Греющий кабель в канализационную трубу

Углубление наружной канализации глубже уровня промерзания грунта – работа хлопотная, особенно, если работы производятся зимней порой. Альтернативный вариант защиты от промерзания – греющий кабель для канализационных труб. С особенностями его укладки стоит ознакомиться, согласны?

Из предложенной нами статьи вы узнаете все об устройстве кабельного обогрева канализационного трубопровода. Мы расскажем, как работает греющий кабель и как грамотно выбрать оптимальный вариант. Для самостоятельных хозяев приведено пошаговое руководство по укладке и креплению.

Почему канализация промерзает?

Проблема промерзания канализационной трубы обнаруживается не сразу. В отличие от водопроводных коммуникаций, здесь поток жидкости не имеет постоянного характера и не заполняет полностью сечение трубы.

Кроме того, попадающие в канализационную систему нечистоты обычно имеют более высокую температуру, чем, например, вода из скважины. Поэтому замерзание стоков происходит постепенно.

Сначала может замерзнуть только какая-то небольшая часть содержимого канализации, затем появляется еще один слой примерзших нечистот и т.п. Постепенно весь просвет трубы заполняется плотной замерзшей массой, после чего проблема становится очевидной. Усугубить проблему может неисправная сантехника, например, протекающий кран или бачок.

Небольшие порции воды попадают в канализацию, быстро остывают и замерзают. Даже правильная укладка канализационных труб и наличие слоя утеплителя не всегда предотвращают замерзание стоков. Размораживать замерзшую канализацию хлопотно, кроме того, это явление может привести к повреждению труб, часть которых придется заменять.

Промерзание канализационной трубы может происходить постепенно, слой за слоем, а немного подтекающая сантехника только увеличивает опасность этого неприятного явления

Поэтому и рекомендуется укладывать канализацию ниже уровня промерзания грунта с обязательным утеплением коммуникаций. Если в южных районах и средней полосе выкопать достаточно глубокую траншею обычно не проблема, то на севере все немного сложнее. В этой ситуации использование специального греющего или горячего кабеля более чем уместно.

При использовании системы этого типа заметно сокращаются объемы земляных работ, поскольку глубину траншеи можно уменьшить до приемлемого уровня, не заботясь о промерзании грунта.

Как работает греющий кабель?

Греющий или горячий кабель представляет собой систему обогрева труб, уложенных в толщу грунта. Электрокабель в изолирующей оболочке закрепляют на трубе и подключают к электропитанию. Труба нагревается, в результате сточные воды приобретают стабильно высокую температуру, что надежно защищает их от замерзания.

Различают кабель для наружного обогрева трубы или внутреннего. Первый укладывают снаружи конструкции, а второй – внутри. Считается, что наружный монтаж произвести проще, чем внутренний, поэтому он более востребован. Помимо наружного кабеля используют также греющую пленку.

Обогрев с помощью пленки для канализационных систем применяется не часто. Материалом приходится оборачивать всю трубу, что усложняет монтаж, но обеспечивает равномерный прогрев

Этим материалом полностью оборачивают конструкцию, затем его закрепляют. Пленка дает более равномерный обогрев трубы, чем кабель, она имеет меньшую мощность, что позволяет несколько снизить эксплуатационные расходы.

Для обогрева труб можно использовать кабель трех видов:

• саморегулирующийся;
• резистивный;
• зональный.

Саморегулирующийся кабель считается исключительно удобным вариантом, поскольку он может в автоматическом режиме изменять температуру нагрева в зависимости от климатических условий. Сопротивление кабеля уменьшается, если грунт нагревается сильнее, и увеличивается при снижении температуры.

Саморегулирующийся кабель наиболее востребован в современных условиях, поскольку укладывать его просто, он более надежен и не требует дополнительных элементов для монтажа

Такое изменение режима работы снижает общую мощность системы, т.е. позволяет экономить электроэнергию. Причем изменение сопротивления может быть различным на отдельных участках трубопровода. В результате получается более высокое качество прогрева, сам саморегулирующийся кабель прослужит дольше, и нет необходимости в установке терморегуляторов.

