Обогреватель труб: основные виды

Оптимальную технологическую температуру в трубопроводе помогут обеспечить кабельные системы, предназначенные для обогревания труб.

Они разработаны специально для обеспечения в трубах беспрепятственной подачи материалов разной степени вязкости и способны поддерживать требуемую температуру при любых погодных условиях.

Промышленные трубопроводы с системой обогрева

Сферы применения систем обогрева

В основном кабельные системы применимы в следующих целях:

• поддерживание внутри трубы нужной технологической температуры;
• защита труб от наледи.

Кабельный обогреватель для труб применяется довольно широко. Такие системы принято использовать для бесперебойной работы объектов, где крайне важно, чтобы не жидкость в трубах замерзала – это может быть водопровод или канализация. На таких объектах замерзание и последующее разрушение трубопровода может привести к плачевным последствиям.

Системы обогрева труб обычно применяются на открытых участках, там, где поместить трубу ниже уровня промерзания в грунт нет возможности или на таких объектах, где обеспечение технологической температуры для транспортируемого вещества (например, газа или жидкости) является необходимостью.

Обогреватели для труб применяются и в промышленности, и в быту. Их можно использовать в загородном доме, где требуется постоянная подача воды и ее отведение.

Полный перечень того, где применяются кабельные системы обогрева труб, выглядит таким образом:

Мини система кабельного обогрева для бытового трубопровода

при защите трубопроводов с холодной или горячей водой от разрушений, которые может спровоцировать замерзание жидкостей внутри труб;

при транспортировке по трубам горячей воды – для поддерживания нужной температуры;

для предотвращения закупорки нефтепроводов;

для защиты промышленных труб от кристаллизации веществ;

при транспортировке и перекачивании жидкостей и химикатов;

для обеспечения продукту технологической вязкости;

для предотвращения образований пробок;

для предотвращения выпадения различных твердых фракций;

для обеспечения транспортировки вязких продуктов;

для того чтобы на поверхности трубопровода не образовывался конденсат;

для обеспечения возможности закладывать трубопровод неглубоко.

Особенности монтажа кабельных систем обогрева труб

Нагревательный кабель для труб можно монтировать и снаружи, и внутри – это определяется спецификой трубопровода, то есть его месторасположением и виду транспортируемых по нему веществ.

Составляющие системы кабельного обогрева

Система обогрева трубопровода включает в себя:

• кабель нагревательный
• температурные датчики
• терморегуляторы
• оборудование для монтажа.

Общая схема системы кабельного обогрева

Применение датчиков и терморегуляторов с гарантией обеспечит поддержку требуемой температуры на протяжении всего участка трубы, который понадобится обогревать, а кроме этого, и рациональное использование электричества, которое нагреватели для труб расходуют крайне экономно.

Особенности работы кабельной системы, обогревающей трубопровод

Место установки термодатчика в системе обогрева труб

Кабель, используемый как непосредственный нагреватель для труб, в системе обогрева трубопровода выступает в качестве основного звена – он может быть расположен и внутри, и снаружи трубы. Температура передается на терморегулятор с помощью установленных термодатчиков, благодаря которым и осуществляется необходимый уровень нагрева кабеля для обогрева труб.

Когда температура достигает минимально допустимого порога, терморегулятор автоматически даст напряжение на кабель, чтобы выделялось нужное количество тепла.

Когда продукт нагревается до необходимой технологической температуры, система обогрева отключится автоматически, а внутри трубопровода температура будет продолжать «мониториться».

Как рассчитывается мощность системы обогрева

Для компенсирования теплопотерь вдоль обогреваемой части трубы устанавливают обогреватели труб в виде кабеля. Погонная мощность в этом случае рассчитывается с учетом использованных для кабеля ниток на метр трубы.

Тепло, которое производит нагревательный кабель, должно превзойти потерю тепла из расчета на погонный метр трубопровода. При этом основной параметр, влияющий на выбор мощности кабеля – это теплопотери. Они, в свою очередь, зависят от выбранного для трубопровода диаметра трубы, его длины, температуры и теплоизоляции – эти характеристики и являются определяющими, когда предстоит выбирать электрообогреватели для труб.

Формула, по которой рассчитываются теплопотери:

Q = 2п * k * L * (T вн. — T нар.)/ln(D/d),

В этой формуле Q означает теплопотери, Вт;

• п = 3,14 (является константой);
• k – является коэффициентом теплопроводности теплоизоляции, который составляет 0,04 Вт/м2 0 С;
• T вн. — температура находящейся в трубопроводе жидкости, 0 С;
• T нар. — температура земли или воздуха снаружи, 0 С;
• L – означает длину трубы, м;
• D — диаметр трубопровода с теплоизоляцией снаружи, мм;
• d — диаметр трубопровода внутри, мм.

Выбирая систему кабельного обогрева, проследите, чтобы ее общая мощность была выше расчетной. Однако не переусердствуйте, поскольку это может существенно отразиться на уровне затрат электроэнергии.

