Kabel grzejny do wodociągu: jak wybrać i samodzielnie prawidłowo zamontować

Zimą, w okresie srogich mrozów, właściciele domów podmiejskich ryzykują pozostanie bez zaopatrzenia w wodę. Zatory lodowe w zewnętrznym wodociągu nie tylko pozbawią mieszkańców prysznica, działającego systemu dostarczania wody do zlewów i innych udogodnień cywilizacyjnych, ale również spowodują uszkodzenie rur.

Przyznaj Pan/Pani, perspektywa mało atrakcyjna. Zapobiec takiemu rozwojowi wydarzeń uda się, jeśli wraz z rurami zainstaluje się kabel grzejny do wodociągu i podłączy go do sieci elektrycznej. Wszystkie prace można całkowicie przeprowadzić samodzielnie.

Opowiemy, jak zbudowany jest element grzejny i opisujemy główne parametry jego wyboru. A także szczegółowo omówimy sposoby montażu kabla grzejnego i zilustrujemy etapy prac poglądowymi zdjęciami.

Po co jest potrzebny kabel grzejny?

Można słusznie zaprotestować, że można łatwo obejść się bez ogrzewania wodociągu. Wystarczy poznać poziom zamarzania gruntu w okolicy, a następnie, opierając się na wskaźnikach, wykopać rów o wymaganej głębokości. Zwykle jest to 1,5-1,7 m dla strefy środkowej, w zależności od rodzaju gruntu.

Zakopane na takiej głębokości i ocieplone rury nie zamarzają, ponieważ otaczający grunt ma dodatnią temperaturę (załóżmy, +2-4°C).

Jednak nie wszystko jest takie proste. Na terenach podmokłych lub w pobliżu zbiorników wodnych częstym zjawiskiem jest wysoki poziom wód gruntowych. Oznacza to, że w okresie powodzi lub topnienia śniegu instalacje zostaną zalane, co negatywnie wpłynie na ich właściwości funkcjonalne.

Jeśli rury zakopie się zaledwie na pół metra, ale przy tym podłączy się kabel elektryczny i przeprowadzi prawidłową izolację termiczną, to nie trzeba będzie kopać głębokich rowów.

Zdarza się tak, że srogimi zimami przemarzają nawet zagłębione odcinki. Mieszkanie w domu bez automatycznego dopływu wody ze studni staje się mniej komfortowe, a czasem niemożliwe. Trzeba przeprowadzać awaryjne prace naprawcze.

Nie zapominajmy także o strefach krytycznych, najbardziej narażonych na działanie zimna – miejscach wprowadzenia rurociągu do domu. Jeśli budynek jest zbudowany na fundamencie palowo-śrubowym, to pod nim znajduje się otwarty odcinek rurociągu, który najłatwiej ocieplić właśnie kablem grzejnym.

Wniosek: jeśli istnieje techniczna możliwość ułożenia systemu grzewczego dla wodociągu, należy koniecznie z niej skorzystać, choćby ze względu na zabezpieczenie przed zamarzaniem.

Kontaktując się z wyspecjalizowaną firmą, można spotkać się z pewną różnorodnością ofert. Przyjrzyjmy się asortymentowi.

Budowa i zakres zastosowania

W zależności od rodzaju i parametrów technicznych, kable grzejne stosuje się do ogrzewania rynien, wodociągowych i kanalizacyjnych rur, zbiorników. Głównym zadaniem jest zapobieganie zamarzaniu cieczy poprzez podnoszenie temperatury.

Systemy grzewcze są istotne dla komunikacji zewnętrznych, czyli do stosowania w gruncie lub na otwartym powietrzu.

Podstawę funkcjonowania stanowi zdolność kabla do przekształcania energii elektrycznej w ciepło. Sam przewód nie może przesyłać energii, jak robią to analogi zasilające. On jedynie ją przyjmuje, a następnie oddaje ciepło rurze (korytku, rynnie, cysternie itd.).

Systemy grzewcze mają jedną użyteczną cechę – zastosowanie strefowe. Oznacza to, że można wziąć zestaw elementów i złożyć z niego mini-system do ogrzewania pojedynczego odcinka, bez podłączania do całej sieci.

Osiąga się oszczędność materiałów i energii elektrycznej. W praktyce można spotkać zarówno miniaturowe „grzejniki” o długości 15-20 cm, jak i 200-metrowe uzwojenia.

