетей. Если сети уже находятся под толщей грунта, подумайте, стоит ли тратиться на раскопки или лучше использовать второй, внутренний вариант.

Наружный монтаж

При наружном расположении греющего провода крепление происходит при помощи алюминиевого скотча. Он не только прочно прижмёт кабель к трубе, но и выступит в качестве дополнительного теплоизолятора.

Есть несколько вариантов намотки, рассмотрим их подробнее:

Вариант намотки	Изображение	Особенности
		Такой вариант расположения провода подходит для районов с суровым северным климатом. Шаг витка шнура составляет пять сантиметров или больше. В этом случае, рассчитывая длину провода, нужно умножить длину трубы на 1.7.
		Такой тип намотки тоже потребует дополнительной длины шнура, примерно на 1.4 раза больше длины трубы. Змейка не будет сама держаться на поверхности, её нужно закрепить скотчем.
		Это самый простой, но наименее эффективный способ. Шнур прокладывается вдоль трубы и равен её длине.

Совет! При спиральном накручивании в труднодоступных местах используют следующий приём: наматывают петли большими витками и потом заворачивают их в обратную сторону.

На узловых соединениях используются следующие типы намотки:

Типы намотки

1 из 4

Следует с особой ответственностью подойти к установке для греющего кабеля. От этого элемента системы будет напрямую зависеть её эффективность. Место монтажа нужно проклеить изолирующим скотчем, как на схеме:

Прокладка обогревателя внутри трубы оправдана, если коммуникации установлены ранее и нет возможности извлечь их для наружной обработки. У такого метода обогрева есть свои нюансы, которые придётся учитывать:

• внутренний просвет труб уменьшится;
• могут появиться засоры из-за нарастания налёта на кабеле;
• установка шнура возможна только на прямых трубах или коммуникациях с малым изгибом.

При всех сложностях, у внутреннего типа прокладки есть и преимущества: простой способ монтажа и низкое энергопотребление.

Последовательность прокладки греющего кабеля для водопровода внутри трубы

Фото	Описание
	На провод надевается сальник и сгоны
	В необходимом месте производится монтаж тройника для ввода кабеля в систему
	Сальник закрепляется и изолируется.

Завершающий этап – подключение и теплоизоляция

Важный этап установки подогрева труб – подключение кабеля к электросети. Прежде всего, необходимо с помощью защитить концы жилы от влаги. Как соединить концы провода смотрите в видеосюжете:

Чтобы устройство работало без перебоев, следует подсоединить терморегулятор и .

К сведению! Термостат может нормально работать только с системой, длина которой не превышает полусотни метров.

Слой утепляющего материала должен быть не менее двух сантиметров

• Для труб водоснабжения необходим внешний кабель с мощностью не меньше семнадцати Ватт на метр.
• Излишне мощные кабели потребляют много электричества, поэтому подумайте, нужно ли брать систему мощнее, чем требуется.
• Для следует приобретать саморегулирующий греющий кабель для водопровода.
• Подбор мощности кабеля зависит от диаметра трубы и способа прокладки.
• Для внутреннего обогрева трубопровода в центральной части России достаточно мощности кабеля в десять Ватт и утеплителя толщиной три сантиметра.

Итоги

Сильные морозы и неудачно проложенные трубы могут привести к аварийной ситуации с водопроводом и канализацией. При прокладке инженерных сетей важно проследить, чтобы коммуникации находились ниже точки промерзания грунта и утеплить их саморегулирующимся греющим кабелем для водопровода.

Если вам достался дом с промерзающим водопроводом, ситуацию можно исправить, установив обогреватель внутри трубы. Установить систему несложно собственными силами, купив готовый комплект утеплителя.

Прежде чем начинать рассмотрение темы, необходимо внести некоторую ясность в терминологию. И в первую очередь - разочаровать тех, кто ищет действительно самогреющий кабель для водопровода: они его никогда не найдут, так как такового попросту не существует. Здесь очевидная «игра слов» на уровне жаргонизма, приведшая к подмене понятий. Никакой кабель не станет греть сам по себе – без подключения к сети питания это невозможно.

Иное дело, что некоторые разновидности таких нагревательных кабелей имеют интересную схему строения, дающую эффект саморегуляции, то есть изменения температуры нагрева в зависимости от окружающих условий. Вот о них и пойдет речь далее. Так что статью было бы правильнее назвать – «Саморегулирующийся греющий кабель для водопровода».

Для чего и где необходимо подогревать водопровод?

Для чего – вопрос риторический, конечно. Все знают, что случается с водой при отрицательных температурах, и к чему может привести ее замерзание в ограниченном объёме (в частности – в трубе). Так что зимой прихваченный морозом водопровод не только осложняет жизнь хозяевам дома отсутствием воды. Очень вероятна серьезная авария, влекущая за собой масштабные ремонтно-восстановительные работы.

