Кабель для обогрева газовой трубы: устройство, подбор по параметрам, способы монтажа

В холодное время года случаются неприятные перебои в работе газопроводов. Возникают они не только из-за низких температур. Получить проблему можно с большой долей вероятности, если установка коммуникаций была некачественной. Тогда привычным явлением становится замерзание с остановкой движения в трубопроводе.

Для решения вопроса придется установить кабель для обогрева газовой трубы и желательно — до наступления морозов. Далее мы расскажем как правильно выбрать нагревательный кабель и поделимся тонкостями его монтажа.

Строение нагревательного кабеля

Устройство проводов для обогрева включает в себя до 5 элементов — наличие той или иной детали зависит от типа изделия, а их есть всего два, если не считать редко используемые:

• саморегулирующийся;
• резистивный.

Саморегулирующийся кабель имеет две жилы с разными фазами. По этим медным проводникам и поступает электричество. Находятся они внутри проводящей матрицы, которая нагревает кабель и выступает в роли мозга системы.

Каждая деталь этой внутренности состоит в электрической цепи с расположением ровно посередине между проводниками. Жилы питания нагревает и регулирует именно матрица.

Кроме собственного теплоизоляционного слоя, провода используют в паре с внешней изоляцией. Это необходимо для того чтобы оградить кабель от воздействия внешней среды

Основную часть кабеля всегда продевают в теплоизоляционный слой, который еще называют термозащитой или изоляционным покрытием. Теплоизоляцию обволакивают экранирующей сеткой из плоских медных пластин. Эту оплетку используют с целью защиты от электромагнитных волн извне, а еще — для подводки заземления. Находящаяся на сетке наружная оболочка — это некий щит от механических повреждений.

Резистивные кабели бывают одно- и двужильными. Соответственно, их различают по количеству проводников. Устройство напоминает саморегулирующийся вариант, но только без матричной системы. Взамен делают еще один термозащитный слой.

Саморегулирующийся нагревательный провод

Такой кабель работает подобно обычному проводнику электричества. Нагревание приводит к повышению сопротивления и по простой физической закономерности — к уменьшению силы тока. В холодных местах трубы температура провода ниже и сопротивление меньше, а по причине большей силы тока в этих точках обогреватель работает все интенсивнее.

Когда кабель включается, он постепенно наращивает мощность и в какой-то момент начинает работать на полную. Получается, что подогрев газовой трубы этот процесс ускоряет.

Саморегулирующийся кабель не прекращает свою работу. Волноваться не стоит, ведь нагревание продолжается только до достижения нужной температуры, а потом кабель функционирует с меньшей мощностью. Работа обогревателя построена вокруг заданной температуры.

Саморегулирующийся вариант греющего кабеля имеет переменное сопротивление с прямой зависимостью от температуры, поэтому мощность провода может расти сама

В газовых трубах замерзает не сам газ, а влага, в результате чего он перестает поступать. Необходимо подобрать такую температуру трубы, чтобы сделать вероятность перемерзания несущественной. Особенность саморегулирующихся моделей состоит в том, что обогрев не будет отключаться или включаться, как только газопровод станет теплее или холоднее оптимального показателя. Просто интенсивность работы сильно изменится в сторону снижения или увеличения.

В свою очередь, расходы на мощность не должны ударить по кошельку, ведь кабели потребляют примерно 10 Вт на 1 метр длины. Есть слабые модели с энергетическими затратами в пределах 5 Вт и мощные с показателем до 150. Учитывая большой выбор, всегда можно найти приемлемый вариант, чтобы позволить себе держать оборудование включенным постоянно.

Резистивная модель греющего кабеля

С одножильной разновидностью все сложнее, ведь нужно питание с двух концов с последующими ограничениями при проектировании. Второй конец возвращают к месту подключения или же прокладывают дополнительное питание к этому же, дальнему концу. В этом и заключается суть неудобств. Одножильный провод в оболочке из термопластика занимает на рынке нишу самых бюджетных обогревателей.

По принципу одножильного кабеля создали модификацию HT с 50 ваттами на 1 метр. Сфера его применения распространяется не только на трубопроводы. Одновременно с большим потреблением энергии провод HT решает вопрос экономии самого материала.

Резистивные греющие кабели производят только конкретной длиной, которую никак нельзя укоротить или нарастить — такой провод обрезать нельзя

Исходя из названия, двужильный обогреватель состоит из 2-х жил. Они не выполняют схожие функции, как в случае с матричными кабелями. Нагревательная жила работает в паре с токопроводящей, на которую отводится вспомогательная роль. С одной стороны на кабель подают питание, а с противоположной — монтируют герметичную муфту.

Проектирование и установка провода не вызовут затруднений, но муфта нередко становится проблемой. Практика показала связь поломок с этой деталью в более чем половине случаев. Для постепенной замены проблемных изделий компании-производители начали выпускать безмуфтовые варианты.

