Подогрев водопровода: делаем подогрев с помощью кабеля на даче от замерзания

Внешнее утепление

Планируя разместить нагревательный кабель с наружной стороны трубопровода, необходимо заранее позаботиться о приобретении материалов для последующей теплоизоляции. Это могут быть полуцилиндры из базальтовой ваты, каучука, вспененного полиэтилена и другие материалы.

Наружный монтаж системы своими руками выполняется одним из существующих способов:

• одной полосой вдоль трубы;
• параллельными рядами;
• волнистой линией;
• спиральными витками.

Первый и второй варианты менее эффективны, их используют, если диаметр трубы не соответствует допустимому радиусу витков. Спиральное расположение требует наибольшего расхода провода, но отличается высокой эффективностью. Чаще всего схема подбирается исходя из способа прокладки трубы с подогревом. При установке резистивного провода следует избегать контакта отдельных витков, это приводит к перегреву и поломке. Между спиралями закрепляют температурные датчики, которые позволят своевременно включать и выключать обогрев.

Монтаж системы выполняется с помощью алюминиевого скотча. Металлизированная лента обеспечивает надежность фиксации и равномерное распределение тепла. Если выполняется утепление пластиковых труб, то предварительно вся поверхность обматывается фольгированным скотчем. Это позволит избежать перегрева отдельных участков.

Поверх намотанного и закрепленного провода снова сплошным слоем наносится самоклеящаяся алюминиевая лента. Она прочнее зафиксирует кабель и станет дополнительным слоем изоляции. Последний этап монтажа – установка теплоизоляционных цилиндров. Следует удостовериться, что материал совершенно сухой, присутствие влаги снижает эффективность изоляции. Утеплитель надевается очень аккуратно, чтобы не повредить намотанный кабель. Места стыков и соединений проклеиваются водостойкой лентой. После окончания монтажных работ проводится проверка работоспособности системы. Если мощность нагревательного кабеля выбрана правильно, а установка выполнена по инструкции, исключается замерзание воды внутри трубопроводов.

Особенности монтажа внутри труб

Если конструктивные особенности не позволяют выполнить монтаж нагревающего устройства своими руками снаружи канализационных труб или водопровода, то он размещается внутри. Установка допускается на участке, не имеющем запорных вентилей. Используется провод с круглым сечением, имеющий в комплектации сальниковый узел для размещения в трубе. Вход кабеля осуществляется через тройник. Длина системы должна соответствовать длине трубы. Место, где установлен обогрев, обозначают предупреждающей надписью. Для установки в водопровод с питьевой водой используют провод с фторсодержащим полимерным покрытием, разрешенным к контакту с пищевыми продуктами.

Внутренний монтаж своими руками имеет несколько минусов:

• уменьшается диаметр трубы;
• врезка тройника нарушает целостность стенок;
• возникают сложности при монтаже на изогнутых участках.

Работа инструмента на основе подпора воды

Конструкция с кружкой Эсмарха

Если водопровод имеет большое количество поворотов, то для его размораживания можно применить самодельный инструмент, в конструкцию которого входят кружка Эсмарха, гидроуровневая трубка и проволока.

• В начале изготовления инструмента трубка соединяется с проволокой изоляционной лентой (может подойти и скотч). При этом проволока должна быть короче трубки.
• Изделие заводится в трубу и в него подается горячая вода, которая должна добраться до ледяного затора. Лед постепенно будет оттаивать, а образовавшуюся воду нужно будет удалять. При следующем заходе трубку нужно продвинуть глубже и повторить операцию.
• Такая работа продвигается достаточно медленно, но так как при изготовлении инструмента не требуется особых усилий, такой метод достаточно востребован.

Выбор саморегулирующего греющего кабель для водопровода

• диаметр используемой водопроводной трубы;
• материал, из которого изготовлена труба;
• толщина слоя теплоизоляции;
• примерный расчет теплопотерь.

Данные параметры будут влиять на мощность обогревающего кабеля для водопровода и наличие в нем дополнительных элементов

При покупке готового подогревающего кабеля для водопровода необходимо обращать внимание на следующие характеристики:

1. Мощность.
2. Наличие или отсутствие термостата.
3. Номинальное напряжение.
4. Длина самонагревающегося кабеля для водопровода в бухте.
5. Показатель максимальной рабочей температуры (оптимальный — 65 градусов).

