Kabel grzejny do rur kanalizacyjnych: rodzaje, jak wybrać i prawidłowo przeprowadzić montaż

Pogłębienie zewnętrznej kanalizacji poniżej poziomu przemarzania gruntu – praca uciążliwa, zwłaszcza jeśli prace są prowadzone w zimie. Alternatywną metodą ochrony przed zamarzaniem – kabel grzewczy do rur kanalizacyjnych. Z jego cechami montażu warto się zapoznać, prawda?

Z naszego artykułu dowiesz się wszystkiego o urządzeniu do ogrzewania kablowego rurociągu kanalizacyjnego. Opowiemy, jak działa kabel grzewczy i jak prawidłowo wybrać optymalną opcję. Dla samodzielnych właścicieli przedstawiono instrukcję krok po kroku dotyczącą układania i mocowania.

Dlaczego kanalizacja zamarza?

Problem zamarzania rury kanalizacyjnej nie jest od razu widoczny. W przeciwieństwie do instalacji wodociągowych, przepływ cieczy nie jest tutaj stały i nie wypełnia całkowicie przekroju rury.

Ponadto nieczystości trafiające do systemu kanalizacyjnego mają zazwyczaj wyższą temperaturę niż na przykład woda ze studni. Dlatego zamarzanie ścieków następuje stopniowo.

Najpierw może zamarznąć tylko niewielka część zawartości kanalizacji, potem pojawia się kolejna warstwa przymarzniętych nieczystości itp. Stopniowo cały prześwit rury wypełnia się zwartą zamarzniętą masą, po czym problem staje się oczywisty. Problem może pogłębić niesprawna armatura sanitarna, na przykład cieknący kran lub spłuczka.

Niewielkie porcje wody dostają się do kanalizacji, szybko stygną i zamarzają. Nawet prawidłowe ułożenie rur kanalizacyjnych i obecność warstwy izolacyjnej nie zawsze zapobiegają zamarzaniu ścieków. Rozmrażanie zamarzniętej kanalizacji jest kłopotliwe, a ponadto zjawisko to może prowadzić do uszkodzenia rur, z których część będzie trzeba wymienić.

Zamarzanie rury kanalizacyjnej może następować stopniowo, warstwa po warstwie, a lekko cieknąca armatura sanitarna tylko zwiększa ryzyko tego nieprzyjemnego zjawiska

Dlatego też zaleca się układanie kanalizacji poniżej poziomu przemarzania gruntu z obowiązkowym ociepleniem instalacji. Jeśli w regionach południowych i strefie środkowej wykopanie wystarczająco głębokiego rowu zwykle nie stanowi problemu, to na północy jest nieco trudniej. W tej sytuacji zastosowanie specjalnego kabla grzewczego jest więcej niż odpowiednie.

Przy zastosowaniu systemu tego typu znacznie zmniejsza się ilość prac ziemnych, ponieważ głębokość rowu można zmniejszyć do akceptowalnego poziomu, nie martwiąc się o przemarzanie gruntu.

Jak działa kabel grzewczy?

Kabel grzejny lub gorący stanowi system ogrzewania rur ułożonych w gruncie. Kabel elektryczny w izolacyjnej osłonie mocuje się na rurze i podłącza do zasilania. Rura nagrzewa się, w wyniku czego ścieki uzyskują stabilnie wysoką temperaturę, co niezawodnie chroni je przed zamarzaniem.

Rozróżnia się kabel do zewnętrznego ogrzewania rury lub wewnętrznego. Pierwszy układa się na zewnątrz konstrukcji, a drugi – wewnątrz. Uważa się, że montaż zewnętrzny jest łatwiejszy niż wewnętrzny, dlatego jest bardziej popularny. Oprócz kabla zewnętrznego stosuje się również folię grzejną.

Ogrzewanie za pomocą folii dla systemów kanalizacyjnych stosuje się niezbyt często. Materiałem trzeba owinąć całą rurę, co komplikuje montaż, ale zapewnia równomierne ogrzewanie.

Tym materiałem całkowicie owija się konstrukcję, a następnie go mocuje. Folia zapewnia bardziej równomierne ogrzewanie rury niż kabel, ma mniejszą moc, co pozwala nieco obniżyć koszty eksploatacji.

