Углубление наружной канализации глубже уровня промерзания грунта – работа хлопотная, особенно, если работы производятся зимней порой. Альтернативный вариант защиты от промерзания – греющий кабель для канализационных труб. С особенностями его укладки стоит ознакомиться, согласны?
Из предложенной нами статьи вы узнаете все об устройстве кабельного обогрева канализационного трубопровода. Мы расскажем, как работает греющий кабель и как грамотно выбрать оптимальный вариант. Для самостоятельных хозяев приведено пошаговое руководство по укладке и креплению.
Почему канализация промерзает?
Проблема промерзания канализационной трубы обнаруживается не сразу. В отличие от водопроводных коммуникаций, здесь поток жидкости не имеет постоянного характера и не заполняет полностью сечение трубы.
Кроме того, попадающие в канализационную систему нечистоты обычно имеют более высокую температуру, чем, например, вода из скважины. Поэтому замерзание стоков происходит постепенно.
Сначала может замерзнуть только какая-то небольшая часть содержимого канализации, затем появляется еще один слой примерзших нечистот и т.п. Постепенно весь просвет трубы заполняется плотной замерзшей массой, после чего проблема становится очевидной. Усугубить проблему может неисправная сантехника, например, протекающий кран или бачок.
Небольшие порции воды попадают в канализацию, быстро остывают и замерзают. Даже правильная укладка канализационных труб и наличие слоя утеплителя не всегда предотвращают замерзание стоков. Размораживать замерзшую канализацию хлопотно, кроме того, это явление может привести к повреждению труб, часть которых придется заменять.
Промерзание канализационной трубы может происходить постепенно, слой за слоем, а немного подтекающая сантехника только увеличивает опасность этого неприятного явления
Поэтому и рекомендуется укладывать канализацию ниже уровня промерзания грунта с обязательным утеплением коммуникаций. Если в южных районах и средней полосе выкопать достаточно глубокую траншею обычно не проблема, то на севере все немного сложнее. В этой ситуации использование специального греющего или горячего кабеля более чем уместно.
При использовании системы этого типа заметно сокращаются объемы земляных работ, поскольку глубину траншеи можно уменьшить до приемлемого уровня, не заботясь о промерзании грунта.
Как работает греющий кабель?
Греющий или горячий кабель представляет собой систему обогрева труб, уложенных в толщу грунта. Электрокабель в изолирующей оболочке закрепляют на трубе и подключают к электропитанию. Труба нагревается, в результате сточные воды приобретают стабильно высокую температуру, что надежно защищает их от замерзания.
Различают кабель для наружного обогрева трубы или внутреннего. Первый укладывают снаружи конструкции, а второй – внутри. Считается, что наружный монтаж произвести проще, чем внутренний, поэтому он более востребован. Помимо наружного кабеля используют также греющую пленку.
Обогрев с помощью пленки для канализационных систем применяется не часто. Материалом приходится оборачивать всю трубу, что усложняет монтаж, но обеспечивает равномерный прогрев
Этим материалом полностью оборачивают конструкцию, затем его закрепляют. Пленка дает более равномерный обогрев трубы, чем кабель, она имеет меньшую мощность, что позволяет несколько снизить эксплуатационные расходы.
Для обогрева труб можно использовать кабель трех видов:
Саморегулирующийся кабель считается исключительно удобным вариантом, поскольку он может в автоматическом режиме изменять температуру нагрева в зависимости от климатических условий. Сопротивление кабеля уменьшается, если грунт нагревается сильнее, и увеличивается при снижении температуры.
Саморегулирующийся кабель наиболее востребован в современных условиях, поскольку укладывать его просто, он более надежен и не требует дополнительных элементов для монтажа
Такое изменение режима работы снижает общую мощность системы, т.е. позволяет экономить электроэнергию. Причем изменение сопротивления может быть различным на отдельных участках трубопровода. В результате получается более высокое качество прогрева, сам саморегулирующийся кабель прослужит дольше, и нет необходимости в установке терморегуляторов.
Резистивный кабель такими способностями не обладает, но отличается по сравнению с саморегулирующимися системами более умеренной ценой. При монтаже кабеля этого типа понадобится установить набор температурных датчиков и терморегуляторов, чтобы обеспечить изменение режима работы системы при перемене погоды.
