Кабел за отопление на газова тръба: устройство, подбор по параметри, начини на монтаж

През студеното време на годината се случват неприятни прекъсвания в работата на газопроводите. Те възникват не само заради ниските температури. Проблемът може да се получи с голяма вероятност, ако инсталацията на комуникациите е била некачествена. Тогава обичайно явление става замръзване със спиране на движението в тръбопровода.

За решаване на въпроса ще трябва да се инсталира кабел за отопление на газова тръба и за предпочитане – преди настъпването на студовете. По-нататък ще разкажем как правилно да изберете нагревателен кабел и ще споделим тънкостите на неговия монтаж.

Строеж на нагревателния кабел

Устройството на проводниците за отопление включва до 5 елемента — наличието на една или друга част зависи от типа на изделието, а те са общо два, ако не се броят рядко използваните:

• саморегулиращ се;
• резистивен.

Саморегулиращ се кабел има две жили с различни фази. По тези медни проводници постъпва електричеството. Те се намират вътре в проводима матрица, която нагрява кабела и служи като мозък на системата.

Всяка част от тази вътрешност е част от електрическа верига с разположение точно по средата между проводниците. Именно матрицата нагрява и регулира захранващите жили.

Освен собствения топлоизолационен слой, проводниците се използват заедно с външна изолация. Това е необходимо, за да се предпази кабелът от въздействието на външната среда.

Основната част на кабела винаги се прокарва в топлоизолационен слой, който още наричат термозащита или изолационно покритие. Топлоизолацията се обвива с екранираща мрежа от плоски медни пластини. Тази оплетка се използва с цел защита от електромагнитни вълни отвън, а също и за подвеждане на заземяване. Намиращата се на мрежата външна обвивка е нещо като щит срещу механични повреди.

Резистивните кабели биват едно- и двужилни. Съответно, те се различават по броя на проводниците. Устройството наподобява саморегулиращия се вариант, но само без матрична система. Вместо това правят още един термозащитен слой.

Саморегулиращ се нагревателен провод

Такъв кабел работи подобно на обикновен проводник на електричество. Нагряването води до повишаване на съпротивлението и по проста физическа закономерност – до намаляване на силата на тока. В студените места на тръбата температурата на проводника е по-ниска и съпротивлението е по-малко, а поради по-голямата сила на тока в тези точки нагревателят работи все по-интензивно.

Когато кабелът се включва, той постепенно натрупва мощност и в един момент започва да работи на пълна мощност. Получава се, че подгряването на газовата тръба ускорява този процес.

Саморегулиращият се кабел не прекратява работата си. Не трябва да се притеснявате, тъй като нагряването продължава само до достигане на необходимата температура, а след това кабелът работи с по-малка мощност. Работата на нагревателя е изградена около зададената температура.

Саморегулиращият се вариант на нагревателния кабел има променливо съпротивление с пряка зависимост от температурата, поради което мощността на проводника може да расте сама.

В газовите тръби замръзва не самият газ, а влагата, в резултат на което той спира да постъпва. Необходимо е да се избере такава температура на тръбата, че да се направи вероятността от замръзване незначителна. Особеността на саморегулиращите се модели се състои в това, че отоплението няма да се изключва или включва, веднага щом газопроводът стане по-топъл или по-студен от оптималния показател. Просто интензивността на работа значително ще се промени в посока на намаляване или увеличаване.

От своя страна, разходите за мощност не трябва да удрят по джоба, тъй като кабелите консумират приблизително 10 W на 1 метър дължина. Има слаби модели с енергийни разходи в рамките на 5 W и мощни с показател до 150. Предвид големия избор, винаги може да се намери приемлив вариант, за да си позволите да държите оборудването включено постоянно.

Резистивен модел на греещия кабел

При едножилния вариант всичко е по-сложно, тъй като е необходимо захранване от двата края с последващи ограничения при проектирането. Вторият край се връща към мястото на свързване или се прокарва допълнително захранване до същия, далечен край. В това се състои същността на неудобствата. Едножилният проводник в обвивка от термопласт заема на пазара нишата на най-евтините нагреватели.

По принципа на едножилния кабел е създадена модификацията HT с 50 вата на 1 метър. Сферата на неговото приложение се разпростира не само върху тръбопроводи. Едновременно с голямата консумация на енергия, проводникът HT решава въпроса за икономия на самия материал.

Резистивните нагревателни кабели се произвеждат само с определена дължина, която по никакъв начин не може да се скъсява или удължава — такъв проводник не може да се реже.

Както подсказва името, двужилният нагревател се състои от 2 жила. Те не изпълняват сходни функции, както при матричните кабели. Нагревателното жило работи в двойка с токопроводящото, на което е отредена спомагателна роля. От едната страна на кабела се подава захранване, а от противоположната — се монтира херметична муфа.

Проектирането и инсталирането на проводника няма да предизвикат затруднения, но муфата често се превръща в проблем. Практиката показа връзка на повредите с тази част в повече от половината случаи. За постепенна замяна на проблемните изделия компаниите производители започнаха да пускат безмуфтови варианти.

