Какой обогрев трубопроводов лучше – обзор нагревательных кабелей и способов их монтажа

В домах, расположенных за пределами города, водоснабжение осуществляется путем забора воды из скважины и подачи ее по трубам. Сильное понижение температуры воздуха может привести к замерзанию трубопровода и прекращению его функционирования. Для решения проблемы на дачном участке или в загородном доме можно уложить трубы глубоко под землей, где они станут недоступными для сильных морозов. Но в некоторых ситуациях решить задачу таким методом невозможно.

На помощь приходит обогрев, который защищает водопроводные, канализационные и топливные трубы, обеспечивая непрерывный поток воды и тепла в помещение, а также отвод стоков. Кроме того, используя обогрев трубопроводов, можно избежать аварийных ситуаций на трубопроводе в результате замерзания, которое приводит в негодность рабочие элементы.

Поэтому стоит внимательно изучить разновидности обогрева для труб, их непосредственные функции и монтаж.

Сегодня наибольшая эффективность защиты от замерзания отмечается при электрообогреве труб, с помощью специального кабеля, помещенного внутри трубы или поверх ее.

Кабели для поверхностного обогрева трубопроводов

Чаще всего при обогреве трубы для подачи воды нагревающие элементы располагают поверх нее.

Защитить трубы от размерзания с помощью электрообогрева можно следующими способами:

• Укладывая определенное количество кабелей прямолинейно вдоль трубы.
• Используя волнообразную укладку.
• Оборачивая трубу нагревательным элементом по спирали.

Использование наружного электро обогрева водяных труб из пластика или металла требует обязательного соблюдения двух условий:

• Применение теплоизоляционных материалов, например, минеральной ваты или пенопласта.
• Теплоизоляционный материал не должен пропускать влагу.

Кабели, обогревающие трубу изнутри

Система обогрева трубопровода, подразумевающая установку нагревательных элементов внутри трубы, пользуется большой популярностью.

Такие элементы отличаются особой жесткостью, что делает проще их установку на прямых трубах. Помимо этого специальное покрытие кабеля из пищевого полиэтилена препятствует появлению вредных выделений в результате функционирования, которые могут оказывать влияние на вкусовые качества воды.

Установка кабеля внутри трубы требует точного измерения обогреваемого участка, так как обрезать нагревательный элемент или сворачивать его в петлю строго запрещено.

Саморегулирующийся кабель для обогрева труб

Саморегулирующиеся нагревательные кабели используются не только для прогрева трубных изделий. Они могут выполнять функцию стаивания снега в водосточных системах, а также поддержания определенной температуры в трубопроводах, транспортирующих горячую воду.

Обогрев труб таким способом считается самым надежной и экономически выгодной защитой от замерзания. Нагревательный саморегулирующийся кабель обладает отличительным свойством, которое позволяет выделять мощность в соответствии с требуемыми условиями теплоотдачи индивидуально для каждой части. Благодаря этому охлажденные трубы получают больше тепла, а теплые – меньше. В результате не допускается перегревание трубы, и понижаются расходы на электрическую энергию. Читайте также: «Кабель саморегулирующийся для обогрева труб – виды и способы использования».

Установка саморегулирующегося кабеля проводится поверх трубы. Это позволяет быстро и просто выполнить самостоятельный монтаж кабеля, отрезав нужную длину и подключив к системе электропитания на 220 В.

Система обогрева и защиты трубных элементов от перемерзания подбирается индивидуально для каждого конкретного случая, чтобы качественно и эффективно противостоять низкой температуре воздуха, оказывающей влияние на водопроводные и канализационные системы.