Резистивный кабель такими способностями не обладает, но отличается по сравнению с саморегулирующимися системами более умеренной ценой. При монтаже кабеля этого типа понадобится установить набор температурных датчиков и терморегуляторов, чтобы обеспечить изменение режима работы системы при перемене погоды.

Резистивный кабель стоит меньше, чем саморегулирующиеся аналоги. Если выбран этот вариант, необходимо тщательно рассчитать подходящую удельную мощность, чтобы предотвратить перегрев

Если этим требованием пренебречь, возрастает риск перегрева кабеля и его поломки. Зональный кабель также не имеет способности регулировать сопротивление, но эта система генерирует нагрев не по всей длине, а только на отдельных участках. Такой кабель можно разрезать на отдельные фрагменты, что удобно при монтаже трубопроводов сложной конфигурации.

Он также широко применяется при монтаже металлической канализации или для обогрева емкостей. Стоит отметить, что обогрев конструкций, заглубленных в грунт – не единственная сфера использования греющего кабеля. Его также используют для обогрева труб, проложенных на поверхности или в помещениях, которые не отапливаются.

Иногда кабель используют только для отдельных участков трубопровода, например, частей, выходящих на поверхность. Системы, которые монтируют внутри трубы, используют относительно редко. Чаще всего они применяются, если трубопровод уже уложен в грунт, и монтаж наружного кабеля потребовал бы объемных земляных работ.

Так установка внутреннего кабеля обойдется значительно дешевле. Но такие кабели обычно рекомендуется применять только внутри труб малого диаметра, поскольку мощность у них невелика.

Она варьируется в пределах 9-13 Вт/м, чего для больших канализационных труб, как правило, недостаточно. Длина такого кабеля, по понятным причинам, должна быть равна протяженности трубы. Внутренний греющий кабель изготавливают только саморегулирующегося типа.

Дополнительное оборудование

Чтобы система обогрева работала, потребуются дополнительные приборы:

• щит управления;
• распределительная сеть;
• терморегулятор.

Щит управления содержит в себе защитные устройства, контакторы и светодиодные индикаторы. Из компонентов распределительной сети потребуются монтажные коробки и муфты, а также провода для подключения блока управления к термостату. Терморегулятор включает в себя датчики для контроля параметров среды на всей протяженности обогреваемого трубопровода.

Нагревающий кабель позволяет решить ряд задач и обеспечить важные преимущества:

• безопасность эксплуатации трубопровода;
• экономичность (затраты электроэнергии очень невелики, не более 15 Ватт/м);
• эффективность системы (защита от оледенения, вязкости, конденсата);
• универсальность (использовать изделие с соответствующей изоляцией можно для любых сред, включая канализацию).

Все это делает такое решение для обогрева предпочтительным в абсолютном большинстве ситуаций.

Как подобрать правильный кабель?

При выборе подходящего горячего кабеля необходимо определиться не только с его типом, но и правильно подобрать его мощность.

При этом необходимо учесть такие параметры, как:

• назначение конструкции (для канализации и водопровода расчеты выполняются по-разному);
• материал, из которого выполнена канализация;
• диаметр трубопровода;
• особенности участка, который предполагается обогревать;
• характеристика используемого теплоизоляционного материала.

На основании этих сведений рассчитывают теплопотери на каждый метр конструкции, выбирают тип кабеля, его мощность, после чего определяют подходящую длину комплекта. Расчеты можно выполнить с помощью специальной формулы, по расчетным таблицам или с использованием он-лайн калькулятора.

Расчетная формула выглядит так:

Qтр – теплопотери трубы (Вт); – коэффициент теплопроводности утеплителя; Lтр – длина обогреваемой трубы (м); tвн – температура содержимого трубы (C), tнар – минимальная температура окружающей среды (C); D – наружный диаметр коммуникаций с учетом утеплителя (м); d – наружный диаметр коммуникаций (м); 1,3 – коэффициент запаса

Когда теплопотери рассчитаны, следует вычислить длину системы. Для этого полученное значение нужно разделить на удельную мощность кабеля нагревательного устройства. Результат следует увеличить, учитывая обогрев дополнительных элементов. Мощность кабеля для канализации стартует с 17 Вт/м и может превышать 30 Вт/м.

