Кабельная система как защита от замерзания и обогрев труб

Обогрев труб с использованием кабельных систем отопления

Кабельные системы для нагрева труб состоят из нагревательных кабелей, терморегуляторов и монтажного оборудования. Терморегуляторы с датчиками температуры гарантируют достижение оптимальных результатов при минимальном потреблении энергии. Кабельные системы для труб могут использоваться для:

1. Защиты труб от замерзания или поддержания требуемой температуры в трубах.
2. Разогрева трубопроводов до требуемой температуры. Системы защиты от замерзания устанавливаются на объектах, где необходимо предотвратить замерзание и повреждение льдом водопроводных или канализационных труб. Системы поддержания температуры обеспечивают определенную температуру в трубопроводах с горячей водой или любыми жидкостями. Кабельные системы могут монтироваться внутри водопроводной трубы или на наружной поверхности труб различного назначения, для внутренних и наружных сетей и для трубопроводов, находящихся над землей или под землей.

Преимущества систем подогрева труб:

• Отсутствие наледей на/в трубах
• Постоянное течение жидкостей в трубопроводах
• Возможность устанавливать трубопроводы на любой глубине
• Отсутствие расходов на ремонт после суровой зимы
• Отсутствие затвердеваний и застоев масел в трубопроводах
• Эффективное горячее водоснабжение

Установка

Расчет длины кабеля

В большинстве случаев для защиты труб от замерзания требуется мощность до 10 Вт на метр трубы при диаметре трубы менее 50 мм и толщине слоя изоляции не менее 50 мм. При использовании кабеля, для установки снаружи труб можно применять кабель с максимальной мощностью 10-18 Вт/м. Для подбора соответствующей длины нагревательного кабеля для установки на метр трубы, требуемая мощность на метр трубы делится на мощность одного метра кабеля.

Вычисление шага установки кабеля

Таблица ниже поможет вам определить шаг витков кабеля после расчета необходимой длины кабеля на 1 метр трубы при способе монтажа спиралью вокруг трубы.

Наружный диаметр трубы, мм	Внутренний диаметр трубы, мм	Внутренний диаметр трубы, дюймы	Требуемое количество метров кабеля на метр трубы
			1.1	1.2	1.3	1.4	1.5
			Шаг установки кабеля, см
34	25	1	25	17	14	11	10
42	32	1 1/4	31	21	17	14	13
48	40	1 1/2	35	24	19	16	14
60	50	2	43	30	24	20	18
76	65	2 1/2	52	36	29	24	21
89	80	3	63	43	35	29	26
102	90	3 1/2	72	49	39	33	29
114	100	4	80	56	44	37	33
141	125	5	99	68	55	46	40
168	150	6	118	81	65	55	48
219	200	8	152	105	84	71	62

Общие рекомендации

Перед монтажом нагревательных кабелей важно проверить трубу на предмет повреждения или утечки.

Кроме того, трубы должны быть обязательно термоизолированы. Это касается всех труб, независимо от того, расположены они под или над землей.

Кабель должен быть аккуратно, без усилия/натяжения установлен на трубе во избежание повреждений. Он должен прикрепляться к трубе по всей своей длине при помощи алюминиевой липкой ленты. Пластиковую ленту НЕ ПРИМЕНЯТЬ!.

Кабель не должен укладываться на острых краях трубы. Нужно избегать наступать на кабель, и стараться аккуратно обращаться с ним.

Траншея с трубой должна содержать отметки, указывающие на то, что установлены нагревательные кабели. Это должно также быть отмечено предупреждающей надписью, например: "ВНИМАНИЕ: НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ КАБЕЛЬ 230 В!".

Если нагревательные кабели установлены под землей, область их установки должна быть обозначена. Это можно сделать, уложив пластиковую ленту (красного, желтого или другого цвета) в области укладки кабеля, указывая таким образом, что кабели помещены ниже. Изолированные трубы должны быть отмечены предупреждающим знаком с наружной стороны изоляционного материала.

Если трубы с кабелями установлены над землей, они должны находиться в прочном и безопасном корпусе (коробе), содержащем предупреждающую надпись.

Экран нагревательных кабелей должен быть заземлен и установлено УЗО в соответствии с действующими правилами ПУЭ и СНиП.

Не рекомендуется укладывать кабель при температуре ниже -5°C.