Основное назначение нагревательных кабелей

Выбирая способ обогрева трубы, стоит помнить о выполнении системой следующих функций:

• Препятствовать замерзанию жидкости и образованию конденсата в трубах. Эта задача актуальна и в холодное время года при необходимости защиты от замерзания, и в условиях теплого климата, как способ, предотвращающий чрезмерное загустение продуктов.
• Компенсировать потери тепла. Важность этой функции отмечается в случаях, когда требуется совпадение температуры входящей и выходящей рабочей среды. В этой ситуации обогрев возмещает отдачу тепла трубой, а также разогревает трубу до технологической температуры в случае непредвиденной остановки.
• Технологический обогрев. Потребность в этой функции возникает при необходимости поддержания в трубе определенной температуры протекающего процесса. Однако, если в результате наблюдается поглощение тепла, то система должна иметь определенный запас мощности.
• Стартовый разогрев. Система должна разогревать рабочую среду в активном участке трубопровода и обеспечивать оптимальные условия для ее транспортировки в других местах.

При обогреве труб для подачи воды с одинаковой эффективностью применяются саморегулирующиеся и резистивные нагревательные кабели. Но при использовании первого варианта снижение температуры способствует большему выделению тепла кабелем, а повышение температуры снижает тепловыделение. Читайте также: «Как сделать защиту от замерзания труб греющим кабелем – проверенные способы».

Использование саморегулирующихся кабелей во многом упрощает составление проектов и расчетов системы, существенно повышает ее надежность, увеличивает эксплуатационный период и снижает расходы на электроэнергию.

Мощность и длина кабеля устанавливается в соответствии с расчетами, которые определяют потери тепла трубы. На тепловые потери оказывают влияние следующие параметры:

• Размер трубопровода.
• разновидность теплоизоляционного материала и его толщина.
• Температурные значения окружающей среды.
• Температура, которая необходима для поддержания жидкости.

Теплоизоляция трубопроводов выполняется при помощи следующих материалов:

• Пенополиуретаном.
• Вспененным полиэтиленом.
• Минеральной ватой.
• Другими рулонными утеплителями.

Теплоизоляционный слой должен иметь толщину не меньше 5 см и быть надежно защищенным от проникновения влаги, которая значительно снижает его эффективность. Читайте также: «Какой кабель для обогрева труб выбрать – типы и способы использования».

Монтаж нагревательных элементов на трубопровод

Перед выполнением монтажных работ следует проверить качество изоляции кабеля. Она должна быть выполнена алюминиевым скотчем или алюминиевой трубой. Изоляция не допускает непосредственного контакта нагревательного кабеля с теплоизоляцией.

Установка кабеля на трубопроводах бытового назначения проводится несколькими способами:

1. Нагревательные элементы вытягивают вдоль трубы и фиксируют их алюминиевой липкой лентой.
2. Отмеряют нужное количество кабеля и провешивают его вдоль трубы с образованием петель. Алюминиевым скотчем закрепляют основные части кабеля на трубе. Затем получившимися петлями обматывают трубу, также приклеивая их скотчем.
3. Обматывают обогреваемый участок кабелем, выдерживая определенный шаг. Фиксацию нагревательного элемента выполняют алюминиевой липкой лентой.

Независимо от способа установки на трубопровод, оснащенный нагревательным кабелем, в обязательном порядке наносится маркировка «200 В, опасно, нагревательный кабель».

В большинстве случаев управлять системой, которая защищает трубопровод от замерзания, обязательно необходимо с помощью терморегулятора. Использование именно этого элемента позволяет свести к минимуму расходы на электроэнергию и гарантирует эффективное нагревание водопроводной системы, предотвращая замерзание трубных элементов холодного и горячего водоснабжения в холодное время года.

Отопление ТЭНами, как сделать, стоит ли использовать

ТЭН — электронагреватель жидкости в виде металлической трубки, внутри которой находится спираль. Конструкций, разновидностей множество. Нагреватели изготовляют и на крупный и на малых производствах.

Эти нагреватели массово устанавливаются, например, в электрических бойлерах и электрокотлах, поэтому производятся также известными производителями.