Если речь идет о канализационных трубопроводах из полиэтилена и ПВХ, то 17 Вт/м – это максимальная мощность. Если использовать более производительный кабель, то высока вероятность перегрева и повреждения трубы. Сведения о характеристиках изделия можно найти в его техническом паспорте.

С помощью таблицы подобрать подходящий вариант немного проще. Для этого сначала нужно выяснить диаметр трубы и толщину теплоизоляции, а также предполагаемую разницу между температурой воздуха и содержимого трубопровода. Последний показатель можно найти с помощью справочных данных в зависимости от региона.

На пересечении соответствующей строки и столбца можно найти значение теплопотерь на один метр трубы. Затем следует вычислить общую длину кабеля. Для этого размер удельных теплопотерь, полученный из таблицы, нужно умножить на длину трубопровода и на коэффициент 1,3.

Таблица позволяет найти размер удельных теплопотерь трубы конкретного диаметра с учетом толщины теплоизоляционного материала и условий функционирования трубопровода (+)

Полученный результат следует разделить на удельную мощность кабеля. Затем нужно учесть влияние дополнительных элементов, если такие имеются. На профильных сайтах можно найти удобные он-лайн калькуляторы. В соответствующие поля нужно ввести необходимые данные, например, диаметр труб, толщину утеплителя, температуру окружающей среды и рабочей жидкости, регион и т.п.

Такие программы обычно предлагают пользователю дополнительные возможности, например, помогают рассчитать необходимый диаметр канализации, размеры слоя теплоизоляции, тип утеплителя и т.п.

Опционально можно подобрать тип укладки, выяснить подходящий шаг при монтаже греющего кабеля спиралью, получить список и количество комплектующих, которые понадобятся для укладки системы.

Подбирая саморегулирующийся кабеля важно правильно учесть диаметр конструкции, на которую он будет установлен. Например, для труб диаметром 110 мм рекомендуется брать маркуLavita GWS30-2 или аналогичный вариант другого производителя. Для трубы на 50 мм подойдет кабель Lavita GWS24-2, для конструкций диаметром 32 мм – Lavita GWS16-2 и т.д.

Сложные расчеты не понадобятся для канализации, которая используется не часто, например, на летней даче или в доме, которым пользуются, лишь изредка. В такой ситуации просто берут кабель мощностью 17 Вт/м с длиной, соответствующей размерам трубы. Кабель такой мощности можно использовать и снаружи, и внутри трубы, при этом устанавливать сальник необязательно.

При выборе подходящего варианта греющего кабеля следует соотнести его производительность с расчетными данными по вероятным теплопотерям канализационной трубы

Для прокладки греющего кабеля внутри трубы выбирают кабель со специальной защитой от агрессивного воздействия, например, DVU-13. В отдельных случаях для монтажа внутри используют марку Lavita RGS 30-2CR. Это не совсем верное, но допустимое решение.

Такой кабель предназначен для обогрева кровли или ливневой канализации, поэтому защитой от разъедающих веществ он не снабжен. Его можно рассматривать лишь как временный вариант, поскольку при длительном использовании в неподходящих условияхкабель Lavita RGS 30-2CR неизбежно сломается.

Расчет системы защиты от промерзания трубопроводов

При проектировании систем обогрева трубопроводов учитывается множество факторов, таких как климатическая зона, характеристики (конструкция, материал, размеры и расположение труб, тип и толщина теплоизоляции, наличие дополнительных источников тепла и т.д.). В связи с этим рекомендуется обращаться к квалифицированным специалистам в данной области, которые смогут дать профессиональную консультацию и качественно выполнить расчёт системы.

Специалисты нашей компании всегда готовы предоставить Вам высокий уровень обслуживания, будут рады ответить на любой Ваш вопрос.

Для предварительной оценки стоимости оборудования Вы можете воспользоваться On-Line расчетом системы защиты бытовых водопроводов от замерзания на нашем сайте.