Резистивный кабель стоит меньше, чем саморегулирующиеся аналоги. Если выбран этот вариант, необходимо тщательно рассчитать подходящую удельную мощность, чтобы предотвратить перегрев
Если этим требованием пренебречь, возрастает риск перегрева кабеля и его поломки. Зональный кабель также не имеет способности регулировать сопротивление, но эта система генерирует нагрев не по всей длине, а только на отдельных участках. Такой кабель можно разрезать на отдельные фрагменты, что удобно при монтаже трубопроводов сложной конфигурации.
Он также широко применяется при монтаже металлической канализации или для обогрева емкостей. Стоит отметить, что обогрев конструкций, заглубленных в грунт – не единственная сфера использования греющего кабеля. Его также используют для обогрева труб, проложенных на поверхности или в помещениях, которые не отапливаются.
Иногда кабель используют только для отдельных участков трубопровода, например, частей, выходящих на поверхность. Системы, которые монтируют внутри трубы, используют относительно редко. Чаще всего они применяются, если трубопровод уже уложен в грунт, и монтаж наружного кабеля потребовал бы объемных земляных работ.
Так установка внутреннего кабеля обойдется значительно дешевле. Но такие кабели обычно рекомендуется применять только внутри труб малого диаметра, поскольку мощность у них невелика.
Она варьируется в пределах 9-13 Вт/м, чего для больших канализационных труб, как правило, недостаточно. Длина такого кабеля, по понятным причинам, должна быть равна протяженности трубы. Внутренний греющий кабель изготавливают только саморегулирующегося типа.
Как подобрать правильный кабель?
При выборе подходящего горячего кабеля необходимо определиться не только с его типом, но и правильно подобрать его мощность.
При этом необходимо учесть такие параметры, как:
На основании этих сведений рассчитывают теплопотери на каждый метр конструкции, выбирают тип кабеля, его мощность, после чего определяют подходящую длину комплекта. Расчеты можно выполнить с помощью специальной формулы, по расчетным таблицам или с использованием он-лайн калькулятора.
Расчетная формула выглядит так:
Qтр – теплопотери трубы (Вт); – коэффициент теплопроводности утеплителя; Lтр – длина обогреваемой трубы (м); tвн – температура содержимого трубы (C), tнар – минимальная температура окружающей среды (C); D – наружный диаметр коммуникаций с учетом утеплителя (м); d – наружный диаметр коммуникаций (м); 1,3 – коэффициент запаса
Когда теплопотери рассчитаны, следует вычислить длину системы. Для этого полученное значение нужно разделить на удельную мощность кабеля нагревательного устройства. Результат следует увеличить, учитывая обогрев дополнительных элементов. Мощность кабеля для канализации стартует с 17 Вт/м и может превышать 30 Вт/м.
Если речь идет о канализационных трубопроводах из полиэтилена и ПВХ, то 17 Вт/м – это максимальная мощность. Если использовать более производительный кабель, то высока вероятность перегрева и повреждения трубы. Сведения о характеристиках изделия можно найти в его техническом паспорте.
С помощью таблицы подобрать подходящий вариант немного проще. Для этого сначала нужно выяснить диаметр трубы и толщину теплоизоляции, а также предполагаемую разницу между температурой воздуха и содержимого трубопровода. Последний показатель можно найти с помощью справочных данных в зависимости от региона.
На пересечении соответствующей строки и столбца можно найти значение теплопотерь на один метр трубы. Затем следует вычислить общую длину кабеля. Для этого размер удельных теплопотерь, полученный из таблицы, нужно умножить на длину трубопровода и на коэффициент 1,3.
Таблица позволяет найти размер удельных теплопотерь трубы конкретного диаметра с учетом толщины теплоизоляционного материала и условий функционирования трубопровода (+)
Полученный результат следует разделить на удельную мощность кабеля. Затем нужно учесть влияние дополнительных элементов, если такие имеются. На профильных сайтах можно найти удобные он-лайн калькуляторы. В соответствующие поля нужно ввести необходимые данные, например, диаметр труб, толщину утеплителя, температуру окружающей среды и рабочей жидкости, регион и т.п.
Такие программы обычно предлагают пользователю дополнительные возможности, например, помогают рассчитать необходимый диаметр канализации, размеры слоя теплоизоляции, тип утеплителя и т.п.
Опционально можно подобрать тип укладки, выяснить подходящий шаг при монтаже греющего кабеля спиралью, получить список и количество комплектующих, которые понадобятся для укладки системы.