Если при низкой температуре оболочка кабеля становится жесткой и плохо гнущейся, кабель можно подключить на короткое время к напряжению, пока он не станет гибким снова. Это разрешается делать, только предварительно размотав кабель.

После установки необходимо проверить омическое сопротивление нагревательного кабеля и изоляции. Сопротивление кабеля должно соответствовать указанному на соединительной муфте.

Вначале монтажа кабель крепится к трубе при помощи отрезков алюминиевой ленты, с интервалом приблизительно 30 см. Затем он должен быть закреплен алюминиевой лентой вдоль кабеля по всей длине. Таким образом, нагревательный кабель не имеет прямого контакта с изоляционным материалом, прочно крепится к поверхности трубы и имеет хороший теплоотвод.

Перед установкой нагревательного кабеля на пластиковой трубе, на её поверхность клеится алюминиевая лента. Таким образом, тепло лучше распределяется по всей длине трубы. Кабель должен укладываться на более низкой части трубы или/и симметрично вокруг нее.

Соединительная муфта между нагревательным кабелем и подводящим (холодным) концом также должна устанавливаться на поверхности трубы при помощи алюминиевой липкой ленты. Кабель датчика температуры крепится к трубе так же как нагревательный кабель. Датчик должен быть приклеен алюминиевой лентой в самой холодной части трубы и, по возможности, помещен посередине между линиями кабеля и на поверхности трубы.

Диаметр изгиба кабеля должен быть не менее шести диаметров самого кабеля.

Нагрузка на кабель при растяжении не должна превышать 25 кг.

Выбор изделия

Кабели Deviflex™ максимальной мощностью 10-18 Вт/м и Devi-pipeguard™ 10/15/25 используются для систем защиты от замерзания на трубах в установках, где температура трубы не превышает 40°C. Для защиты пластиковых труб от обледенения/замерзания мощность кабеля не должна превышать 10 Вт/м. Для металлических труб мощность может быть выше 10 Вт/м. Кабели DTIV-9 и DPH-10 используются в трубах с питьевой водой. Кабель Devi-hotwatt™ 55 используется в трубопроводных системах для поддержания температуры горячей воды или других жидкостей. Силиконовые кабели используются в системах подогрева труб, где требуется высокая температура (до 170°C) или высокая мощность (до 40 Вт/м). Системы защиты от замерзания и поддержания температуры управляются терморегуляторами. Все терморегуляторы имеют выходы контактов реле, без напряжения и, таким образом, могут управлять кабельной обогревательной системой большой мощности через магнитные пускатели (контакторы).

Расчет теплопотерь

Схема для расчета теплопотерь

Для расчета теплопотерь можно использовать нижеприведенную формулу или таблицу. Решающими параметрами для расчета установленной мощности являются размеры трубы, толщина изоляции и температура окружающей среды. Для расчета теплопотерь трубопровода с определенной толщиной изоляции, можно руководствоваться следующей упрощенной формулой:
Теплопотери:
Q [Вт] = (2 x π x λ x L x (tвн ; tнар))/ln(D/d)x 1,3 ,
где D [м] – наружный диаметр трубы с изоляцией,
d [м] – наружный диаметр трубы,
π – константа (3,14),
L [м] – длина трубы,
tвн [°C] – температура жидкости внутри трубы,
tнар[°C] – температура окружающей среды,
λ [Вт/м °C] – коэффициент теплопроводности термоизоляции, обычно для современных материалов равен 0,04-0,06,
1,3 – коэффициент запаса.

Нижеприведенная таблица логарифмов и график отображают значения используемого в формуле логарифма отношений двух диаметров трубы:

График для расчета теплопотерь

D/d	In (D/d)
1.0	0.0
1.5	0.4
2.0	0.7
2.5	0.9
3.0	1.1
3.5	1.3
4.0	1.4
4.5	1.5
5.0	1.6
6.0	1.8
7.0	2.0
8.0	2.1
9.0	2.2
10.0	2.3
15.0	2.7
20.0	3.0
25.0	3.2

В нижеприведенной таблице показана зависимость теплопотерь труб различных параметров, от толщины изоляции и разности температуры между поверхностью трубы и наружным воздухом. λ – значение теплопроводности изоляционного материала для этой таблицы равно 0,05. Стрелки в таблице показывают теплопотери 1 метра трубы согласно "Данным для расчета" из примера показанного выше.

Зависимость теплопотерь труб