Do ogrzewania rur można użyć kabla trzech rodzajów:

• samoregulujący;
• rezystancyjny;
• strefowy.

Kabel samoregulujący uważany jest za niezwykle wygodną opcję, ponieważ może automatycznie zmieniać temperaturę grzania w zależności od warunków klimatycznych. Opór kabla zmniejsza się, gdy grunt nagrzewa się bardziej, a zwiększa się przy spadku temperatury.

Kabel samoregulujący jest najbardziej poszukiwany w nowoczesnych warunkach, ponieważ jego układanie jest proste, jest bardziej niezawodny i nie wymaga dodatkowych elementów do montażu.

Takie zmiany trybu pracy zmniejszają całkowitą moc systemu, tj. pozwalają oszczędzać energię elektryczną. Ponadto zmiana oporu może być różna na poszczególnych odcinkach rurociągu. W rezultacie uzyskuje się wyższą jakość ogrzewania, sam kabel samoregulujący będzie służył dłużej i nie ma potrzeby instalowania termostatów.

Kabel rezystancyjny nie ma takich zdolności, ale w porównaniu z systemami samoregulującymi charakteryzuje się bardziej umiarkowaną ceną. Podczas montażu kabla tego typu konieczne będzie zainstalowanie zestawu czujników temperatury i termostatów, aby zapewnić zmianę trybu pracy systemu przy zmianie pogody.

Kabel rezystancyjny kosztuje mniej niż samoregulujące odpowiedniki. Jeśli wybrano tę opcję, należy dokładnie obliczyć odpowiednią moc jednostkową, aby zapobiec przegrzaniu.

Jeśli zaniedba się tego wymagania, wzrasta ryzyko przegrzania kabla i jego uszkodzenia. Kabel strefowy również nie ma zdolności regulacji oporu, ale system ten generuje ciepło nie na całej długości, a tylko w poszczególnych odcinkach. Taki kabel można pociąć na osobne fragmenty, co jest wygodne przy montażu rurociągów o skomplikowanej konfiguracji.

Jest również szeroko stosowany przy montażu metalowej kanalizacji lub do ogrzewania zbiorników. Warto zaznaczyć, że ogrzewanie konstrukcji zagłębionych w gruncie – to nie jedyna sfera zastosowania kabla grzejnego. Używa się go także do ogrzewania rur ułożonych na powierzchni lub w pomieszczeniach, które nie są ogrzewane.

Czasami kabel stosuje się tylko do poszczególnych odcinków rurociągu, na przykład części wychodzących na powierzchnię. Systemy montowane wewnątrz rury są stosowane stosunkowo rzadko. Najczęściej są używane, gdy rurociąg jest już ułożony w gruncie, a montaż kabla zewnętrznego wymagałby obszernych robót ziemnych.

Tak więc instalacja kabla wewnętrznego będzie znacznie tańsza. Jednak takie kable zazwyczaj zaleca się stosować tylko wewnątrz rur o małej średnicy, ponieważ ich moc jest niewielka.

Jego moc waha się w granicach 9-13 W/m, co w przypadku dużych rur kanalizacyjnych jest zazwyczaj niewystarczające. Długość takiego kabla, z oczywistych powodów, musi być równa długości rury. Wewnętrzny kabel grzejny produkowany jest wyłącznie jako samoregulujący.

Jak dobrać odpowiedni kabel?

Przy wyborze odpowiedniego kabla grzejnego należy zdecydować nie tylko o jego typie, ale także prawidłowo dobrać jego moc.

Należy przy tym uwzględnić takie parametry, jak:

• przeznaczenie konstrukcji (dla kanalizacji i wodociągów obliczenia wykonuje się inaczej);
• materiał, z którego wykonana jest kanalizacja;
• średnica rurociągu;
• cechy odcinka, który ma być ogrzewany;
• charakterystyka użytego materiału izolacji termicznej.

Na podstawie tych informacji oblicza się straty ciepła na każdy metr konstrukcji, wybiera typ kabla, jego moc, a następnie określa odpowiednią długość zestawu. Obliczenia można wykonać za pomocą specjalnego wzoru, tabel obliczeniowych lub korzystając z kalkulatora online.