Хозяевам городских квартир с этим вопросом проще – они по договору получают воду уже на входе в свои владения. Владельцу частного дома всегда есть над чем думать – у него обязательно найдется участок наружной подземной прокладки трубопровода от автономного источника или от центрального коллектора. И сохранность этого участка – целиком на его совести.

Напрашивающееся решение – размещать трубопровод на такой глубине, где никогда гарантированно не будет температуры ниже нуля (за счет геотермального тепла). То есть – прокладывать трубы ниже уровня промерзания грунта, добавив еще для надёжности 300÷500 мм глубины.

Это действительно решение, но, увы, не полное, да и не всегда возможное. По той простой причине, что грунт на участке строительства может просто не позволить прокладку глубоких траншей.

Но даже если с этим проблем нет – все равно труба должна «вынырнуть» с глубины, чтобы войти в дом до станции подготовки или коллектора раздачи. А это означает, что наверняка будут участки на подъёме, при проходе через замерзающие слои грунта, через ленточный фундамент, через пространство между грунтом и перекрытием, если дом покоится на свайном или столбчатом фундаменте. Наконец, на пути трассы могут быть и неотапливаемые подвальные или цокольные помещения, где воду тоже может «прихватить».

Только лишь термоизоляцией здесь отделаться невозможно. Утеплитель способен предупредить быстрый уход тепла, но ни одной калории он добавить не в состоянии. То есть длительное время с морозом ему в одиночку не справиться. Значит, нужен какой-то минимальный нагрев, чтобы удерживать воду выше нулевой отметки.

Благо, такие уязвимые участки чаще всего располагаются поблизости от дома или непосредственно в нем. Это все же несколько упрощает хлопоты по защите их от промерзания.

Какие варианты напрашиваются для этого помимо качественной термоизоляции? Пускать вдоль водопровода тепловой спутник с горячим теплоносителем от системы отопления? Это далеко не всегда возможно, но зато всегда – очень хлопотно. Значит, остается электрический обогрев.

Именно для таких целей разработаны нагревающие кабели различного типа. В том числе – и интересующие нас саморегулирующиеся.

Как устроен и как действует саморегулирующийся нагревательный кабель для водопровода?

Принцип преобразования электрической энергии в тепловую – то что надо в таких условиях. Имеется в виду, что не требуется какого-то сложного монтажа, а само оборудование имеет очень компактные размеры.

Главным «рабочим органом» становится кабель, естественно, заключенный в очень надёжную со всех точек зрения изоляцию. Располагаться этот кабель может как снаружи трубы, так и в ее полости, предохраняя наиболее уязвимые участки водопровода от замерзания. В любом случае изоляция должна гарантированно исключать порывы, замыкания, плавление, пробои на корпус трубы или в воду, другие неприятности.

Казалось бы, самый простой вариант – обычный резистивный нагрев, по типу спирали или ТЭНа.

Действительно, такие нагревательные кабели предлагаются в продаже. Они несложны по устройству – роль нагревателя выполняет проводник, изготовленный из особого сплава, имеющий определенное повышенное электрическое сопротивление. При пропускании тока (подключении кабеля к сети) проводник нагревается, отдавая тепло через слои изоляции стенкам трубы.

Резистивные кабели бывают одножильным (крайне неудобными в рассматриваемых условиях) и двужильными. У двужильных, в зависимости от модели, или оба проводника могут играть роль активного нагревательного элемента, или один служит только для коммутации замкнутой цепи, а второй становится «ТЭНом». В любом случае двужильный кабель должен иметь концевую муфту, в которой оба проводника замыкаются.

Такие кабели обладают массой достоинств, к коим можно отнести высокие показатели мощности нагрева, простоту конструкции и, соответственно, относительно невысокую цену.

Но некоторые недостатки резистивного нагрева все же заставляют задумываться о поиске более совершенных вариантов. Есть немало сложностей в управлении такой системой. Ее никак нельзя назвать экономичной. Нагрев производится одинаково по всей длине кабеля, то есть если кабель настраивается по самому холодному участку, в некоторых местах температура может быть явно избыточной (с точки зрения экономии, конечно).

Недопустима укладка таких кабелей с перехлёстом – в этих точках почти гарантировано быстрое перегорание.

И еще одно - такие кабели обычно реализуются в виде готовых изделий определенного метража – как, скажем, готовая спираль или ТЭН. И самостоятельное изменение длины (наращивание или укорочение) запрещено - оно неизбежно сопровождается изменением всех характеристик кабеля: сопротивления, тока нагрузки, вырабатываемой тепловой мощности. Это может привести к весьма неприятным последствиям, например, нагрев становится недостаточным, или кабель, не отработав и пары месяцев, перегорает.