Плоский одножильный кабель модификации HT дает возможность сократить расход материала на 1 м² нуждающейся в обогреве площади газового трубопровода

Резистивным греющим кабелям присущи следующие преимущества:

• стабильность характеристик на протяжении срока эксплуатации;
• высокое тепловыделение;
• низкие цены.

Но в плане надежности они несколько уступают саморегулирующимся моделям, ведь в случае поломки приходится заменять всю секцию с проблемным местом, также у них довольно часто встречается локальный перегрев. Неудобство заключается и в том, что на подбор секций оптимальной длины придется потратить время.

Выбор идеального варианта по параметрам

Для всех наружных моделей польза определяется мощностью и равномерностью распределения тепла. В теории оба вида кабелей подходят примерно одинаково, ведь слабые стороны резистивного можно компенсировать типом установки.

В зависимости от минимальных температур в регионе подбирают кабель, достаточно устойчивый к крайним температурам окружающей среды. Может быть такое, что показатель, при котором происходит перемерзание, оказывается слишком низким и для самого обогревателя.

Есть и более однозначные ситуации. Только саморегулирующимся проводом покрывают трубопроводы с подземным расположением, ведь так выгоднее и удобнее. Тонкие газовые трубы не стоит защищать резистивным проводом — иногда случается так, что коммуникация плавится, а на месте контакта образовывается дыра.

Благодаря этой диаграмме становится понятно, насколько большое преимущество есть у саморегулирующихся кабелей: указаны параметры протяженности кабельной линии и температуры объекта нагрева

Будет неплохо, если под рукой окажется таблица теплопотерь. В ней потерю тепла определяет разница температуры трубы и окружающей среды в сочетании с соотношением диаметра трубы и толщины теплоизоляционного слоя.

Информация доступна в удобном формате — ваттах на 1 погонный метр.

Для наглядного примера энергоэффективности необходимо посмотреть в таблицу теплопотерь трубопроводов — она поможет в определении необходимой мощности кабеля для планируемой толщины утепления на трубе

Правила и рекомендации по установке

Проблемы с эксплуатацией не появятся, если соблюсти общие нормы. В соответствии с правилами установки электроприборов (ПУЭ), систему защиты от замерзания обязательно снабжают устройством защитного отключения (УЗО). Крепление на неэлектропроводные поверхности и агрегаты выполняют только с защитной оплеткой. Отделанные таким покрытием кабели устанавливают и на синтетические трубы.

При монтаже имеет значение температура воздуха: работы ведут, если он не холоднее -15 °C. Уже после установки устраивают обязательную теплоизоляцию. Для уменьшения потерь тепла толщину этого слоя подгоняют в точности под диаметр трубы. Причем превышение этого показателя ни к чему плохому не приведет, а будет только лучше.

Нагревательный провод считают функциональным, если радиус изгиба достигает минимум 3 диаметров изделия. Т. е. если радиус воображаемого круга, центр которого находится непосредственно на краю зоны изгиба кабеля, по меньшей мере втрое больше диаметра и в 6 раз больше радиуса самого провода.

На рисунке R — это радиус изгиба, dh — диаметр кабеля, A — длина согнутой части, L — длина прямой части, α — плоский угол между двумя воображаемыми прямыми, которые пересекаются в центре условного круга

После работ теплоизоляцию и сам кабель проверяют на сопротивление. Потом на траншее и трубопроводе делают отметки с предупреждением о присутствии нагревающего элемента. Дополнительно устанавливают табличку.

Монтаж кабеля позволяет проектировщикам размещать трубу в удобном месте. В таком случае нет необходимости в прокладке с учетом уровня промерзания почвы.

Способы монтажа нагревательных кабелей

Основных вариантов размещения есть нагревательного кабеля существует четыре, но наиболее часто применяются первые два:

• продольная укладка одного кабеля;
• закрепление кабеля спиралью вокруг газопровода;
• размещение нескольких нагревательных проводов вдоль трубы;
• установка волнистым контуром.

Кабель обычно проводят по нижней части трубы на уровне 4-го или 8-го часа, если представить, что ее поперечный срез — это круглый циферблат механических часов. В местах стыка — приподнимают на 60°. Это в каком-то смысле мера предосторожности: разместить греющий кабель вдали от крепежной скобы.

Есть отдельные способы прокладки в разных узлах системы. Рядом с вентилем жилу сгибают, укладывают ниже подвижной части и закрепляют стекловолоконной лентой. При волнистом или спиральном креплении шаг витка делают больше там, где есть поворот в какую-либо сторону. К примеру, на коленных соединениях.