Wzór obliczeniowy wygląda następująco:

Qtr – straty ciepła rury (W); – współczynnik przewodzenia ciepła izolacji; Ltr – długość ogrzewanej rury (m); tvn – temperatura zawartości rury (C), tnar – minimalna temperatura otoczenia (C); D – średnica zewnętrzna komunikacji z uwzględnieniem izolacji (m); d – średnica zewnętrzna komunikacji (m); 1,3 – współczynnik zapasu

Gdy straty ciepła zostały obliczone, należy obliczyć długość systemu. W tym celu uzyskaną wartość trzeba podzielić przez moc jednostkową kabla urządzenia grzejnego. Wynik należy zwiększyć, uwzględniając ogrzewanie dodatkowych elementów. Moc kabla dla kanalizacji zaczyna się od 17 W/m i może przekraczać 30 W/m.

Jeśli chodzi o rurociągi kanalizacyjne z polietylenu i PVC, to 17 W/m to maksymalna moc. Jeśli użyje się bardziej wydajnego kabla, istnieje duże ryzyko przegrzania i uszkodzenia rury. Informacje o właściwościach produktu można znaleźć w jego karcie technicznej.

Korzystając z tabeli, nieco łatwiej jest dobrać odpowiednią opcję. W tym celu najpierw należy ustalić średnicę rury i grubość izolacji termicznej, a także przewidywaną różnicę między temperaturą powietrza a zawartością rurociągu. Ostatni wskaźnik można znaleźć za pomocą danych referencyjnych w zależności od regionu.

Na przecięciu odpowiedniego wiersza i kolumny można znaleźć wartość strat ciepła na jeden metr rury. Następnie należy obliczyć całkowitą długość kabla. W tym celu wielkość jednostkowych strat ciepła uzyskanych z tabeli należy pomnożyć przez długość rurociągu i przez współczynnik 1,3.

Tabela pozwala znaleźć wielkość jednostkowych strat ciepła rury o określonej średnicy, biorąc pod uwagę grubość materiału izolacyjnego i warunki pracy rurociągu (+)

Uzyskany wynik należy podzielić przez moc jednostkową kabla. Następnie należy uwzględnić wpływ dodatkowych elementów, jeśli takie występują. Na specjalistycznych stronach można znaleźć wygodne kalkulatory online. W odpowiednie pola należy wprowadzić niezbędne dane, np. średnicę rur, grubość izolacji, temperaturę otoczenia i płynu roboczego, region itp.

Takie programy zazwyczaj oferują użytkownikowi dodatkowe możliwości, np. pomagają obliczyć wymaganą średnicę kanalizacji, wymiary warstwy izolacji termicznej, typ izolacji itp.

Opcjonalnie można dobrać typ układania, ustalić odpowiedni skok przy montażu kabla grzejnego w spiralę, uzyskać listę i ilość komponentów, które będą potrzebne do ułożenia systemu.

Przy doborze kabla samoregulującego ważne jest prawidłowe uwzględnienie średnicy konstrukcji, na której będzie zamontowany. Na przykład dla rur o średnicy 110 mm zaleca się przyjęcie marki Lavita GWS30-2 lub analogicznego wariantu innego producenta. Dla rury o średnicy 50 mm odpowiedni będzie kabel Lavita GWS24-2, dla konstrukcji o średnicy 32 mm – Lavita GWS16-2 itd.

Skomplikowane obliczenia nie będą potrzebne dla kanalizacji, która jest używana rzadko, na przykład na letniej działce lub w domu, który jest używany tylko od czasu do czasu. W takiej sytuacji po prostu bierze się kabel o mocy 17 W/m o długości odpowiadającej rozmiarom rury. Kabel o takiej mocy można używać zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz rury, przy czym instalowanie dławika nie jest konieczne.

Przy wyborze odpowiedniego wariantu kabla grzejnego należy porównać jego wydajność z obliczonymi stratami ciepła rury kanalizacyjnej.

Do układania kabla grzejnego wewnątrz rury wybiera się kabel ze specjalną ochroną przed agresywnym działaniem, na przykład DVU-13. W niektórych przypadkach do montażu wewnątrz stosuje się markę Lavita RGS 30-2CR. Nie jest to całkowicie poprawne, ale dopuszczalne rozwiązanie.