Głównymi częściami składowymi kabla grzejnego są następujące elementy:

• Żyła wewnętrzna – jedna lub kilka. Do jej produkcji używa się stopów o wysokim współczynniku oporu elektrycznego. Im jest on wyższy, tym większa wartość ciepła właściwego.
• Polimerowa osłona ochronna. Razem z izolacją plastikową stosuje się ekran aluminiowy lub siatkę z drutu miedzianego.
• Wytrzymała zewnętrzna osłona z PCW, zakrywająca wszystkie elementy wewnętrzne.

Oferty różnych producentów mogą różnić się szczegółami – stopem żyły lub sposobem wykonania zabezpieczenia.

Za bardziej niezawodne uznaje się typy ekranowane, wyposażone w ochronę z folii i posiadające 2-3 żyły zamiast jednej. Produkcja jednożyłowa to opcja budżetowa, która jest dobra właśnie do montażu systemów na krótkich odcinkach wodociągu (+).

Aby poprawić parametry, oplot miedziany jest niklowany, a grubość warstwy zewnętrznej zwiększana. Ponadto materiał PCW powinien być odporny na wilgoć i nie ulegać działaniu promieniowania UV.

Rodzaje kabla grzejnego

Wszystkie systemy grzejne dzielą się na 2 duże kategorie: rezystancyjne i samoregulujące. Każdy typ ma swój zakres zastosowania.

Zakładając, że kable rezystancyjne są dobre do ogrzewania krótkich odcinków rur o małym przekroju – do 40 mm, a do długich odcinków wodociągu lepiej użyć kabla samoregulującego (inaczej – samoregulującego, «samreg»).

Typ #1 – rezystancyjny

Zasada działania kabla jest prosta: przez jedną lub dwie żyły znajdujące się w izolacyjnym uzwojeniu przepływa prąd, który je nagrzewa. Maksymalne natężenie prądu i duży opór łącznie dają wysoki współczynnik wydzielania ciepła.

W sprzedaży dostępne są odcinki kabla rezystancyjnego o określonej długości, posiadające stały opór. W trakcie działania oddają one taką samą ilość ciepła na całej swojej długości.

Kabel jednożyłowy, jak można wnioskować z nazwy, ma jedną żyłę, podwójną izolację i zewnętrzne zabezpieczenie. Pojedyncza żyła pełni funkcję elementu grzejnego.

Podczas montażu systemu należy pamiętać, że kabel jednożyłowy jest podłączany z obu końców, jak na poniższym schemacie:

Schematycznie podłączenie typu jednożyłowego przypomina pętlę: najpierw jest podłączany do źródła zasilania, następnie przeciągany (nawijany) na całej długości rury i wraca z powrotem.

Zamknięte obiegi grzewcze są częściej stosowane do ogrzewania systemu rynnowego dachu lub do instalacji „podłogi grzewczej”, ale istnieje również wariant zastosowania do wodociągu.

Cechą charakterystyczną montażu kabla jednożyłowego na rurze wodociągowej jest układanie go z dwóch stron. Przy tym stosowany jest wyłącznie zewnętrzny typ podłączenia.

Do montażu wewnętrznego jedna żyła nie jest odpowiednia, ponieważ ułożenie „pętli” zajmie dużo miejsca wewnątrz, a przypadkowe skrzyżowanie przewodów grozi przegrzaniem.

Kabel dwużyłowy różni się podziałem funkcji żył: jedna odpowiada za nagrzewanie, druga – za dostarczanie energii.

Różni się również schemat podłączenia. W montażu „pętlowym” potrzeba odpada: w rezultacie kabel jest podłączany jednym końcem do źródła zasilania, a drugi jest przeciągany wzdłuż rury.

Dwużyłowe kable rezystancyjne są używane do systemów wodociągowych tak samo aktywnie, jak kable samoregulujące. Można je montować wewnątrz rur, używając trójników i uszczelnień.

Główną zaletą kabla rezystancyjnego jest niska cena. Wielu użytkowników podkreśla niezawodność, długą żywotność (do 10-15 lat) i łatwość montażu.

Ale są też wady:

• wysokie ryzyko przegrzania w miejscach przecięcia lub bliskiego położenia dwóch kabli;
• stała długość – nie można jej ani zwiększyć, ani skrócić;
• niemożność wymiany przepalonego odcinka – trzeba będzie wymienić całość;
• brak regulacji mocy – jest ona zawsze taka sama na całej długości.

Aby nie wydawać pieniędzy na stałe podłączenie kabla (co jest niecelowe), instaluje się termostat z czujnikami. Gdy temperatura spada do +2-3°C, uruchamia on automatycznie ogrzewanie, a gdy temperatura wzrasta do +6-7°C, energia jest wyłączana.