Подбор мощности

Как выполнить расчет греющего кабеля для водопровода своими руками?

Функция кабельного обогрева — компенсация теплопотерь трубопровода. Теплопотери определяются:

1. Диаметром трубы;
2. Качеством ее теплоизоляции;
3. Дельтой температур между водопроводной водой и окружающим воздухом.

Чем холоднее воздух, тем больше тепла отдает ему водопровод

Подобрать оптимальную мощность кабеля для внутреннего  монтажа (в стальную трубу) можно по следующей таблице:

Диаметр трубопровода, мм	Разница температуры между водой и окружающим воздухом, °С	Удельные теплопотери, ватты на погонный метр (для толщины теплоизоляции, равной 20 мм)
25	20	7
40	13
60	20
32	20	8
40	16
60	34
57	20	12
40	24
60	36

При внешней намотке кабеля на трубопровод его мощность уменьшается на шаг (24 Вт/м вместо 30, 16 вместо 24 и так далее) с одновременным увеличением длины в 2-2,5 раза.

Спиральная намотка увеличивает длину кабеля как минимум вдвое

Полиэтиленовый ввод водоснабжения в кессоне скважины

Прокладка и подключение

Мы рассмотрели все самые важные вопросы, начиная от принципа действия саморегулирующего греющего кабеля, до вопросов его выбора. Осталось узнать, как осуществляется его установка. Сначала обсудим самый интересный способ – внутри трубы.

Скрытая укладка внутри трубы

Перед нами самая интересная задача – уложить саморегулирующий греющий кабель для водопровода внутри трубы. Находясь в нагретом состоянии, он не даст трубе замерзнуть и лопнуть. Давайте посмотрим, как это делается. Нам понадобятся следующие материалы и инструменты:

Подобная схема подключения требует куда больших усилий, но дает несоизмеримый прирост в КПД

• Саморегулирующий греющий кабель подходящей длины;
• Острый нож для снятия изоляции;
• Термоусадочная пленка для изоляции проводников;
• Резиновый сальник;
• Тройник для установки саморегулирующего кабеля внутрь трубы;
• Фен для усадки пленки;
• Электрический провод с вилкой.

Для начала определяем место ввода – это может быть внутренний или наружный участок (здесь все индивидуально, смотрим по ситуации).

Конечный участок располагается там, где труба уходит в землю или заходит в другое здание.

Помните, что на всем протяжении не должно быть кранов и вентилей, так как они могут повредить саморегулирующий греющий кабель.

Все работы проводятся до начала заморозков, при положительной температуре – не дожидайтесь, пока появятся первые морозы. Не забудьте заранее перекрыть воду!

Особая муфта, используемая при подключении. Купить можно в любом сантехническом магазине

Если водопроводная труба поднимается из пола и отправляется дальше по горизонтали, то это облегчит прокладку – режем трубу и устанавливаем в этом месте тройник.

Далее насаживаем на кончик саморегулирующего греющего кабеля термоусадочную трубку и нагреваем ее строительным феном – этот кончик должен быть надежно герметизирован, чтобы избежать контакта воды и токоведущих частей. Через верхний отвод заводим в него саморегулирующий греющий кабель, не забыв надеть на него сальник.

Далее проталкиваем кабель на необходимую длину – ее нужно рассчитать заранее и с небольшим запасом. На другом конце нам нужно смонтировать провод с вилкой. Аккуратно снимаем изоляцию и оплетку, чтобы у нас виднелись два проводника – к ним мы припаиваем провод, не забыв надеть на него соединительную муфту из термоусадочного материала (после пайки надеваем ее и обдуваем горячим воздухом из фена).