Правила монтажа кабеля на трубы

Укладка греющего кабеля – процесс относительно несложный. Его просто закрепляют на поверхности трубы, обычно вдоль, одной полосой. Отдельные проекты предусматривают спиральный монтаж. В этом случае следует точно выдержать расчетный шаг между витками спирали, чтобы труба прогревалась равномерно.

После того, как греющий кабель закреплен на канализационной трубе, рекомендуется дополнительно уложить слой теплоизоляции, чтобы улучшить качество обогрева

Пересечение отдельных участков греющего кабеля недопустимо. Кабель в зависимости от типа закрепляют с помощью термостойкой клейкой ленты или монтажных стяжек. Шаг между местами крепления должен составлять не менее 200 мм. Для закрепления кабеля в минеральной оболочке используют металлический крепеж: стяжные ленты или специальный бандаж.

Но чаще всего все же использую термостойкий скотч. Крепеж должен переносить не только высокие температуры, но и быть устойчивым к влиянию природных факторов и химических веществ. Иногда в качестве крепления используют алюминиевую ленту. Но в местах крепления тепловая мощность кабеля повысится.

Не всегда это полезно, может привести к перегреву коммуникаций. Не рекомендуется использовать металлический крепеж при монтаже греющего кабеля, заключенного в полимерную изоляционную оболочку. Но в отдельных случаях алюминиевый скотч может даже улучшить ситуацию.

Греющий кабель на пластиковой канализационной трубе можно закрепить алюминиевым скотчем, чтобы повысить эффективность прогрева и сделать его более равномерным

При укладке на полимерную трубу металлизированный скотч ставят и под кабелем, и над ним. Это немного повышает тепловую мощность, а также способствует равномерному обогреву трубопровода. Внутри канализации греющий кабель используют крайне редко.

Обычно так обогревают небольшие участки системы, расположенные не в грунте, например, канализационные насосы, стимулирующие движение стоков, если естественное перемещение затруднено или невозможно.

Для монтажа внутреннего кабеля может понадобиться зажимная и уплотнительная втулка, соединительная муфта, набор шайб, а также другие элементы (+)

Чтобы установить внутренний кабель в трубу, укладка которой завершена, понадобится сначала врезать в систему тройник. Так будет сделано отверстие для введения кабеля внутрь трубопровода.

Кроме того, может понадобиться специальная ниппельная муфта. Такое решение может несколько ухудшить характеристики канализационной системы, например, в месте установки тройника просвет трубы слегка уменьшится.

Это повышает вероятность накопления мусора и образования засоров. Сложности с внутренним кабелем неизбежны, если трубопровод имеет несколько поворотов, изгибов и т.п. Непросто проводить внутренние работы по монтажу горячего кабеля, а также в канализационных системах значительной протяженности.

Разумеется, не стоит подключать систему к электропитанию до полного окончания монтажных работ. Перед тем, как закрывать кабель утеплителем, следует тщательно проверить все места соединения. Если использовать термодатчики, будет проще определять время активизации и отключения системы.

Автоматизировать процесс можно с помощью реле. Если мощности кабеля, уложенного в одну линию, не хватает, можно выполнить монтаж спиралью или проложить две параллельные линии. Главное, чтобы отдельные участки не пересекались, и не было перегрева. Чтобы сделать обогрев конструкции более равномерным, иногда трубу сначала обматывают фольгой, в затем сверху кладут кабель.

Эти примеры позволяют составить представление о том, как правильно выполнить соединение питающего и греющего кабеля, а также о порядке его изоляции (+)

Температурные датчики устанавливают после того, как поставлен утеплитель. Сверху рекомендуется нанести разметку, которая отражает положение нагревательных элементов. Для подключения греющего кабеля к электросети понадобится отрезок термоусаживаемой трубы. Затем с края кабеля снимают около 50 мм изоляции и 10 мм оплетки.

Разделенные и зачищенные концы защищают отрезками термоусадочной трубки подходящего диаметра и прогревают феном. Теперь нужно зачистить примерно 6 мм провода, свернуть их спиралью и зажать в металлической трубке. Похожие манипуляции придется проделать с кабелем электропитания.