Поэтому с этих позиций намного более выгодным видится использование саморегулирующегося кабеля.

Устроен он – совершенно иначе, да и принцип его действия – совсем другой.

Устройство показано на примере высококачественного нагревательного кабеля «SelfTec® DW»:

1 – наружная защитно-изолирующая оболочка из полиэтилена низкого давления (LDPE). Этот полимер полностью безопасен для любых пищевых продуктов, то есть никак не испортит и качества воды, если кабель предполагается разместить внутри трубы.

2 – второй слой внешней оболочки выполнен из прочного и гибкого полимера, модифицированного полиолефина, обладающего отменными диэлектрическими характеристиками и стойкостью к перепадам температур.

3 – экранирующая оплетка из луженой медной проволоки.

4 – еще одна экранирующая оплетка – на этот раз из алюминиевой фольги.

5 – основной слой диэлектрика – полиолефиновая изоляция.

6 – полупроводниковая нагревательная матрица – основной «рабочий элемент» кабеля.

7 – залитые в материале матрицы два медных проводника (в показанном примере – луженые)

В чем же особенности работы такого кабеля? Давайте разбираться…

Так как проводники кабеля изготовлены из обычной меди, то совершенно очевидно – никакой резистивной функции они выполнять не будут. Этот металл – отменный проводник с очень невысоким сопротивлением. Так что провода выполняют роль токонесущих шин (для фазы и нуля), и потому между собой напрямую не закорочены – в отличие от двухжильных резистивных кабелей, в концевой муфте жилы надежно изолированы одна от другой.

А проводимость тока идет через полупроводниковую матрицу. Причем, одновременно по всей длине нагревательного кабеля. То есть любой отдельно взятый участок кабеля можно рассматривать как самостоятельную цепь с питанием через общие шины.

А вот матрица, при пропускании через себя тока, дает требуемый нагрев. Но это еще – не самое главное. Не зря было указано, что материал матрицы – полупроводник, то есть в него заложены определенные свойства. А конкретно – количество n-p переходов, то есть создаваемых «цепочек» проводимости, имеет свойство изменяться с изменением температуры. .

Чем ниже температура, тем больше создается «дорожек проводимости», тем больше проходит тока, тем больше нагрев.

С ростом температуры проводимость матрицы начинает снижаться – стало быть, уменьшается и количество выделенного кабелем тепла.

На определенном пределе нагрева проводимость может и вообще практически «закупориться» или стать столь низкой, то потребление тока будет минимальным, а нагрев – практически неощутимым.

Согласитесь, это очень удобно. Как мы уже видели, на участке прокладки нагревательного кабеля чередуются весьма различающиеся по внешним температурным условиям зоны. То есть труба может, например, прокладываться на безопасной глубине, затем постепенно подниматься (зимой это будет характеризоваться понижением температуры), проходить через массивный фундамент, страшно вытягивающий тепло, затем попадать в теплое помещение домашней насосной станции. То есть при использовании саморегулирующегося кабеля на каждом отдельно взятом участке в зависимости от температуры будет свое потребление тока и свой локальный нагрев. Значит, можно достичь немалой экономии, не рискуя при этом заморозить свой водопровод.

Понятно, что стоимость подобных нагревательных кабелей может быть в несколько раз выше резистивных. И это, наверное, единственный их недостаток. Но зато и достоинства – очевидны.

Кстати, еще об одном преимуществе. Такой кабель можно приобретать готовыми секциями, то есть с уже установленными «холодными проводами» (провода для подключения к сети) и концевой изолирующей муфтой. Но это бывает не всегда удобно – в ассортименте магазина на момент покупки может не оказаться нужного набора.

Но вполне можно приобрести такой кабель и метражом, то есть ровно столько, сколько требуется по результатам проведения расчетов.

Такой кабель можно свободно резать - на внешней оплетке имеется маркировка по длине в бухте и отметки мест реза. Правда, перед монтажом предстоит на одном конце кабеля самостоятельно скоммутировать и заизолировать «холодные провода», а на втором – концевую изолирующую муфту. Задача очень ответственная, но суперсложной ее не назовешь. Как это проводится – будет рассказано ниже.

Понятно, что при покупке комплектующих необходимо иметь определенную информацию о том, сколько и какого кабеля потребуется для обогрева «проблемного» участка водопровода. Как получить такую информацию – расскажем в следующем разделе.

Как проводится расчет нагревательного кабеля?

Если точнее – необходимо определить, какой метраж кабеля какой удельной мощности обеспечит гарантированную защиту уязвимого участка водопровода от замерзания.