После того как вы проведете все электрические соединения, необходимо проверить сопротивление с помощью мультиметра – оно должно составлять несколько десятков ом. Если мультиметр показывает короткое замыкание, извлеките саморегулирующий кабель и осмотрите его на предмет повреждения

Особенное внимание уделите самой дальней концевой части. Теперь фиксируем сальник, открываем подачу воды, проверяем отсутствие протечек в месте нашей работы

Если все хорошо, включаем провод с подключенным к нему саморегулирующим греющим кабелем в сеть. Несмотря на то что теперь водопровод защищен от замерзания, настоятельно рекомендуется обмотать трубу теплоизоляцией. Помните, что хорошая защита – это многоступенчатая защита

Теперь фиксируем сальник, открываем подачу воды, проверяем отсутствие протечек в месте нашей работы. Если все хорошо, включаем провод с подключенным к нему саморегулирующим греющим кабелем в сеть. Несмотря на то что теперь водопровод защищен от замерзания, настоятельно рекомендуется обмотать трубу теплоизоляцией. Помните, что хорошая защита – это многоступенчатая защита.

Открытая наружная укладка

При необходимости, можно уложить саморегулирующий греющий кабель снаружи водопровода. Им обматывают не только сами трубы, но и установленные на них фланцы, соединительные муфты и вентили. Самый простой вариант – проложить несколько саморегулирующих кабелей параллельно трубе, закрепив их с помощью алюминиевого скотча. Также возможна укладка спиралью или двойной спиралью, что только увеличивает эффективность обогрева.

Крепить греющий кабель при таком подключении – сплошное удовольствие. Главное не скупиться на алюминиемый скотч

Вы можете использовать и двойной способ укладки – один греющий кабель уложить параллельно, а вторым обмотать трубу по спирали. К трубе он приматывается с помощью все того же алюминиевого скотча, колечками через каждые 20-30 см. После того как намотка будет завершена, накладываем скотч на кабель по всей его длине – так мы добьемся максимальной эффективности системы.

Некоторые специалисты советуют увеличить эффективность передачи тепла предварительным обматыванием труб фольгой или тем же скотчем.

Как работает подогрев водопровода

Утепление водопровода происходит благодаря преобразованию электрической энергии в тепловую. Провод, намотанный на трубопровод или помещенный внутри него, из-за высокого сопротивления разогревается при прохождении электрического тока. Его температура пропорциональна силе сопротивления. Внешняя изоляция кабеля отличается бесшовным исполнением, высокой устойчивостью к механическим повреждениям, воздействию химических веществ и высокой температуры.

Для изготовления нагревающих систем используются два вида кабеля:

• резистивный;
• саморегулирующийся.

Они различаются конструкцией и стоимостью, имеют свои достоинства и недостатки, которые следует учесть, выбирая устройство против обледенения. Провод включается при температуре 5º C, а выключается при 15º C, он экономно расходует электроэнергию. Контроль функционирования резистивного кабеля осуществляет специальный датчик, а саморегулирующегося – полимерная матрица.

Достоинства греющего кабеля

Использовать утепление электрическим проводом для предотвращения замерзания водопроводных и канализационных труб можно без ограничения мест эксплуатации. Альтернативное утепление устанавливается под землей, в помещении, на открытом воздухе. Среди достоинств изделия:

• надежность работы и поддержание заданной температуры;
• система укомплектована всем необходимым для простого и быстрого монтажа своими руками;
• экономный расход электроэнергии;
• высокая мощность устройства обеспечивает надежное утепление, даже при сильных морозах труба с электрическим обогревом не замерзает;
• безопасность – провод надежно защищен изоляцией ПВХ и не представляет опасности для здоровья, его можно помещать внутрь трубопровода с питьевой водой.
• доступная стоимость – цена на греющие изделия достаточно демократична.

Главный недостаток системы – утепление зависит от электричества, при его отключении вода внутри труб перестанет греться.