Обогрев водопровода: лучшие варианты обогрева + разбор технических особенностей

В зимнее время вследствие резкого снижения температуры воздуха и промерзания грунта во внешних ветках системы водоснабжения могут формироваться ледяные пробки. Чтобы этого не случилось, необходимо организовать обогрев водопровода, используя одну или несколько эффективных технологий.

В представленной нами статье описаны все способы, исключающие образования льда в трубах водоснабжения. Мы расскажем, как правильно поддержать работоспособность коммуникаций в морозы и предотвратить поломку оборудования. Самостоятельные мастера у нас найдут инструкции по устройству систем теплоизоляции и обогрева.

Варианты утепления водопровода

Проблема теплоизоляции и подогрева труб возникла по причине сезонной смены температуры и, как следствия, появления промерзающего верхнего слоя грунта.

В зимний период глубина промерзания достигает 0,8-1,8 м в среднем, а в самый крайних северных точках России – до 3,5 м.

Вместе с копанием канав на большой глубине придется обустраивать оголовок – устанавливать кессон, где обычно располагается насосное оборудование. Это затратные и нерациональные мероприятия, для осуществления которых приходится привлекать спецтехнику.

Чтобы сэкономить финансы, сделать обслуживание водопровода более легким, его прокладывают на небольшой глубине, используя различные средства утепления – от теплоизоляционного материала до греющего кабеля.

Часто способ обогрева подземного водопровода выбирают, исходя из условий монтажа и соображений экономии. Иногда более выгодно сочетать две разные технологии. Например, монтируют кабель на всем протяжении трубы, включая опущенный в скважину конец, а сверху часть, находящуюся в грунте, утепляют оболочкой из пенополистирола.

Способ # 1 — использование утеплителя

Традиционным и наиболее востребованным способом обогрева закопанных в грунт труб, а также «воздушных» водопроводов является механическое утепление, которое производят с помощью специальных материалов.

Оболочка выбирается, исходя их условий конкретного региона и частных особенностей геологической обстановки, например, агрессивности грунтов или наличия высоких грунтовых вод.

Существует ряд требований, предъявляемых к материалам. Они должны обладать такими качествами, как:

• низкая теплопроводность – залог энергоэффективности и экономии;
• износостойкость, длительный срок эксплуатации без потери основных качеств;
• устойчивость к органическим и химическим веществам, а также почвенным микроорганизмам и бактериям;
• отсутствие деформации при высокой влажности и низких температурах.

Обычно производители сопровождают изделия перечнем технических характеристик, которые нужно учитывать при выборе альтернативных вариантов. Бывают случаи, когда скорлупу из экструдированного пенополистирола использовать гораздо рациональнее, чем дорогие полиуретановые напылители.

Все перечисленные материалы актуальны, их можно легко найти в продаже. Предпочтение нужно отдавать изоляции с низкой теплопроводностью, высокой прочностью.

Устанавливать легче ту, которая не требует дополнительного инструмента, имеет легкий вес и небольшой объем, хорошо поддается обработке.

Способ # 2 — теплоизоляция воздухом

Этот метод используют в коммунальной сфере и промышленности, обустройство на даче защитной воздушной подушки связано со сложностями. Технология заключается в подаче теплого воздуха в канал, в котором находится водопровод. Сверху труба закрывается любым видом теплоизоляции.

Эта технология имеет варианты. Например, если диаметр трубы небольшой, то ее помещают в аналогичное изделие, но большего диаметра. Такое расположение не дает магистрали с водой напрямую контактировать с грунтом, а значит и охлаждаться. К тому же между стенками создается небольшое пространство, по которому циркулирует нагретый воздух.

Минус способа – невозможность применения для водопровода, пущенного поверх земли. Он актуален только для коммуникаций, размещенных в грунте, желательно ниже уровня промерзания.

Способ # 3 — повышенное давление

Существуют нормативы, устанавливающие величину давления в сетях при различных видах устройства водопровода. Например, для многоэтажек оптимальные параметры – 4-4,5 бар, тогда как в частных домах они могут быть больше или меньше.

Максимальным рабочим давлением для систем водоснабжения частных домов принято считать 6,5-7 бар, но такие показатели встречаются редко, чаще они не достигают 3 бар. Чтобы защитить водопровод от замерзания, давление в системе повышают, предположим, с 3 до 5 бар.

Главное условие – установка специального оборудования, так как не каждое способно выдержать такой напор.

Чаще повышение давления используют коммунальщики, владельцы дачных домов применяют его крайне редко. Если позволяет прочность системы, на период зимнего сезона отключают насос, а давление поднимают до 5 бар.

Способ # 4 — подогревание с применением электроэнергии

Монтаж греющего кабеля считается наиболее эффективным способом из всех активных. Принцип обогрева прост: электрический ток проходит по проводу, установленному внутри или снаружи трубы, и повышает ее температуру путем преобразования электроэнергии в тепловую.

К греющему кабелю предъявляются особые требования. Его нужно максимально защитить от воздействия внешних механических раздражителей, влаги. Оболочка должна быть прочной, без пробоин и дефектов.