Typ #2 – samoregulujący

Ten typ kabla jest uniwersalny i może być używany do różnych zastosowań: ogrzewania elementów dachowych i systemów dostarczania wody, magistrali kanalizacyjnych oraz zbiorników z cieczą.

Jego cechą charakterystyczną jest samodzielna regulacja mocy i intensywności dostarczania ciepła. Gdy temperatura spada poniżej punktu kontrolnego (załóżmy, +3°C), kabel zaczyna się nagrzewać bez zewnętrznego udziału.

Schemat kabla samoregulującego. Główną różnicą w stosunku do odpowiednika rezystancyjnego jest przewodząca matryca grzewcza, która odpowiada za regulację temperatury ogrzewania. Warstwy izolacyjne nie różnią się.

Podstawą zasady działania kabla samoregulującego jest właściwość przewodnika do zmniejszania/zwiększania natężenia prądu w zależności od oporu. Wraz ze wzrostem oporu natężenie prądu maleje, co prowadzi do zmniejszenia mocy.

Co dzieje się z kablem w momencie ochładzania? Opór spada – natężenie prądu wzrasta – rozpoczyna się proces nagrzewania.

Zaletą modeli samoregulujących jest ich „strefowość” działania. Kabel sam rozdziela swoją „siłę roboczą”: starannie ogrzewa ochładzające się odcinki i utrzymuje optymalną temperaturę tam, gdzie silne nagrzewanie nie jest potrzebne.

Samoregulujący kabel działa stale, co jest pożądane w zimnej porze roku. Jednak podczas odwilży lub wiosną, gdy przymrozki ustają, trzymanie go włączonego jest nieracjonalne (+)

Aby całkowicie zautomatyzować proces włączania/wyłączania kabla, można wyposażyć system w termostat, który “powiązany” jest z temperaturą zewnętrzną.

Sposoby montażu na wodociągu

Istnieją dwa sposoby montażu przewodu grzejnego – zewnętrzny i wewnętrzny. W pierwszym przypadku mocuje się go wzdłuż rury (lub nawija na nią), w drugim – wprowadza się do wewnątrz. Oba warianty mają aktywne zastosowanie praktyczne, dlatego przyjrzyjmy się im bliżej.

Opcja #1 – zewnętrzny

Liniowy montaż przewodu wzdłuż rury wodociągowej jest łatwy. Przewód mocuje się po jednej stronie za pomocą wytrzymujących wysoką temperaturę plastikowych opasek lub taśmy samoprzylepnej z włókna szklanego.

Uchwyty mocuje się w odstępie 0,3 m. Nie wolno używać metalowych elementów mocujących. Obliczenie długości kabla jest proste – jest ona równa długości rury, którą należy ogrzać.

Instrukcja montażu liniowego:

W przypadku rur zagłębionych w ziemi, przewód umieszcza się nie ściśle na dole lub na górze, ale z lekkim przesunięciem, które można nazwać „pozycją godziny 8 (4)”.

Oprócz montażu liniowego stosuje się montaż spiralny – kabel nawijany jest na całej długości rury z równomiernym skokiem. Zaleta – maksymalny kontakt z powierzchnią rury, wada – zwiększone zużycie materiału.

Skok między zwojami można zmieniać w zależności od warunków. Na przykład dla odcinków narażonych na silne zamarzanie, jest on zmniejszany – w ten sposób cała powierzchnia rury będzie maksymalnie ogrzana.

Metoda nawijania jest aktualna dla rur o średniej i dużej średnicy – kanalizacyjnych, rynnowych, ale stosuje się ją również do ogrzewania wodociągów.

Opcja #2 – wewnętrzny

Wewnętrzny sposób montażu nie nadaje się do wszystkich rur, a jedynie do wodociągów o przekroju większym niż 40 mm. W rurociągach o mniejszej średnicy kabel będzie częściowo blokować przepływ wody. Wyposażenie długiej rury w ogrzewanie wewnętrzne jest trudne, ale dla odcinków o długości kilku metrów jest to jeden z najlepszych sposobów.

Najłatwiej przeciągać kabel na pionowych odcinkach – z góry na dół. Procedura odbywa się z użyciem trójnika i złączki uszczelniającej, która zapobiega zsuwaniu się przewodu.

W niektórych przypadkach wewnętrzny montaż kabla jest bardziej racjonalny niż zewnętrzny – na przykład przy naprawie lub wymianie elementów. Włożenie i podłączenie gotowego systemu nie jest trudne, znacznie trudniej jest go złożyć.