Около 80 мм нужно очистить от изоляции и оболочки и разделить на отдельные провода. Полученные концы обрезают до 35 мм, но один провод следует оставить необрезанным для заземления. Здесь также зачищают 6 мм провода.

Теперь концы кабелей нагревательных элементов и питания соединяют в термоусадочной трубке, снабженной металлической втулкой. Ее нагревают и зажимают, место контакта заматывают термолентой, а затем закрывают еще одной трубкой защиты.

С особенностями выбора непосредственно труб для устройства автономной канализации ознакомит следующая статья, с содержанием которой мы советуем ознакомиться.

Устройство греющего кабеля

В зависимости от типа, нагревательные элементы имеют конструкцию различной сложности, толщину и гибкость.

Состоят изделия из таких частей:

• выделяющий тепло проводник (провод);
• изоляция жил с высокой теплопроводностью;
• внутренняя полимерная оболочка;
• защитный экран из плетеной медной проволоки или фольги;
• внешняя изоляционная оболочка;
• датчики и термореле;
• питающий провод и электрическая вилка.

Внутри современных самогреющих систем установлена саморегулирующая матрица из полупроводниковых материалов.

Принцип работы

Тепло вырабатывается за счет того, что являющийся основой кабеля провод имеет определенное электрическое сопротивление.

При прохождении тока через металл происходит выработка тепла. Этот принцип используется при изготовлении ламп накаливания и обогревателей. Чтобы энергия не расходовалась зря, жилы изолируются диэлектрическими материалами с максимальной степенью теплопроводности и гибкости. Для изготовления греющего кабеля используется гибкий металл со средним сопротивлением. Выделяемого тепла достаточно, чтобы предотвратить образование льда и не расплавить изоляцию.

Преимущества и недостатки

Использование электричества для обогрева канализационных труб имеет свои плюсы и минусы.

Достоинства данного метода следующие:

1. Безопасность. Кабель имеет значительный запас прочности и защищен от воздействия внешних факторов. Реле отключает подачу электричество в случае короткого замыкания.
2. Возможность создавать и поддерживать оптимальную температуру внутри трубопровода. Отсутствие угрозы образования льда внутри магистрали и ее разрушения.
3. Простота монтажа, нет необходимости проводить трудоемкие регламентные работы.
4. Сокращение времени на подготовительные мероприятия и расходов, которые с этим связаны.

Недостатком считается зависимость приспособлений от подачи электричества. При его отсутствии необходимо приостанавливать функционирование канализации.

Пример устройства обогреваемой канализации

Рассмотрим пример сооружения системы водоотведения для частного домохозяйства. Согласно проекту к общей канализационной магистрали подключается несколько веток. Все они прокладываются выше горизонта сезонного промерзания грунтов, потому снабжаются греющим кабелем.

Для того чтобы работа греющей электросистемы была эффективной и направленной непосредственно на поддержание плюсовой температуры канализационной трубы, коммуникации прокладываются в утепленной траншее:

Галерея изображений Фото из Шаг 1: Разработка траншеи для укладки труб Шаг 2: Приобретение экструдированного пенополистирола Шаг 3: Сборка системы для примерки Шаг 4: Крепление плитного утеплителя Шаг 5: Проверка уклона канализационной трубы Шаг 6: Использование шпилек и хомутов Шаг 7: Подключение канализационных веток к магистрали Шаг 8: Проверка герметичности собранной системы

Убедившись в герметичности собранного канализационного трубопровода или устранив протекание, если оно имело место быть, приступают к прокладке греющего кабеля.

Греющий кабель в примере прокладывается близко к днищу лотка, но не соприкасаясь с ним. Крепится к трубе в виде большой петли, начинающейся от находящегося в доме стояка и возвращающегося обратно

Определившись с оптимальным положением греющего кабеля, приступают к его креплению:

Галерея изображений Фото из Шаг 9: Приобретение резестивного кабеля Шаг 10: Подготовка кабеля к подключению Шаг 11: Фиксация кабеля металлизированным скотчем Шаг 12: Установка кабеля на стояк Шаг 13: Установка терморегулятора для греющего кабеля Установка требующейся температуры Минимальное потребление тока во время отключения Повышение потребления в период активизации