Начнем с того, что любой кабель характеризуется удельной тепловой мощностью. Этот показатель говорит, сколько ватт тепловой энергии можно снять с погонного метра кабеля при его штатной работе. Такой показатель обычно нанесен маркировкой на верхнюю оплётку, наряду с другими данными.

А так как параметр мощности саморегулирующегося кабеля – величина, как мы помним, зависящая от температуры, то обычно для таких изделий указывается средняя мощность в оптимальной точке выше границы замерзания – примерно 10 ℃. Этот порог, кстати, и дальше будет фигурировать в наших расчетах.

Надо сказать, что нет четкой линейки мощностей таких кабелей – в разных производителей могут быть свои «шкалы». Но если оценить в общем, просмотрев немало предлагаемых вариантов, то можно судить, что попадаются кабели с удельной линейной мощностью от 7 и до 50 Вт/м.

Понятно, что расположенный под термоизоляцией на теле трубы или внутри утепленной трубы греющий кабель должен быть в состоянии полностью восполнить неизбежные теплопотери и иметь небольшой запас мощности. Так, чтобы ни при каких обстоятельствах не допустить начала морозной кристаллизации воды в неподвижном ее состоянии.

Существует специальная теплотехническая формула, позволяющая просчитать тепловые потери из утепленной трубы, отталкиваясь от диаметра этой трубы, толщины и теплопроводных качеств термоизоляции, разницы температур. Надо сказать, формула довольно громоздкая, содержащая логарифмические функции, и своим видом способная отпугнуть далекого от теплотехники читателя. Но можно обойтись и без нее – по этой формуле проведены расчеты и составлены таблицы данных, которых в нашем случае будет достаточно.

Такая таблица расположена ниже.

• В верхней строке указаны диаметры труб, для которых ведется расчет.
• Крайний левый столбец – это толщина термоизоляционного материала, в который «одета» труба. Коэффициент теплопроводности для расчета был взят усредненный, порядка 0,04 Вт/м×℃, что в полной мере соответствует большинству качественных современных трубных утеплителей.

Кстати, здесь тоже не все отдается «на откуп самодеятельности». Существуют определенные рекомендованные рамки, которых следует придерживаться. Так, для труб с диаметром условного прохода до 20 мм (¾») слой термоизоляции должен составлять не менее 20 мм, с ДУ до 32 мм (1¼ «) – 30 мм, с ДУ 40 мм (1½») – 40 мм, ДУ 50 (2.0″) – 50 мм, и так далее. В противном случае можно разориться на обогреве водопровода, но так и не достичь нужных результатов.

• Во втором столбце для каждой из толщин показано по четыре варианта разницы температур – от 20 до 60 градусов. Что это значит?

Берется разница между температурой в самую холодную декаду зимы, свойственную данной местности, и значением в +10 ℃, к которому мы будем условно стремиться подогнать воду в трубе, не допуская ее замерзания. То есть если в регионе зимы мягкие, и морозов ниже -10 ℃ градусов практически и не бывает, то все равно разница получается ΔT = 20 градусов – это в условиях России, наверное, минимум. Если морозы под -30 ℃ - разница 40 градусов и т.п.

На пересечении выбранной строки с толщиной термоизоляции и разницей температур и столбца с диаметром трубы получаем искомое значение удельных расчетных тепловых потерь с одного метра трубы.

Расчетные тепловые потери на 1 погонный метр трубопровода, Вт/м

Например: на водопроводную трубу диаметром 50 мм будет надеваться пенополистирольная «скорлупа» толщиной 30 мм. Найти удельные теплопотери, если самыми сильными морозами считается – 20 ℃.

Отыскиваем по таблице сначала толщину утеплителя в 30 мм, в этой группе – разницу температур в 30 градусов. На пересечении со столбцом для диаметра трубы 50 мм получаем: теплопотери равны 10,6 Вт с погонного метра.

Длина участка трубы, на котором по замыслу будет укладываться греющий кабель. Понятно, что это суммарная длина, то есть с учетом всех горизонтальных, вертикальных, наклонных промежутков, если таковые есть.

Паспортная удельная мощность кабеля, Вт/м. Эта мощность не должна быть меньше удельных теплопотерь.

Какой кабель будет использоваться – обычный резистивный или саморегулирующийся. Понятно, что в нашей статье нас разговор идет о саморегулирующемся, но просто алгоритм подсчета универсален, поэтому и предлагается выбор. От этого зависит величина поправочного коэффициента.

На величину коэффициента запаса влияет ещё и наличие каких-то сложных участков, например, крупных кранов или задвижек, металлических опор. Такое на домашнем водопроводе встречается нечасто, но все же. Если для обогрева этих элементов дополнительная длина кабеля просчитывался отдельно – это одно. А если нет – то придется сделать запас и на это обстоятельство.

Быстро провести расчет поможет наш онлайн-калькулятор.