Преимущества использования электрических кабелей для обогрева труб

Обогрев водопровода и канализации посредством специальных электрических шнуров имеет несколько преимуществ, которые стоит рассмотреть более подробно:

• использование электрошнуров позволяет добиться необходимого показателя температуры рабочей среды, транспортируемой по коммуникации;
• электрокабели позволяют исключить накопление в трубопроводной конструкции различных примесей, температура замерзания которых ниже, чем у основной среды;
• такой способ обогрева трубопроводов предотвращает застой в трубах;
• благодаря искусственному нагреву системы упрощается движение вязких рабочих сред;

Подогрев труб поможет справиться не только с обледенением, но и с образованием конденсата при разнице температур

• исключается возникновение конденсата на наружной поверхности труб;
• предотвращается возникновение ледяной корки на поверхности трубопровода;
• систему, которая оснащена кабельным подогревом, необязательно прокладывать ниже точки замерзания почвы, что упрощает монтаж;
• такие кабельные системы имеют довольно приемлемую стоимость;
• простой монтаж, который при желании может выполнить своими руками любой человек, не обладающий специальными строительными навыками и знаниями.

Среди минусов этой системы можно отметить расход электроэнергии, которая потребуется для обогрева водопровода или канализации.

Виды кабеля

Какой именно кабель греющий для водопровода стоит приобрести для предотвращения разморозки труб?

Давайте познакомимся с его разновидностями и их ключевыми особенностями.

Резистивный

Текущий через проводник электрический ток вызывает его нагрев. Количество выделяющегося на проводнике тепла зависит от величины тока, которая, в свою очередь, определяется напряжением на концах проводника и  его полным сопротивлением.

Расчет количества выделяющегося на проводнике тепла

Именно этот нехитрый механизм лежит в основе принципа работы резистивного греющего кабеля. Длина  и сечение изолированного проводника подбираются под конкретную задачу. К сети подключаются оба конца провода; увеличить или уменьшить его длину или энергопотребление невозможно.

Одножильный, резистивный, греющий

Наряду с одножильными резистивными кабелями в продаже можно встретить двухжильные. Благодаря концевой муфте с перемычкой двухжильный кабель может подключаться к питанию одним концом, что заметно упрощает его монтаж.

И одножильные, и двухжильные кабели часто снабжаются экранирующей оплеткой, исключающей наводку паразитных  токов в расположенной неподалеку электронике и радиоаппаратуре. Забегая вперед — автор статьи ни разу не наблюдал отклонений в работе компьютеров и радиоаппаратуры вблизи неэкранированного кабеля и не видит большой пользы от наличия оплетки.

Структура двухжильного кабеля с экраном

Зональный

Так называемый зональный греющий кабель для обогрева водопровода отличается от резистивного тем, что нагревательными элементами являются не сами токоведущие жилы, а соединяющие их друг с другом  участки проводника с высоким сопротивлением.

Устройство зонального греющего кабеля

Что это дает?

Возможность резки кабеля на участки фиксированной длины. Если вам нужно обогреть двухметровый участок водопровода, больше нет необходимости покупать восьмиметровый проводник. Однако — увы и ах — удельная мощность нагревательного элемента остается неизменной вне зависимости от потребности в тепловой мощности.

Саморегулирующийся

Кабель греющий саморегулирующий для водопровода лишен всех описанных выше недостатков.

Разрешите представить: саморегулирующийся кабель для обогрева трубопроводов

Судите сами:

• Его можно резать на участки произвольной длины;
• Саморегулирующий кабель греющий для трубопроводов снижает потребляемую мощность по мере повышения температуры, тем самым обеспечивая ощутимую экономию электроэнергии. При этом каждый отдельный участок кабеля подстраивает свою мощность под температуру среды независимо от других участков;
• Он не боится перехлестов: по мере нагрева участка кабеля его тепловыделение будет снижаться.

За счет чего достигается столь уникальный набор свойств?

За счет использования полимерной матрицы с добавкой токопроводящего мелкодисперсного материала (как правило, графитовой пыли). Матрица помещена между двумя токоведущими жилами с низким электрическим сопротивлением.

На фото — саморегулирующийся кабель с зачищенной изоляцией

Как это работает:

• При повышении температуры обладающая высоким коэффициентом температурного расширения матрица увеличивается в размере. Количество токопроводящих цепей в ней уменьшается по мере удаления частиц графита друг от друга, и энергопотребление кабеля (а вслед за ним — и его нагрев) уменьшаются;
• По мере охлаждения матрицы частицы графита приближаются друг к другу и образуют большее количество проводящих ток цепей, что вызывает увеличение тепловыделения на остывающем участке .