При установке греющего кабеля возле узлов и соединений самое важное — оставить удобный доступ ко всем элементам управления

Суть монтажа предельно проста. Требуется лишь подобрать траекторию для кабеля и закрепить его сверху алюминиевой лентой. Первым делом провод фиксируют ее фрагментами. После — прижимают к трубе до плотного контакта. Большие усилия прикладывать не стоит, хватит минимального натяжения, тем более что кабель обладает способностью излишне растягиваться.

В дальнейшем понадобится фиксация лентой по всей длине кабеля:

• для улучшения теплоотвода;
• для прочности;
• чтобы избежать контакта с теплоизоляцией.

Алюминиевую ленту или же фольгу применяют для обработки труб из пластика. Так избегают чрезмерного прогрева пластмассы и добиваются более равномерного распределения тепла по всей площади и длине газопровода. Из какого бы материала ни была сделана труба, на ней устанавливают муфту и скрепляют подводящий холодный конец и нагревательный провод.

Там же, на газопроводе, размещают и датчик терморегулятора — в идеале ровно посередине между проложенными линиями. В дальнейшем понадобится утепление участка, после чего работу можно считать законченной.

Продольная установка греющего кабеля

Технически — это более простой способ. В то же время не стоит ожидать такого же эффекта, как при спиральном монтаже, когда газопровод покрывают «сеткой» из закрученного кабеля. Фиксацию выполняют параллельно трубе ближе к низу. Правила безопасности не запрещают более высокую прокладку, однако вероятность повреждений сверху по определению будет выше.

Прямолинейный монтаж греющего кабеля часто применяют для газовых, а также — водопроводных трубопроводов, канализационных и дренажных труб

Схема распределения греющих кабелей на газовой трубе прямо зависит от их количества. Одну линию прокладывают внизу соответственно 4 часу, если опять-таки представить циферблат вместо среза. Добавление второй будет означать размещение на том же уровне, но с другой стороны.

В варианте с тремя ветками их выставляют в воображаемый треугольник на нижней половине трубы, причем он должен смотреть немного вправо или влево. Из четырех кабелей уже делают правильный квадратный рисунок, и тогда два провода окажутся сверху.

Фиксация спиралью вокруг трубы

Методу отдают предпочтение в северных регионах. Вероятность замерзания влаги в газовых трубах там намного выше, поэтому площадь соприкосновения увеличивают. Зона контакта при спиральном методе покрывает трубу под разными углами, по принципу, схожему на волнистую прокладку, но еще эффективнее.

Для спирального монтажа выпускают длинные кабели. Так производители предоставляют опцию для подбора шага между витками. На практике интервал порой доводят до 5 см и меньше. Кабель тогда превысит длину самого трубопровода примерно в 2 раза.

У спирального способа монтажа больше преимуществ: в сложных ситуациях и при крайних температурах предпочтение отдают именно ему

В некоторых местах укладка кабеля оказывается затруднительной. Выходом из ситуации станет именно винтообразный монтаж, но по отличающейся технологии. Жилу сначала наматывают с запасом, а потом затягивают со сменой направления петель.

Важные нюансы установки

Успешная установка включает несколько составляющих. Первую скрипку играет алгоритм действий. Трубопровод необходимо сначала испытать и покрасить, а для установки следует подобрать подходящий день, когда не будет осадков. Мало того — прокладка некоторых кабелей возможна только одной стороной. Достаточно упустить один этот нюанс — и всю работу придется начинать заново.

Практические моменты по поводу использования нагревательных кабелей:

• чем ниже находится провод, тем лучше идут теплообменные процессы;
• клеящий слой ускоряет нагрев;
• тонкие металлические трубы нужно дополнительно изолировать фольгой или лентой, так же как и пластиковые.

Не стоит торопить процесс крепления к клапанам и резьбовым деталям. Провод следует уложить таким способом, чтобы потом беспрепятственно обслуживать, ремонтировать и заменять элементы трубы без демонтажа греющей системы.

Кабелю необходимо придать форму петли возле соединения, а потом — свернуть до состояния легкого натяжения и закрепить лентой.

Выводы и полезное видео по теме

Обзор саморегулирующегося нагревательного кабеля, включая принцип работы, варианты применения и тесты:

Наглядный пример продольной установки на тонкую трубу, также с прокладкой возле вентиля:

Кабели для установки на газопровод бывают 2-х видов: саморегулирующиеся и резистивные. Ломать голову над выбором вряд ли придется, ведь первый вариант явно лучше по сумме характеристик. Монтаж системы обогрева производят продольно, спиралью или волнистой линией.

Перед этим подбирают длину и мощность обогревателя, делают расчеты с большим количеством физических показателей. Ведь нужно понять, что происходит при обогреве газовой трубы конкретными видами греющего кабеля, и от чего стоит отказаться. После установки дискомфорт и проблемы с газоснабжением уйдут в прошлое.

Остались вопросы или можете дополнить наш материал ценными сведениями? Пожалуйста, оставляйте свои комментарии — блок для связи расположен ниже.