Taki kabel jest przeznaczony do ogrzewania dachu lub kanalizacji deszczowej, dlatego nie jest wyposażony w ochronę przed substancjami żrącymi. Można go rozważać jedynie jako tymczasowe rozwiązanie, ponieważ przy długotrwałym użytkowaniu w nieodpowiednich warunkach kabel Lavita RGS 30-2CR nieuchronnie ulegnie uszkodzeniu.

Zasady montażu kabla na rurach

Układanie kabla grzejnego – jest to proces stosunkowo prosty. Mocuje się go po prostu na powierzchni rury, zazwyczaj wzdłuż, pojedynczym pasmem. Niektóre projekty przewidują montaż spiralny. W takim przypadku należy dokładnie zachować obliczony odstęp między zwojami spirali, aby rura była ogrzewana równomiernie.

Po zamocowaniu kabla grzejnego na rurze kanalizacyjnej zaleca się dodatkowo ułożyć warstwę termoizolacji, aby poprawić jakość ogrzewania.

Przecięcie poszczególnych odcinków kabla grzejnego jest niedopuszczalne. Kabel, w zależności od typu, mocuje się za pomocą termoodpornej taśmy klejącej lub opasek montażowych. Odstęp między punktami mocowania powinien wynosić co najmniej 200 mm. Do zamocowania kabla w osłonie mineralnej stosuje się metalowe elementy: taśmy ściągające lub specjalne opaski.

Jednak najczęściej używa się termoodpornej taśmy samoprzylepnej. Mocowanie musi wytrzymywać nie tylko wysokie temperatury, ale także być odporne na wpływ czynników naturalnych i substancji chemicznych. Czasami jako mocowanie stosuje się taśmę aluminiową. Jednak w miejscach mocowania moc cieplna kabla wzrośnie.

Nie zawsze jest to korzystne, może prowadzić do przegrzania instalacji. Nie zaleca się stosowania metalowych elementów mocujących podczas montażu kabla grzejnego w polimerowej izolacji. Jednak w niektórych przypadkach taśma aluminiowa może nawet poprawić sytuację.

Kabel grzejny na plastikowej rurze kanalizacyjnej można zamocować taśmą aluminiową, aby zwiększyć efektywność ogrzewania i uczynić je bardziej równomiernym.

Podczas układania na rurze polimerowej taśmę metalizowaną umieszcza się zarówno pod, jak i nad kablem. Nieznacznie zwiększa to moc cieplną, a także sprzyja równomiernemu ogrzewaniu rurociągu. Wewnątrz kanalizacji kabel grzejny stosuje się niezwykle rzadko.

Zazwyczaj w ten sposób ogrzewa się niewielkie fragmenty systemu, które nie znajdują się w gruncie, na przykład pompy ściekowe, stymulujące przepływ ścieków, jeśli naturalny przepływ jest utrudniony lub niemożliwy.

Do montażu kabla wewnętrznego może być potrzebna tuleja zaciskowa i uszczelniająca, złączka łącząca, zestaw podkładek, a także inne elementy (+)

Aby zamontować kabel wewnętrzny w rurze, której układanie zostało zakończone, konieczne będzie najpierw wcięcie w system trójnika. W ten sposób powstanie otwór do wprowadzenia kabla do wnętrza rurociągu.

Ponadto może być potrzebna specjalna złączka nyplowa. Takie rozwiązanie może nieco pogorszyć charakterystyki systemu kanalizacyjnego, na przykład w miejscu montażu trójnika światło rury nieznacznie się zmniejszy.

To zwiększa prawdopodobieństwo gromadzenia się zanieczyszczeń i powstawania zatorów. Trudności z kablem wewnętrznym są nieuniknione, jeśli rurociąg ma kilka zakrętów, zagięć itp. Niełatwo prowadzić wewnętrzne prace montażowe kabla grzejnego, a także w systemach kanalizacyjnych o znacznej długości.

Oczywiście nie należy podłączać systemu do zasilania elektrycznego aż do całkowitego zakończenia prac montażowych. Przed zamknięciem kabla izolacją termiczną należy dokładnie sprawdzić wszystkie miejsca połączeń. Jeśli zastosuje się czujniki temperatury, łatwiej będzie określić czas aktywacji i dezaktywacji systemu.