Но на любом рынке можно встретить ТЭНы предназначаются для установки в радиаторы отопления. Эти устройства изготовлены чаще в Польше, Украине, Китае. Они могут снабжаться встроенными термодатчиками, т.е. работать в полуавтоматическом режиме, отслеживая степень нагрева.

На основе таких электрических нагревателей, можно легко создать отопительный прибор своими руками. Чем и пользуются домашние мастера, конструируя простейший обогрев и «экономя» при этом, как они, думают, изрядные суммы денег.

Но так ли выгодно использовать ТЭНы?
Где обычно, в каких ситуациях, применяют эти электронагреватели воды? Как нужно устанавливать и применять ТЭНы…

Насколько большая выгода от ТЭНов

Если имеется старая батарея, то почему бы ее не превратить с помощью ТЭНа в систему отопления для небольшого подсобного помещения, — курятника, мастерской, гаража…

Существуют даже мифы, что тенами отапливать выгодно. Но «мечты разбиваются о суровую реальность», — электричеством отапливать дороже всего. Так как используется самый дорогой энергоноситель.

Неважно, имеется ли фирменный программируемый электрокотел, или установлена бочка с опущенным в нее на проволоке ТЭНом, — КПД подобных электронагревателей около 97%. А дальше платим по счетчику…

Обогреваться ночью

Но есть лазейка, — ночной дешевый тариф на электроэнергию. Узнать точно, о действующих тарифах и возможности подключения ночного, можно в местной электросети.

Правда и ночное электричество нельзя назвать дешевым, но в совокупности с показателем «Комфортность», ночное отопления становится весьма привлекательным для пользователя.
Какой вид топлива больше всего подходит для дома

Но цена на саму систему отопления с электрическим нагревом может значительно варьироваться.

Нагреватели в батареях

Когда в квартирах с центральным отоплением холодно, то отапливают дополнительно электричеством, а также газовой кухонной плитой или колонкой.

Вот тут и применяется парочка тяжелых чугунных батарей с ТЭНами. По сравнению с фирменными электроконвекторами они обладают гораздо большей теплоемкостью, поэтому их можно отключать на дольше и не следить за их работой. Но и нагрев соответственно продолжительнее.

Такие радиаторы умельцы устанавливают в основном в гаражах, где любят проводить время. Или, например, для обогрева животных в морозы на небольших фермах.

Оборудование систем отопления

Бывает, что на дачке, в гараже и т.п. имеются остатки былой системы отопления, например, пару батарей со стальными трубами. Вернуть систему к жизни проще всего, вставив в нее электрические нагреватели….

Но ТЭНы могут создавать и вспомогательный подогрев в домашней системе отопления. Электрический обогрев отлично дополняет твердотопливный котел. Особенно ночью, с дешевым тарифом. И здесь «самодельное производство» также востребовано.

Если в достаточно большой металлической трубе закрепить пару тенов по 2 кВт, то получится 4-киловаттный электрокотел. Нюанс в том, что ночью его можно включать в маломощную сеть 220 В, так как другие потребители «спят», кроме холодильника, например.

Такое «творение», на практике, может стать основным отоплением в течении сезона в утепленном доме, если, конечно, применяется буферная емкость — теплоаккумулятор.
Как подключить теплоаккумулятор в систему

Какая мощность понадобится

В системе отопления целого дома лучше использовать 2-киловатные образцы электронагревателей.

Но в отдельных радиаторах самодельных регистрах, обрезках отопления в гаражах… применять слишком мощные ТЭНы нельзя.

Дело в том, что тепловое реле не может считаться надежной защитой. А доводить жидкость до температуры кипения, перегревать прибор свыше +75 градусов — опасно.

Следовательно, мощность тена не должна быть больше, чем тепловая мощность, отдаваемая прибором при +70 градусах. Это примерно 75% от паспортной мощности радиатора.