Изменение количества проводящих цепей в матрице  в зависимости от температуры

Цена погонного метра кабеля на момент написания статьи (конец 2017 года) начинается от 200 рублей за погонный метр. Обладающий гигиеническим сертификатом и предназначенный для контакта с питьевой водой кабель греющий для обогрева водопровода обходится несколько дороже — порядка 300-400 рублей за метр.

На ценообразование влияет не столько наличие внешней оболочки из фторопласта, сколько логистика: так называемый пищевой кабель импортируется из Кореи и стран Евросоюза и, как следствие, облагается таможенными пошлинами.

Пищевой кабель корейского производства

Разновидности нагревательных проводов

Правильно выбранная система обогрева водопровода — это гарантия долговременной защиты от замерзания любого типа трубопровода. Поэтому, прежде чем остановить свой выбор на каком-нибудь варианте, нужно подробнее рассмотреть ассортимент, предлагаемый в магазинах.

Имеющиеся в продаже кабельные изделия делятся на 2 вида в зависимости от типа монтажа – предназначенные, для расположения, внутри и снаружи трубы.

 Вариант размещения электро-кабеля внутри трубы, в свою очередь, делится на 2 типа в зависимости от предназначения водопровода:

— пищевой

— для бытового использования и других задач.

В первом случае кабель покрывается пищевым полимером, который не влияет на состав и качество воды, полиолефином, фторполимером.

Требования к оболочке кабеля для систем канализации и бытового водоснабжения не такие жесткие.

Провод, изготовленный из материалов, не предназначенных для прямого контакта с питьевой водой, не должен быть помещен в трубу с питьевой водой. Такое решение чревато проблемами со здоровьем

Не удивляйтесь, но экранированный, безопасный для питьевой воды, будет стоить дороже.

В пищевых, оболочка не выделяет токсичных веществ при контакте с водой, что обеспечивает безопасность при использовании воды в пищу.

Во втором случае нет жестких требований к типу покрытия, но такая система не может быть использована для обогрева пищевых труб. Еще одно различие между кабелями заключается в принципе их работы.

Все варианты греющих кабелей, доступные пользователю, делятся на две основные группы:

— Резистивный;

— Саморегулирующийся.

В первом случае речь идет о кабеле с одной или двумя жилами. Как правило, производитель сразу выпускает готовую к монтажу систему, которая поставляется определенной длины. Кабель часто оснащен вилкой для подключения к электросети. Резистивная система также включает в себя термостат и датчик температуры.

А при использовании саморегулирующегося продукта нет необходимости в дополнительных датчиках и регуляторах. За уровень нагрева в нем отвечает полупроводниковая плата, которая может автоматически включать и выключать систему при достижении определенных температур.

Виды проводов

Существует несколько видов кабеля, применяемых для подогрева трубопровода, которые имеют различные технические характеристики и способы монтажа, что позволяет использовать тот или иной тип в зависимости от технического задания.

Принцип работы греющего шнура достаточно прост: электрический ток нагревает трубу до плюсовой температуры, не позволяя замерзнуть проходящей жидкости. Кабель, применяемый для обогрева, может быть:

• Экранированный, имеющий металлическую оплетку, использующуюся в качестве дополнительной защиты от механических повреждений.
• Неэкранированный, с двойной изоляцией.
• Зональный. Точечный нагрев определенных участков.
• Саморегулирующийся. Пара медных токопроводящих жил и между ними рабочая матрица.
• Резистивный, одно- или двухжильный.

Наиболее эффективно использование наружного обогрева в сочетании с применением теплоизоляционных материалов, которые позволяют уменьшить тепловые потери. Эффективно обогреваются канализационные системы, изготовленные из металла и пластика практически любого диаметра.

Виды кабеля

Перед монтажом, важно изучить, какие бывают обогревательные провода и способы их установки. Существует два вида кабелей: резистивные и саморегулирующиеся. Существует два вида кабелей: резистивные и саморегулирующиеся

Существует два вида кабелей: резистивные и саморегулирующиеся.

