Обеспечение функциональности различных коммуникаций с помощью термокабеля

Опубликовано 19 апреля 2015 в 23:17

При проектировании и строительстве дома необходимо не только учитывать требования обязательных нормативов, но и предусмотреть множество нюансов. Одним из немаловажных вопросов является, например, обеспечение нормальной работоспособности в зимний период таких коммуникаций, как трубопроводов подачи воды и канализации, водостоков, т.к. в случае промерзания даже небольшого их участка приводит к образованию ледяной пробки и, как следствие, выходу из строя систем водо- и теплоснабжения, водоотведения.

Как известно, для предотвращения подобных ситуаций трубы прокладывают на глубине, превышающей уровень промерзания грунта. Но в случае природных катаклизмов (снижение температуры воздуха ниже нормативных среднегодовых значений) такие меры оказываются неэффективными. Поэтому подземные коммуникации обычно дополнительно утепляются различными теплоизоляционными материалами. Но существует и более действенный способ – кабельный обогрев, позволяющий поддерживать рабочее состояние трубопроводов различного назначения, а также внешних конструктивных элементов здания (кровли, водостоков, крыльца, лестниц и т.д.).

Особенности обогрева греющим кабелем

Для обогрева трубопроводов и конструкций могут применяться два вида термокабелей:

• саморегулирующийся – отличительной его особенностью является высокий КПД и экономичность в процессе эксплуатации вследствие изменения мощности обогрева в зависимости от температуры окружающей среды без использования дополнительных устройств (датчиков, регуляторов); такой кабель представляет собой полупроводниковую полимерную матрицу, в которой расположены две токопроводящие медные жилы; изделие можно нарезать на отрезки требуемой длины, что упрощает его монтаж и исключает перерасход материала; саморегулирующий термокабель может использоваться как для промышленных, так и частных объектов;
  

  Рисунок 1 – Устройство саморегулирующего кабеля

• резистивный – представляет собой одну-две нагревательные металлические жилы, покрытые экранирующей изолирующей оболочкой; такой электрокабель имеет постоянное сопротивление и не может изменять мощность обогрева без использования датчиков и терморегуляторов, его нельзя разрезать; характеризуется невысокой износоустойчивостью и высокой вероятностью перегрева, а в случае повреждения какого-либо участка заменить придется весь шнур целиком.

Преимущества кабельного обогрева

Обогрев с помощью различных электрокабелей позволяет:

• осуществлять стартовый и технологический разогрев переносимого в трубопроводе вещества (воды, нефтепродуктов и т.д.), облегчающий процесс его транспортировки;
• предотвращать замерзание (загустение) и конденсирование жидкости в зимнее время;
• обеспечивать компенсацию теплопотерь за счет поддержания одинаковой и требуемой температуры по всей длине трубы;
• снижать нагрузку (снеговую) на кровлю и нижележащие конструкции (стены, фундамент) и обеспечивать безопасность человека в период оттепели;
• своевременно отводить избыток дождевой или талой воды, что сказывается на долговечности наружных конструкций здания.

Способы монтажа греющих кабелей

Кабель для обогрева в процессе монтажа может размещаться:

• с наружной стороны труб – наиболее распространенный вариант использования; при этом в зависимости от мощности и длины кабель может укладываться линейно (в этом случае длина изделия равна размеру обогреваемой конструкции), спирально и волнообразно;

При использовании резистивного кабеля для обогрева труб следует избегать перехлеста или соприкосновения витков, волн во избежание перегрева и повреждения изделия.

• внутри трубопроводов – для этих целей используется в основном саморегулирующийся термокабель; такой вариант целесообразен для труб небольшого диаметра (обычно не более 50 мм), к которым отсутствует прямой доступ.

 

 

Факторы, влияющие на выбор термокабеля

Кабельный обогрев требует учета следующих факторов:

• параметры труб и конструкций – габаритные размеры, сложность конфигурации (наличие изгибов, изменение диаметра по длине и т.п.), материал, из которого изготовлена обогреваемая конструкция;
• особенности расположения (подземно, на открытом воздухе, в неотапливаемом помещении) и наличие (отсутствие) и вид теплоизоляции;
• регион расположения коммуникаций;
• вид жидкости в трубопроводе.

Оценка указанных аспектов позволяет правильно подобрать вид, мощность и длину греющего кабеля.

Обогрев трубопроводов термокабелем: обобщенные условия монтажа

Следует отметить, что кабельные системы обогрева можно собрать самостоятельно, предварительно рассчитав необходимую мощность и длину кабеля и подготовив набор необходимых элементов (втулку, заземляющий провод, датчики, терморегуляторы и т.д.) или приобрести готовый комплект, который требуется всего лишь закрепить на обогреваемой трубе или конструкции.

Независимо от вида термокабеля (саморегулирующий или резистивный) существуют общие рекомендации и условия его монтажа.

1. Кабель для обогрева труб по мере его прокладки фиксируется с помощью фольгированного скотча, алюминиевой монтажной ленты или других термостойких клеящих материалов.
2. При работе с полимерными трубопроводами следует учитывать, что для предотвращения их проплавления желательно выбирать термокабель мощностью не более 11 Вт/м, а также по траектории его укладки требуется сначала выполнить обмотку из фольгированного скотча.
3. При линейном или волнообразном варианте монтажа саморегулирующийся или резистивный кабель целесообразней крепить с нижней стороны трубопровода. В случае спиралеобразной укладки расстояние между витками будет определяться мощностью греющего шнура на погонный метр трубы.
4. Если устройство кабельной системы обогрева производится при низких температурах, перед началом монтажа рекомендуется подать на термокабель питание для придания ему гибкости и удобства его укладки.
   