Одна секция и чугунного и алюминиевого радиаторов (500 мм между трубами) обладает мощностью теплоотдачи 170 Вт при 90 град жидкости и 20 град воздуха. При +70 град. нагрева — одна секция — 140 Вт, 7 секций — 1080 Вт, 10 секц. — 1400 Вт.
Таким образом, для радиатора из 7 секций мощность ТэНа не должна быт больше чем 1 кВт. А для радиатора из 10 секций — не больше 1,4 кВт.

Труднее обстоит дело с самодельными регистрами, — неизвестна их теплоотдача. Остается лишь начинать использовать наименее мощные нагреватели.

Какие тены для радиатора выбрать

ТЭНы для радиаторов сделаны на основе заглушки (основания) со стандартным диаметром резьбы 40 мм. Остается из радиатора выкрутить нижнюю пробку, на ее место вкрутить нагреватель.

О подборе этих нагревателей по мощности для радиаторов было сказано выше. Не стоит брать более мощный приборы, во избежание аварийных ситуаций. Не нужно перегревать радиатор, добиваясь большей теплоотдачи.

Но эти нагреватели различаются и по длине. Для отдельно стоящего радиатора, без движения жидкости, предпочтительней тены подлиннее. Тогда и прогрев будет более равномерным.

В проточном электрокотле другой приоритет подбора — меньшее гидравлическое сопротивление. Минимизировать влияние нагревателей путем удачного подвода трубок и конфигурации их расположения для домашнего умельца не проблема.

Производитель, — «китайцев», по прежнему, ругают больше всего, лучшими ТЭНами считаются местного разлива — российско-украинские.

Как применяются

ТЭНы могут включаться комнатным термостатом. Тогда они управляются по заданной температуре воздуха.

Но в большинстве случаев используют нагреватели со встроенными температурным реле, — нагрев по температуре теплоносителя.

Жидкость при нагреве расширяется. Нельзя отдельные радиаторы, и другие замкнутые системы отопления, заполнять жидкостью полностью. В системах отопления для компенсации расширения используется расширительный бак.
Расширительные баки для системы отопления

В случае с отдельным радиатором достаточно оставить не менее 10% внутреннего объема не заполненным, — заливать радиатор по верхнюю пробку.

Установка ТЭНа следующая. Система сливается, выкручивается пробка радиатора, вкручивается тен. При этом обычно используется лен со смазкой в качестве уплотнителя (металл-по металлу).

Нагреватель подключается к электросети в соответствии с ПУЭ, с соответствующей изоляцией контактов.

Масло не допустимо

Можно встретить рекомендации залить радиатор маслом, — якобы получится аналог «масляного нагревателя». Прежде чем следовать подобным советам, рекомендуется изучить опыт «пиротехника», который налил масло на картон, поджег, а затем пробовал потушить.
Маслонаполненные промышленные электроагрегаты (например, высоковольтные маслянные разъединители) эксплуатируются с особыми мерами пожарной безопасности.

Если система замораживается, необходимо использовать незамерзающие жидкости, для одного радиатора можно использовать тот же автомобильный Тосол. Горючие жидкости недопустимы.

Встречаются и другие нарушения.

Конструирование своими руками — выгодно?

Самостоятельное конструирование электрообогревательных приборов не приветствуется по соображениям безопасности.

Гораздо целесообразнее приобрести готовый электрический обогреватель для помещений, например, электроконвектор, отвечающий требованиям… За его эксплуатационные качества несет ответственность производитель.

Экономическая целесообразность в ТЭНах может возникнут, как говорилось, когда в наличии имеется «заброшенная» и «бесплатная» оболочка для него.

Но вопросы безопасности, на самом деле, гораздо важнее, чем выгода, получаемая подобным образом.
Сейчас это понимают чаще, потому ТЭНами интересуются все меньше.

К тому же, средний по площади дом выгоднее отапливать электрокотлом с водяными радиаторами, чем отдельными конвекторами. Далее по теме — выгодно ли отапливать конвекторами электрическими