Proces można zautomatyzować za pomocą przekaźnika. Jeśli moc kabla ułożonego w jednej linii jest niewystarczająca, można wykonać montaż spiralnie lub ułożyć dwie równoległe linie. Najważniejsze, żeby poszczególne odcinki nie krzyżowały się i nie dochodziło do przegrzania. Aby ogrzewanie konstrukcji było bardziej równomierne, czasami rurę najpierw owija się folią, a następnie na wierzch kładzie kabel.

Te przykłady pozwalają zorientować się, jak prawidłowo wykonać połączenie kabla zasilającego i grzejnego, a także o kolejności jego izolacji (+)

Czujniki temperatury montuje się po nałożeniu izolacji termicznej. Na wierzchu zaleca się naniesienie oznaczeń, które odzwierciedlają położenie elementów grzejnych. Do podłączenia kabla grzejnego do sieci elektrycznej potrzebny będzie odcinek rury termokurczliwej. Następnie z końca kabla usuwa się około 50 mm izolacji i 10 mm oplotu.

Rozdzielone i oczyszczone końce zabezpiecza się odcinkami rurki termokurczliwej o odpowiedniej średnicy i podgrzewa suszarką. Teraz należy oczyścić około 6 mm przewodu, zwinąć je spiralnie i zacisnąć w metalowej rurce. Podobne czynności trzeba będzie wykonać z kablem zasilania.

Około 80 mm należy oczyścić z izolacji i osłony oraz podzielić na pojedyncze przewody. Uzyskane końce przycina się do 35 mm, ale jeden przewód należy pozostawić nieprzycięty do uziemienia. Tutaj również oczyszcza się 6 mm przewodu.

Teraz końce kabli elementów grzejnych i zasilania łączy się w rurce termokurczliwej, wyposażonej w metalową tulejkę. Nagrzewa się ją i zaciska, miejsce styku owija się taśmą termiczną, a następnie zamyka kolejną rurką ochronną.

Z szczegółami wyboru rur do budowy autonomicznej kanalizacji zapozna następny artykuł, z którego treścią zalecamy się zapoznać.

Przykład urządzenia ogrzewanej kanalizacji

Rozważmy przykład budowy systemu odwodnienia dla prywatnego gospodarstwa domowego. Zgodnie z projektem do głównej magistrali kanalizacyjnej podłącza się kilka odgałęzień. Wszystkie są układane powyżej poziomu sezonowego przemarzania gruntu, dlatego są wyposażone w kabel grzejny.

Aby praca grzejnego systemu elektrycznego była efektywna i skierowana bezpośrednio na utrzymanie dodatniej temperatury rury kanalizacyjnej, komunikacja jest układana w ocieplonym wykopie:

Po upewnieniu się co do szczelności zmontowanego rurociągu kanalizacyjnego lub po usunięciu przecieku, jeśli taki wystąpił, przystępuje się do układania kabla grzejnego.

W przykładzie kabel grzewczy jest układany blisko dna koryta, ale nie dotykając go. Mocuje się go do rury w formie dużej pętli, zaczynającej się od pionu znajdującego się w domu i powracającej z powrotem.

Po ustaleniu optymalnego położenia kabla grzewczego przystępuje się do jego mocowania:

Aby system ogrzewania komunikacji mógł działać w trybie automatycznym, podłącza się do niego czujnik temperatury:

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Szczegółowe zalecenia dotyczące montażu kabla grzewczego na rurze o średnicy 110 mm można znaleźć tutaj:

W tym filmie przedstawiono wariant układania kanalizacji z użyciem kabla wewnętrznego:

Tutaj zaprezentowano przegląd cech działania i montażu kabla samoregulującego:

Kabel grzewczy rozwiązuje problem zamarzania rur kanalizacyjnych zimą znacznie skuteczniej niż inne środki. Zużycie energii elektrycznej przy tym jest minimalne. Jeśli montaż zostanie wykonany prawidłowo, kabel będzie działał przez wiele lat bez żadnych awarii.

Chcą Państwo podzielić się doświadczeniem zdobytym podczas układania kabla grzewczego na rurach własnej kanalizacji na działce podmiejskiej? Mają Państwo informacje, które mogą być przydatne zainteresowanym odwiedzającym stronę? Proszę pisać komentarze w bloku poniżej, zadawać pytania i zamieszczać zdjęcia na ten temat.