Подбирая саморегулирующийся кабеля важно правильно учесть диаметр конструкции, на которую он будет установлен. Например, для труб диаметром 110 мм рекомендуется брать маркуLavita GWS30-2 или аналогичный вариант другого производителя. Для трубы на 50 мм подойдет кабель Lavita GWS24-2, для конструкций диаметром 32 мм – Lavita GWS16-2 и т.д.
Сложные расчеты не понадобятся для канализации, которая используется не часто, например, на летней даче или в доме, которым пользуются, лишь изредка. В такой ситуации просто берут кабель мощностью 17 Вт/м с длиной, соответствующей размерам трубы. Кабель такой мощности можно использовать и снаружи, и внутри трубы, при этом устанавливать сальник необязательно.
При выборе подходящего варианта греющего кабеля следует соотнести его производительность с расчетными данными по вероятным теплопотерям канализационной трубы
Для прокладки греющего кабеля внутри трубы выбирают кабель со специальной защитой от агрессивного воздействия, например, DVU-13. В отдельных случаях для монтажа внутри используют марку Lavita RGS 30-2CR. Это не совсем верное, но допустимое решение.
Такой кабель предназначен для обогрева кровли или ливневой канализации, поэтому защитой от разъедающих веществ он не снабжен. Его можно рассматривать лишь как временный вариант, поскольку при длительном использовании в неподходящих условияхкабель Lavita RGS 30-2CR неизбежно сломается.
Правила монтажа кабеля на трубы
Укладка греющего кабеля – процесс относительно несложный. Его просто закрепляют на поверхности трубы, обычно вдоль, одной полосой. Отдельные проекты предусматривают спиральный монтаж. В этом случае следует точно выдержать расчетный шаг между витками спирали, чтобы труба прогревалась равномерно.
После того, как греющий кабель закреплен на канализационной трубе, рекомендуется дополнительно уложить слой теплоизоляции, чтобы улучшить качество обогрева
Пересечение отдельных участков греющего кабеля недопустимо. Кабель в зависимости от типа закрепляют с помощью термостойкой клейкой ленты или монтажных стяжек. Шаг между местами крепления должен составлять не менее 200 мм. Для закрепления кабеля в минеральной оболочке используют металлический крепеж: стяжные ленты или специальный бандаж.
Но чаще всего все же использую термостойкий скотч. Крепеж должен переносить не только высокие температуры, но и быть устойчивым к влиянию природных факторов и химических веществ. Иногда в качестве крепления используют алюминиевую ленту. Но в местах крепления тепловая мощность кабеля повысится.
Не всегда это полезно, может привести к перегреву коммуникаций. Не рекомендуется использовать металлический крепеж при монтаже греющего кабеля, заключенного в полимерную изоляционную оболочку. Но в отдельных случаях алюминиевый скотч может даже улучшить ситуацию.
Греющий кабель на пластиковой канализационной трубе можно закрепить алюминиевым скотчем, чтобы повысить эффективность прогрева и сделать его более равномерным
При укладке на полимерную трубу металлизированный скотч ставят и под кабелем, и над ним. Это немного повышает тепловую мощность, а также способствует равномерному обогреву трубопровода. Внутри канализации греющий кабель используют крайне редко.
Обычно так обогревают небольшие участки системы, расположенные не в грунте, например, канализационные насосы, стимулирующие движение стоков, если естественное перемещение затруднено или невозможно.
Для монтажа внутреннего кабеля может понадобиться зажимная и уплотнительная втулка, соединительная муфта, набор шайб, а также другие элементы (+)
Чтобы установить внутренний кабель в трубу, укладка которой завершена, понадобится сначала врезать в систему тройник. Так будет сделано отверстие для введения кабеля внутрь трубопровода.
Кроме того, может понадобиться специальная ниппельная муфта. Такое решение может несколько ухудшить характеристики канализационной системы, например, в месте установки тройника просвет трубы слегка уменьшится.
Это повышает вероятность накопления мусора и образования засоров. Сложности с внутренним кабелем неизбежны, если трубопровод имеет несколько поворотов, изгибов и т.п. Непросто проводить внутренние работы по монтажу горячего кабеля, а также в канализационных системах значительной протяженности.
Разумеется, не стоит подключать систему к электропитанию до полного окончания монтажных работ. Перед тем, как закрывать кабель утеплителем, следует тщательно проверить все места соединения. Если использовать термодатчики, будет проще определять время активизации и отключения системы.