Рассмотрим два типа кабеля, которые активно применяют для обогрева труб, подающих воду в частные дома.

Вариант 1 – кабель резистивного действия

Преимущество изделия – специально подобранный сплав металлов с высоким сопротивлением, которое и вызывает большое количество выделяемого тепла. Из двух видов кабеля – одножильного и двужильного – более практичным является второй вариант.

1-жильный требует закольцовки электроцепи. Это значит, что при монтаже оба конца необходимо вывести к источнику питания. С 2-жильным проще: первый конец подключают к источнику электроэнергии, а второй «замыкают», надев на него контактную муфту.

Проводники защищены полимерной оболочкой, зачастую многослойной. Кроме этого, сверху их покрывает заземляющий экран, а с внешней стороны – прочная термостойкая изоляция из ПВХ.

Почему выбирают резистивный кабель? Он обладает большой теплоотдачей, проще говоря, сильно нагревается и передает тепло трубе водопровода. Его можно зафиксировать по всей длине магистрали, обмотать вокруг соединительных узлов и фланцев.

Дополнительные плюсы резистивного варианта – доступная стоимость и простота монтажа. Все операции по подготовке и установке можно выполнить самостоятельно.

К минусам относят покупку дополнительного оборудования: автоматов, датчиков, блоков контроля. Считается, что концевая втулка должна быть заводской – для гарантии безопасности и правильной работы нагревателя.

Вариант 2 – саморегулирующийся греющий провод

Принцип действия и конструкция кабеля в корне отличаются от первого варианта. Саморегулирующиеся системы признаны более экономичными и удобными в установке.

С точки зрения энергопотребления этот вид кабеля выглядит идеальным. Как только температура воздуха или трубы снижается, он повышает потребление электроэнергии и выделяет больше тепла, а при повышении температуры токопроводность резко падает.

Эффективность повышается еще и за счет нагревания отдельных участков водопровода. Если самрег проложен по улице и внутри неотапливаемых помещений, то «уличные», более холодные участки, он будет нагревать сильнее. Чем уязвимее обогреваемая зона, тем больше тепла выделяет кабель.

Преимущества саморегулирующихся систем:

• экономия электроэнергии;
• эффективность нагрева;
• распределение по «зонам»;
• удобная длина.

В отличие от резистивного кабеля, который продается в готовом виде и имеет определенную длину, самрег можно нарезать, как удобно. Обычно на оболочке указаны места реза, интервал между которыми составляет 20 или 50 см.

Недостаток тоже есть – обогрев протяженных участков влетает в копеечку. Если маломощный кабель можно купить по цене 60-75 руб./м, то стоимость качественного и мощного достигает 300 руб./м и выше.

Рекомендации и монтажные инструкции

Закрыть водопровод теплоизоляцией не так сложно, как подключить греющие кабели, поэтому рассмотрим технические нюансы монтажа, касающиеся именно электрооборудования.

Наружный монтаж греющего кабеля

Крепление вдоль наружной поверхности трубы часто практикуется, когда нужно обогреть открытые участки водопровода, расположенные в цоколе, подвале, кессоне.

Зафиксировать провод на трубе можно двумя способами:

• протянуть вдоль поверхности по всей длине;
• обмотать спиралью.

Первый вариант более экономичный и практичный, если мощности кабеля хватит для обогрева трубы. На особо холодных участках можно применить второй способ, но расход провода увеличится.

Крепление происходит в следующем порядке:

Это наиболее простой в монтаже способ крепления греющего кабеля.

Рекомендации по устройству:

1. Чтобы обогреть полипропиленовую трубу водопровода диаметром до 32 мм, достаточно закрепить кабель вдоль одной стороны – какой именно, не имеет значения. Однако если потребуется утеплить канализацию, провод фиксируется исключительно снизу.
2. Если существует выбор утеплителя, то нужно взять более толстый. Перегрев саморегулирующемуся кабелю не грозит, зато теплопотери значительно снизятся. Чем толще «шубка», тем меньше самрег будет трать электричества, тем больше экономия.
3. Алюминиевая самоклейка – лучший материал для крепления к трубе. Акриловый клей не разрушается под воздействием тепла, которое равномерно распределяется по всей обогреваемой поверхности.
4. Солнечные лучи разрушают некоторые виды утеплителя и креплений, поэтому для открытых участков лучше подбирать черные хомуты и скотч, не реагирующий на у/ф излучение.

Если кабель крепить не по прямой, а спиралью, то утепление будет происходить по тому же принципу – надевание «шубки» и закрепление хомутами. Без утеплителя часть энергии потратится впустую, на обогрев воздуха.

Нюансы подключения саморегулирующегося кабеля

Тянуть провода к трубе от щитка нецелесообразно, поэтому самрег подключают к кабелю питания, который, в свою очередь, просто при необходимости включают в розетку. Для работы потребуется строительный фен, нож, комплект термоусадочных трубок для обжима и гильз для соединения контактов.

Следует помнить, что электрическое оборудование во влажной среде становится более опасным, поэтому герметичности нужно уделить особое внимание.