Плоският едножилен кабел от модификация HT дава възможност да се намали разходът на материал на 1 m² от нуждаещата се от отопление площ на газопровода.

На резистивните нагревателни кабели са присъщи следните предимства:

• стабилност на характеристиките през целия експлоатационен срок;
• високо топлоотделяне;
• ниски цени.

Но по отношение на надеждност те донякъде отстъпват на саморегулиращите се модели, тъй като в случай на повреда се налага да се замени цялата секция с проблемното място, а също така при тях доста често се среща локално прегряване. Неудобството се състои и в това, че за подбора на секции с оптимална дължина ще трябва да се отдели време.

Избор на идеален вариант по параметри

За всички външни модели ползата се определя от мощността и равномерността на разпределението на топлината. На теория и двата вида кабели подхождат приблизително еднакво, тъй като слабите страни на резистивния могат да се компенсират чрез типа на инсталиране.

В зависимост от минималните температури в региона се подбира кабел, достатъчно устойчив на екстремни температури на околната среда. Може да се случи така, че показателят, при който настъпва замръзване, да се окаже твърде нисък и за самия нагревател.

Има и по-еднозначни ситуации. Само със саморегулиращ се проводник се покриват тръбопроводи с подземно разположение, тъй като така е по-изгодно и по-удобно. Тънките газови тръби не си струва да се защитават с резистивен проводник — понякога се случва така, че комуникацията се стопява, а на мястото на контакта се образува дупка.

Благодарение на тази диаграма става ясно колко голямо предимство имат саморегулиращите се кабели: посочени са параметрите на дължината на кабелната линия и температурата на обекта на нагряване.

Би било добре, ако под ръка се окаже таблица на топлинните загуби. В нея загубата на топлина се определя от разликата на температурата на тръбата и околната среда в съчетание със съотношението на диаметъра на тръбата и дебелината на топлоизолационния слой.

Информацията е достъпна в удобен формат — ватове на 1 линеен метър.

За нагледен пример на енергийната ефективност е необходимо да се погледне таблицата на топлинните загуби на тръбопроводите – тя ще помогне при определянето на необходимата мощност на кабела за планираната дебелина на изолацията на тръбата

Правила и препоръки за монтаж

Проблеми с експлоатацията няма да възникнат, ако се спазват общите норми. Съгласно правилата за монтаж на електрически уреди (ПУЕ), системата за защита от замръзване задължително се оборудва с устройство за защитно изключване (УЗО). Закрепването върху неелектропроводящи повърхности и агрегати се извършва само със защитна оплетка. Кабелите, покрити с такава обвивка, се монтират и върху синтетични тръби.

При монтажа температурата на въздуха има значение: работите се извършват, ако тя не е по-студена от -15 °C. След инсталирането се поставя задължителна топлоизолация. За намаляване на топлинните загуби дебелината на този слой се нагажда точно според диаметъра на тръбата. Превишаването на този показател няма да доведе до нищо лошо, а ще бъде само по-добре.

Отоплителният проводник се счита за функционален, ако радиусът на огъване е минимум 3 диаметъра на изделието. Тоест, ако радиусът на въображаемия кръг, чийто център се намира непосредствено на ръба на зоната на огъване на кабела, е поне три пъти по-голям от диаметъра и 6 пъти по-голям от радиуса на самия проводник.

На фигурата R е радиусът на огъване, dh е диаметърът на кабела, A е дължината на огънатата част, L е дължината на правата част, α е плоският ъгъл между две въображаеми прави, които се пресичат в центъра на условния кръг

След приключване на работите топлоизолацията и самият кабел се проверяват за съпротивление. След това на изкопа и тръбопровода се поставят маркировки с предупреждение за наличие на нагревателен елемент. Допълнително се монтира табелка.

Монтажът на кабела позволява на проектантите да разположат тръбата на удобно място. В този случай не е необходимо да се прокарва, като се отчита дълбочината на замръзване на почвата.

Начини на монтаж на нагревателни кабели

Съществуват четири основни варианта за разположение на отоплителния кабел, като най-често се използват първите два:

• надлъжно полагане на един кабел;
• закрепване на кабела спираловидно около газопровода;
• разполагане на няколко отоплителни проводника по дължината на тръбата;
• монтаж с вълнообразен контур.

Кабелът обикновено се прокарва по долната част на тръбата на ниво 4 или 8 часа, ако си представим, че напречното ѝ сечение е кръгъл циферблат на механичен часовник. В местата на съединенията се повдига на 60°. Това е в известен смисъл предпазна мярка: разполагане на отоплителния кабел далеч от монтажната скоба.

Съществуват отделни начини за полагане в различни възли на системата. В близост до вентила жилото се огъва, поставя се по-ниско от подвижната част и се закрепва със стъкловлакнеста лента. При вълнообразно или спираловидно закрепване стъпката на витката се прави по-голяма там, където има завой в някоя посока. Например на коленни съединения.

При инсталиране на нагревателен кабел близо до възли и съединения най-важното е да се остави удобен достъп до всички елементи за управление.