Автоматизировать процесс можно с помощью реле. Если мощности кабеля, уложенного в одну линию, не хватает, можно выполнить монтаж спиралью или проложить две параллельные линии. Главное, чтобы отдельные участки не пересекались, и не было перегрева. Чтобы сделать обогрев конструкции более равномерным, иногда трубу сначала обматывают фольгой, в затем сверху кладут кабель.
Эти примеры позволяют составить представление о том, как правильно выполнить соединение питающего и греющего кабеля, а также о порядке его изоляции (+)
Температурные датчики устанавливают после того, как поставлен утеплитель. Сверху рекомендуется нанести разметку, которая отражает положение нагревательных элементов. Для подключения греющего кабеля к электросети понадобится отрезок термоусаживаемой трубы. Затем с края кабеля снимают около 50 мм изоляции и 10 мм оплетки.
Разделенные и зачищенные концы защищают отрезками термоусадочной трубки подходящего диаметра и прогревают феном. Теперь нужно зачистить примерно 6 мм провода, свернуть их спиралью и зажать в металлической трубке. Похожие манипуляции придется проделать с кабелем электропитания.
Около 80 мм нужно очистить от изоляции и оболочки и разделить на отдельные провода. Полученные концы обрезают до 35 мм, но один провод следует оставить необрезанным для заземления. Здесь также зачищают 6 мм провода.
Теперь концы кабелей нагревательных элементов и питания соединяют в термоусадочной трубке, снабженной металлической втулкой. Ее нагревают и зажимают, место контакта заматывают термолентой, а затем закрывают еще одной трубкой защиты.
С особенностями выбора непосредственно труб для устройства автономной канализации ознакомит следующая статья, с содержанием которой мы советуем ознакомиться.
Пример устройства обогреваемой канализации
Рассмотрим пример сооружения системы водоотведения для частного домохозяйства. Согласно проекту к общей канализационной магистрали подключается несколько веток. Все они прокладываются выше горизонта сезонного промерзания грунтов, потому снабжаются греющим кабелем.
Для того чтобы работа греющей электросистемы была эффективной и направленной непосредственно на поддержание плюсовой температуры канализационной трубы, коммуникации прокладываются в утепленной траншее:
Галерея изображенийФото из В приведенном нами примере заглубление систем водоснабжения и водоотведения ниже горизонта промерзания невозможно. Потому решено было прокладывать их в установленных в траншеи бетонных лотках и снабжать греющим кабелем Для утепления разработанных траншей приобрели экструдированный пенополистирол марки Техноплекс. Этот вид утеплителя отличается практически нулевой пористостью, потому не впитывает воду, не разбухает, не деформируется, не снижает теплотехнических свойств Перед сооружением системы производится ее сборка для примерки и определения местоположений ревизий, участков подключения веток, расположения функциональных узлов К стенкам и днищу бетонных лотков крепится плитный утеплитель грибками — телескопическим крепежом с пластиковыми шляпками. В днище прямо над отверстиями в лотках вырезают отверстия в утеплителе. Они нужны для отвода влаги и конденсата Для обеспечения самопроизвольного тока канализационные трубы укладываются с нормативным уклоном. Величина уклона зависит от диаметра труб Чтобы соблюсти нормативный уклон, канализационные трубы фиксируют хомутами и шпильками. В процессе фиксации постоянно производится контроль уклона строительным уровнем Уклон требуется соблюдать не только в прокладке основной магистрали, ведущей к септику или к накопительной емкости. Канализационные ветки тоже должны иметь уклон После сборки проверяют герметичность коммуникационной системы. Самый простейший способ заключается в заливке в нее нескольких ведер воды. При необходимости проблемные участки переделываются Шаг 1: Разработка траншеи для укладки трубШаг 2: Приобретение экструдированного пенополистиролаШаг 3: Сборка системы для примеркиШаг 4: Крепление плитного утеплителяШаг 5: Проверка уклона канализационной трубыШаг 6: Использование шпилек и хомутовШаг 7: Подключение канализационных веток к магистралиШаг 8: Проверка герметичности собранной системы
Убедившись в герметичности собранного канализационного трубопровода или устранив протекание, если оно имело место быть, приступают к прокладке греющего кабеля.