Jak prawidłowo przygotować przewody do wprowadzenia do rury, dowiesz się z poniższej instrukcji.

Izolacja termiczna kabli grzejnych

Niezależnie od typu kabla, należy wykonać izolację termiczną. Izolacja termiczna montowana jest na systemie grzewczym i rurze wodociągowej. Jeśli wodociąg wraz z kablem grzejnym nie zostanie umieszczony w szczelnym „kokonie”, ogrzewanie będzie uciekać we wszystkich kierunkach, czyli głównie w powietrze.

Grubość warstwy izolacji termicznej dobiera się w zależności od czynników zewnętrznych. Załóżmy, że do montażu w gruncie wystarczy warstwa 20-30 mm, podczas gdy do instalacji nadziemnej wymagana jest izolacja o grubości co najmniej 50 mm.

Jako niezawodne i skuteczne materiały izolacyjne stosuje się styropian lub piankę polietylenową. Są odporne na wilgoć i zapewniają pewną ochronną amortyzację dla rury, jednak również wymagają ochrony.

Z tego powodu często stosuje się konstrukcję „rura w rurze”, gdy rury wodociągowe znajdujące się w gruncie lub na powietrzu, wraz z izolacją, umieszcza się wewnątrz kolejnej rury o większej średnicy.

Jakie parametry są ważne przy wyborze?

Przed wizytą w sklepie proszę koniecznie ustalić średnicę rury wodociągowej, długość odcinka wymagającego ogrzewania oraz najniższą możliwą temperaturę powietrza (gruntu) – w ten sposób łatwiej będzie dokonać wyboru, ponieważ oferta jest naprawdę bogata.

A zatem, zwracamy uwagę na następujące kwestie:

• obecność folii ochronnej – zapewnia uziemienie i czyni kabel bardziej niezawodnym;
• rodzaj izolacji zewnętrznej;
• klasa temperaturowa i moc;
• firma produkująca.

Być może do systemu kanalizacyjnego nadaje się kabel z izolacją poliolefinową, ale do montażu wewnętrznego w rurze wodociągowej zalecamy osłonę z fluoroplastiku. Do instalacji zewnętrznej wystarczy fluoropolimer, który ochroni zarówno przed wilgocią, jak i promieniowaniem UV.

Jeśli konieczne jest ogrzewanie rur o małej średnicy, sprawdzi się przewodnik niskotemperaturowy. Nagrzewa się do +65°C, maksymalna moc wynosi około 15 W/m.

Systemy średniotemperaturowe nadają się do rur o większej średnicy. Maksymalna temperatura grzania +120°C, moc sięga 33 W/m.

Najbardziej wydajne są systemy wysokotemperaturowe o maksymalnej temperaturze do +190°C i mocy jednostkowej do 95 W/m. Jednak zazwyczaj nie stosuje się ich w gospodarstwach domowych – są to produkty do zastosowań przemysłowych.

Odpowiednią moc można dobrać, kierując się średnicą rury. Na przykład dla rur wodociągowych o średnicy do 2,5 cm odpowiednie są kable o mocy 10 W/m, od 2,5 cm do 4 cm – 16 W/m, od 4 do 6 cm – 24 W/m itd.

Istnieje kilka marek kabli grzejnych, które od dawna sprawdzają się tylko z najlepszej strony.

Znane produkty firm zagranicznych:

• Nelson;
• Lavita;
• Devi;
• Ensto;
• Raychem.

Wśród rosyjskich producentów wyróżnia się firma SST (Teplolux), produkująca wysokiej jakości wyroby przeznaczenia domowego.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Filmy wideo dają możliwość zapoznania się z praktycznym zastosowaniem instrukcji.

Porady dotyczące montażu kabla grzejnego na rurze:

Opcja montażu na opaski zaciskowe:

Instrukcja podłączenia kabla wewnątrz rury:

Wybór i montaż systemu grzewczego dla instalacji wodociągowej jest w zasięgu nawet początkującego. Dzięki wiedzy teoretycznej można szybko zorientować się w rodzajach kabli, a do instalacji nie trzeba opanowywać żadnych specjalnych umiejętności.

Wynik pracy może być godny: problem zamarzania wody w instalacji wodociągowej w zimnym sezonie zostanie zapomniany na zawsze.

Czy ma Pan doświadczenie w montażu kabla grzejnego do autonomicznej instalacji wodociągowej? A może chce Pan podzielić się wrażeniami dotyczącymi użytkowania elementu grzejnego? Proszę dzielić się swoją opinią i zostawiać komentarze.