Разница между ними в том, что когда по кабелю проходит электрический ток, то резистивный нагревается равномерно по всей длине, а особенностью саморегулирующегося является изменение электрического сопротивления в зависимости от температуры. Это значит, что чем выше температура участка саморегулирующегося кабеля, тем ниже на нём будет сила тока. То есть, разные части такого кабеля могут нагреваться каждый до нужной температуры.

Кроме того, многие кабели выпускаются сразу с термодатчиком и автоуправлением, что значительно экономит электроэнергию во время эксплуатации.

Саморегулирующий кабель более сложен в изготовлении и стоит дороже. Поэтому, если нет особых условий эксплуатации, то чаще приобретают резистивный греющий кабель.

Резистивный

Обогревающий кабель для водопровода резистивного типа имеет бюджетную стоимость.

Различия кабелейИсточник теплина.рус

Он подразделяется на несколько разновидностей, в зависимости от конструктивных особенностей. Каждая из них имеют свои достоинства и недостатки: 

Тип кабеля	Плюсы	Минусы
Одножильный	Конструкция простая. Имеет нагревательную металлическую жилу, медную экранирующую оплётку и внутреннюю изоляцию. С внешней стороны присутствует защита в виде изолятора. Максимально нагревается до +65°С.	Для обогрева трубопроводов неудобен: к источнику тока необходимо подсоединить оба противоположных конца, которые находятся далеко друг от друга.
Двухжильный	Имеет две жилы, каждая из которых изолирована отдельно. Дополнительная третья жила голая, но все три охватывает фольгированный экран. Внешняя изоляция обладает термостойким эффектом.Максимально нагревается до +65°С.	Несмотря на более современную конструкцию, мало чем отличается от одножильного элемента. Эксплуатационные и нагревательные характеристики идентичны.
Зональный	Есть независимые секции обогрева. Две жилы изолированы отдельно, а сверху расположена нагревательная спираль. Соединение осуществляется посредством контактных окон с токопроводящими жилами. Это позволяет создавать тепло параллельно.	Недостатков не найдено, если не учитывать ценник изделия.

Резистивные провода разного видаИсточник yandex.net

Большинство покупателей предпочитают проводить прокладку провода «по старинке» и приобретают провод с одной или двумя жилами.

В связи с тем, что для подогрева труб можно применять кабель только с двумя жилами, одножильный вариант резистивного провода не применяется. Если владелец дома по незнанию установил его, это грозит замыканием контактов. Дело в том, что одну жилу необходимо закольцовывать, что проблематично в условиях работы с нагревательным кабелем.

Если проводить монтаж греющего кабеля на трубу самостоятельно, то специалисты советуют для наружной прокладки выбирать зональный вариант. Несмотря на особенность конструкции, его установка не вызовет серьёзных затруднений.

Конструкция проводовИсточник otdelkaexp.ru

Ещё немаловажный нюанс в одножильных и двужильных конструкциях: в продаже можно найти уже отрезанные и изолированные изделия, что исключает возможность подогнать кабель под оптимальную длину. Если нарушить изоляционный слой, то провод будет бесполезен, а если повреждения появятся после установки, то потребуется заменять систему на всем участке. Этот недостаток относится ко всем видам резистивных изделий. Монтажные работы таких проводов не отличается удобством. Также нет возможности использовать их для прокладки внутри трубопровода – мешает оголовок датчика температуры.

Саморегулирующий

Саморегулирующий греющий кабель для водопровода с самостоятельной регулировкой имеет более современную конструкцию, что сказывается на длительности эксплуатации и удобстве монтажа.

Конструкцией предусмотрено:

• 2 медные жилы в термопластичной матрице; 
• 2 слоя внутреннего изоляционного материала; 
• оплётка из меди; 
• внешний изоляционный элемент. 

Важно, что этот провод прекрасно работает без термостата. В саморегулирующих кабелях стоит полимерная матрица. При включении активизируется углерод, а во время повышения температурного режима, растёт расстояние между её графитовыми составляющими

При включении активизируется углерод, а во время повышения температурного режима, растёт расстояние между её графитовыми составляющими.

Саморегулирующийся кабельИсточник moydomik.net