Греющий кабель в примере прокладывается близко к днищу лотка, но не соприкасаясь с ним. Крепится к трубе в виде большой петли, начинающейся от находящегося в доме стояка и возвращающегося обратно
Определившись с оптимальным положением греющего кабеля, приступают к его креплению:
Галерея изображенийФото из Согласно расчетной длине приобретают резистивный кабель в металлической оплетке. Внешний слой его выполнен из полимера, защищающего проводники от воздействия влаги Нарезается необходимое число отрезков для оборудования канализационных труб греющей «петлей». Края отрезков зачищаются и подготавливаются к подключению Греющий кабель фиксируют на канализационной трубе металлизированным скотчем через каждые 30 см и еще дополнительно рядом с местами соединения труб Канализационный стояк и трубы, расположенные в неотапливаемом подвале дома, также утепляются и снабжаются греющим кабелем Для управления работой греющей кабельной системы устанавливается терморегулятор. Управлять можно вручную, включая и выключая кабель по собственному усмотрению, или выбрать автоматический режим Для работы греющего кабеля в автоматическом режиме пользователь выбирает температурный предел. Если труба остывает и ее температура становится ниже, система самостоятельно запускается в работу. При достижении верхнего предела — отключается Если температура канализационной системы выше, чем выставленный хозяевами нижний температурный предел, греющий кабель потребляет очень мало энергии Когда греющий кабель активизируется, потребление энергии, естественно, возрастает. Но в целом система не слишком «прожорлива» Шаг 9: Приобретение резестивного кабеляШаг 10: Подготовка кабеля к подключениюШаг 11: Фиксация кабеля металлизированным скотчемШаг 12: Установка кабеля на стоякШаг 13: Установка терморегулятора для греющего кабеляУстановка требующейся температурыМинимальное потребление тока во время отключенияПовышение потребления в период активизации
Для того чтобы система для согрева коммуникаций смогла функционировать в автоматическом режиме, к ней подключают датчик температуры:
Галерея изображенийФото из Датчик, предназначенный для фиксации реальной температуры, прокладывается под трубой между двумя линиями греющей петли Длины штатного кабеля, подключенного к датчику производителем, недостаточно для укладки вдоль всей канализационной магистрали. Ее наращивают дополнительным кабелем Подключение кабеля, удлиняющего кабель температурного датчика, выполняется стандартным способом — скруткой Так как выпадение конденсата и просачивание некоторого количества грунтовой воды в утепленные лотки не исключается, все электросоединения изолируют термоусадочной трубкой К органу управления — терморегулятору греющий кабель подключают проводом ВВг Нг. Сечение провода для подключения 2×2,5 мм, опрессовка производится медными гильзами После подключения систему проверяют на работоспособность. Если все в порядке, канализационные трубы с греющим кабелем оборачивают фольгопластом толщиной в 1 см Теплоизоляцией обустраивают всю подземную канализационную трассу и часть, проходящую в неотапливаемых помещениях. В районе функциональных узлов изоляцию усиливают Лотки с устроенной, подключенной и утепленной канализацией и греющей кабельной системой закрывают бетонными плитами, которые могут играть роль пешеходных дорожек Шаг 14: Датчик температуры для греющего кабеляШаг 15: Наращивание провода для подключения датчикаШаг 16: Удлинение кабеля датчика температурыШаг 17: Изоляция участка подключения кабеляШаг 18: Подключение греющего кабеля к терморегуляторуШаг 19: Оборачивание трубы фольгопластомШаг 20: Дополнительная изоляция узловШаг 21: Обустройство лотков бетонными плитами
Выводы и полезное видео по теме
Подробные рекомендации по монтажу горячего кабеля на трубу диаметром 110 мм можно посмотреть здесь:
В этом ролике представлен вариант прокладки канализации с использованием внутреннего кабеля:
Здесь продемонстрирован обзор особенностей функционирования и монтажа саморегулирующегося кабеля:
Горячий кабель решает проблему замерзания канализационных труб зимой значительно эффективнее, чем другие средства. Потребление электроэнергии при этом минимальное. Если монтаж выполнен правильно, кабель многие годы будет работать без всяких поломок.
Хотите поделиться опытом, полученным в ходе укладки греющего кабеля на трубы собственной канализации на загородном участке? Есть сведения, которые могут быть полезны заинтересованным в вопросе посетителям сайта? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, задавайте вопросы и оставляйте фото по теме.