Для того чтобы система для согрева коммуникаций смогла функционировать в автоматическом режиме, к ней подключают датчик температуры:

Галерея изображений Фото из Шаг 14: Датчик температуры для греющего кабеля Шаг 15: Наращивание провода для подключения датчика Шаг 16: Удлинение кабеля датчика температуры Шаг 17: Изоляция участка подключения кабеля Шаг 18: Подключение греющего кабеля к терморегулятору Шаг 19: Оборачивание трубы фольгопластом Шаг 20: Дополнительная изоляция узлов Шаг 21: Обустройство лотков бетонными плитами

Экранирование

Металлический экран используется для защиты электропроводящей части кабеля от воздействия влаги. Изготавливается экран из луженой меди, устойчивой к коррозии. Медь обладает достаточной гибкостью и запасом прочности, чтобы противостоять внешнему давлению без потери герметичности.

В бюджетных вариантах греющих систем используется алюминий.

Изделия с алюминиевыми экранами прокладываются снаружи по прямой линии.

Мощность и продолжительность работы

Мощность греющего кабеля измеряется в ваттах на погонный метр в час. Этот показатель различается у резистивных и саморегулирующих моделях. При напряжении 220-240 вольт и максимальной температуре 90 ºС средняя мощность магистрали составляет 18 ватт. Нетрудно рассчитать, сколько потребуется электроэнергии для подогрева трубопровода длиной 15 м (а именно такое должно быть минимальное расстояние от дома до септика).

В зависимости от настроек расход электричества будет составлять 100-270 ватт в час.

Срок службы

Долговечность кабеля зависит от применяемых при его изготовлении материалов и интенсивности эксплуатации.

Оказывает влияние на срок службы изделий правильность их установки и оказываемое механическое воздействие при сезонных подвижках грунта. Наиболее известные производители из стран Азии и Европы дают на свою продукцию 5 лет гарантии. При этом, расчетный срок эксплуатации составляет 15-20 лет.

Сделать самому или купить

При наличии специального образования и опыта работы с электричеством можно изготовить греющий кабель самостоятельно. Для этого используются маломощные спирали и провода. Изоляция металла проводится с помощью термоусадочной трубки. Готовое изделие может быть не хуже аналогов промышленного изготовления.

Однако, затраченное время и средства на закупку материалов могут не принести ощутимой выгоды и экономии.

Советы по выбору

Профессионалы рекомендуют выбирать изделия с такой мощностью, которая обеспечит качественный прогрев магистрали при критическом понижении температуры. Если есть возможность осуществлять непрерывный контроль за состоянием кабеля, то целесообразно остановиться на резистивном варианте.

Когда система работает в автономном режиме, то лучше установить саморегулирующее устройство изнутри магистрали.

Обслуживание

Внешние части обогревательной системы необходимо регулярно осматривать для выявления внешних повреждений.

Ежемесячно нужно измерять сопротивление греющих жил. При обнаружении отклонений от нормы следует отключить прибор от сети.

Ремонт поврежденных участков следует выполнять с использованием термоусадочной трубки с последующим усилением места спайки.

Частые ошибки и проблемы при установке

При монтаже обогревательных систем чаще всего допускаются такие ошибки.

1. Установка греющих устройств ниже точки промерзания. Это лишние и ненужные расходы.
2. Игнорирование дополнительной теплоизоляции поверх труб. Кабель не может нагреть их по всей площади, что приводит к образованию льда.
3. Работа электрического оборудования в непрерывном режиме без датчиков и реле. Это приводит к высоким и неоправданным затратам на электроэнергию.

Выводы и полезное видео по теме

Подробные рекомендации по монтажу горячего кабеля на трубу диаметром 110 мм можно посмотреть здесь:

В этом ролике представлен вариант прокладки канализации с использованием внутреннего кабеля:

Здесь продемонстрирован обзор особенностей функционирования и монтажа саморегулирующегося кабеля:

Горячий кабель решает проблему замерзания канализационных труб зимой значительно эффективнее, чем другие средства. Потребление электроэнергии при этом минимальное. Если монтаж выполнен правильно, кабель многие годы будет работать без всяких поломок.