   Запрещается подключать греющий шнур к сети, если он находится в бухте.

5. При использовании резистивного кабеля рекомендуется дополнительная установка датчиков и терморегуляторов. Как правило, их размещают на наиболее холодном участке трубопровода между витками или линиями греющего шнура. Для фиксации применяют монтажную ленту или скотч.
   

   Рисунок 5 – Схема размещения датчиков в кабельной системе обогрева

6. После завершения укладки всех элементов системы обогрева требуется дополнительно теплоизолировать, а при необходимости и гидроизолировать трубопровод.

Следует заметить, что кабельный обогрев не эффективен и нецелесообразен без устройства теплоизоляции трубопроводов. А правильно подобранные материалы и качественный их монтаж позволит устранить до 90 % потерь тепла.

Обогрев канализационных труб

В большинстве случаев подобные коммуникации прокладываются подземно на нормативной глубине. Однако в регионах с суровым климатом или с высоким уровнем грунтовых вод невозможно обеспечить указанное условие. К тому же некоторые участки канализационных труб (например, наружная канализация отвода стоков к локальной очистительной системе; трубы от септика до дренирующего поля или фильтрующего колодца) зачастую расположены на небольшой глубине или на открытом воздухе. И в таких ситуациях электрокабель будет наилучшим способом обеспечения нормальной работоспособности канализационных коммуникаций в зимнее время.

Как правило, для таких труб применяют саморегулирующийся кабель, прокладываемый с внешней стороны. При этом кабельные системы обогрева могут монтироваться как в заводских условиях (тепло- и гидроизолированные трубы с подогревом), так и на строительном участке. В последнем случае термокабель может прокладываться линейно (в зависимости от диаметра трубопровода могут использоваться несколько параллельных нитей) или спирально.

Нужно отметить, что в исключительных случаях (временная мера обогрева) допускается внутренний монтаж греющего кабеля в канализационных трубах.

Обогрев кровли и водостоков

Эффективность и популярность применения греющего кабеля постоянно расширяет области его применения. Так, помимо устройства систем теплых полов термокабель стал использоваться и для обогрева других конструкций:

• лестниц;
• кровли;
• водостоков (в т.ч. желобов, труб, воронок);
• карнизов;
• водосборных и дренажных лотков и т.д.

Как известно, в отапливаемых зданиях наибольшую опасность представляет образование наледи на крыше, которая во время оттепелей или солнечных дней может лавинообразно сходить или способствовать образованию крупных сосулек.

При обогреве кровли саморегулирующийся или резистивный кабель прокладывается в местах наибольшего скопления льда и снега, как правило, между кромкой крыши и системой снегозадержания. Ошибочно считать, что таких мер будет достаточно, и обогрев желобов и труб водостоков не требуется. Нужно учитывать, что подобные проблемы следует решать комплексно.

При устройстве такой системы обогрева предварительно требуется определить места расположения термокабеля, способ укладки и рассчитать требуемую его длину и мощность.

Необходимо помнить, что кабель для кровли и водостоков должен:

• иметь высокую прочность к механическим и динамическим воздействиям;
• отвечать требованиям пожаробезопасности;
• обладать стойкостью к действию физико-климатических факторов (ультрафиолета, перепаду температур, повышенной влажности и т.п.).

Особенности монтажа системы кабельного обогрева кровли и водостоков

1. Наиболее распространенной схемой укладки термокабеля для обогрева кровли является «змейка». При этом ее высота должна обеспечить отсутствие зон холода и предотвращение образования наледи, а шаг выбирается: на жестких конструкциях кратно рисунку, а на мягких – исходя из рекомендуемой мощности (как правило, 35-40 см).
   Рисунок 8 – Обогрев кровли
2. Крепление кабеля к конструкции кровли рекомендуется осуществлять с помощью медных, стальных, латунных зажимов, не требующих выполнения отверстий и обеспечивающих эстетичный вид.
3. В желобах водостоков кабель, как правило, прокладывается в одну или несколько линий в зависимости от габаритов конструкции и типа крыши (если она «холодная», т.е. имеет хорошую теплоизоляцию и вентиляцию, термокабель должен обеспечить мощность до 50 Вт/м, в противном случае, раскладка греющего шнура должна обеспечить порядка 100 Вт/м).
   Для фиксации кабеля в желобах могут применяться фольгированная монтажная лента или пластиковые хомуты.
4. В водосточных трубах греющий элемент также прокладывается линейно. Но необходимо учитывать, что для таких конструкций требуется обеспечить переменную по высоте мощность обогрева (вследствие неравномерного естественного распределения тепла). Так, нижняя часть труб водостоков более холодная за счет постоянного обдува воздухом, и для обеспечения нормального функционирования всей системы в ней увеличивают количество витков кабеля.

   

   Рисунок 9 – Обогрев водостоков

5. Для фиксации термокабеля в водосточных трубах используют прочную монтажную ленту или термоусаживаемую трубку. Если высота здания превышает 6 м, для снижения нагрузки греющий кабель рекомендуется крепить к металлическому тросу, имеющему изолирующую оболочку.