Същността на монтажа е изключително проста. Изисква се само да се избере траектория за кабела и да се закрепи отгоре с алуминиева лента. Първоначално проводникът се фиксира с нейни фрагменти. След това се притиска към тръбата до плътен контакт. Не трябва да се полагат големи усилия, достатъчно е минимално напрежение, още повече че кабелът има склонност да се разтяга прекалено.

Впоследствие ще е необходима фиксация с лента по цялата дължина на кабела:

• за подобряване на топлоотвеждането;
• за здравина;
• за да се избегне контакт с топлоизолацията.

Алуминиевата лента или фолио се използват за обработка на пластмасови тръби. По този начин се избягва прекомерното нагряване на пластмасата и се постига по-равномерно разпределение на топлината по цялата площ и дължина на газопровода. От какъвто и материал да е направена тръбата, на нея се монтира муфа и се закрепват захранващият студен край и нагревателният проводник.

Там, на газопровода, се поставя и сензорът на терморегулатора — в идеалния случай точно по средата между положените линии. Впоследствие ще е необходима изолация на участъка, след което работата може да се счита за завършена.

Надлъжен монтаж на греещия кабел

Технически това е по-прост метод. В същото време не трябва да се очаква същият ефект като при спиралния монтаж, когато газопроводът се покрива с „мрежа“ от усукан кабел. Фиксацията се извършва успоредно на тръбата, по-близо до долната част. Правилата за безопасност не забраняват по-високо поставяне, но вероятността от повреди отгоре по дефиниция е по-висока.

Правоинен монтаж на нагревателен кабел често се прилага за газови, както и за водопроводни тръбопроводи, канализационни и дренажни тръби

Схемата на разпределение на нагревателните кабели върху газовата тръба зависи пряко от техния брой. Една линия се полага отдолу, съответстваща на 4 часа, ако отново си представим циферблат вместо разрез. Добавянето на втора ще означава разположение на същото ниво, но от другата страна.

При варианта с три клона те се поставят във въображаем триъгълник в долната половина на тръбата, като той трябва да гледа малко надясно или наляво. От четири кабела вече се прави правилен квадратен модел, и тогава два проводника ще се окажат отгоре.

Фиксиране със спирала около тръбата

На метода се дава предпочитание в северните региони. Вероятността от замръзване на влага в газовите тръби там е много по-висока, затова площта на допир се увеличава. Зоната на контакт при спиралния метод покрива тръбата под различни ъгли, по принцип, подобен на вълнообразно полагане, но още по-ефективен.

За спирален монтаж се произвеждат дълги кабели. Така производителите предоставят опция за избор на стъпка между навивките. На практика интервалът понякога се свежда до 5 см и по-малко. Кабелът тогава ще надвиши дължината на самия тръбопровод приблизително 2 пъти.

Спиралният метод на монтаж има повече предимства: в сложни ситуации и при екстремни температури предпочитат именно него

На някои места полагането на кабела е затруднено. Изход от ситуацията ще бъде именно винтообразният монтаж, но по различна технология. Жилата първо се навива с резерв, а след това се затяга със смяна на посоката на бримките.

Важни нюанси на монтажа

Успешната инсталация включва няколко компонента. Първата цигулка играе алгоритъмът на действията. Тръбопроводът трябва първо да се изпробва и боядиса, а за инсталацията трябва да се избере подходящ ден, когато няма да има валежи. Нещо повече – полагането на някои кабели е възможно само от едната страна. Достатъчно е да пропуснете този един нюанс и цялата работа ще трябва да започне отначало.

Практически моменти относно използването на отоплителни кабели:

• колкото по-ниско е разположен проводникът, толкова по-добре протичат топлообменните процеси;
• лепилният слой ускорява нагряването;
• тънките метални тръби трябва допълнително да се изолират с фолио или лента, както и пластмасовите.

Не бързайте с процеса на закрепване към клапаните и резбовите части. Проводникът трябва да се положи по такъв начин, че по-късно безпрепятствено да се обслужват, ремонтират и заменят елементите на тръбата без демонтаж на отоплителната система.

На кабела трябва да се придаде форма на примка близо до съединението, а след това да се навие до леко опъване и да се закрепи с лента.

Изводи и полезно видео по темата

Преглед на саморегулиращия се отоплителен кабел, включително принцип на работа, варианти на приложение и тестове:

Илюстративен пример за надлъжна инсталация върху тънка тръба, също с полагане близо до вентила:

Кабелите за инсталация на газопровод биват 2 вида: саморегулиращи се и резистивни. Едва ли ще се наложи да си блъскате главата над избора, тъй като първият вариант определено е по-добър по съвкупност от характеристики. Монтажът на отоплителната система се извършва надлъжно, спираловидно или с вълнообразна линия.

Преди това се избират дължината и мощността на нагревателя, правят се изчисления с голям брой физически показатели. В крайна сметка трябва да се разбере какво се случва при отоплението на газовата тръба с конкретни видове отоплителен кабел и от какво трябва да се откажете. След инсталацията дискомфортът и проблемите с газоснабдяването ще останат в миналото.

Останали ли са въпроси или можете да допълните нашия материал с ценни сведения? Моля, оставете вашите коментари – блокът за връзка се намира по-долу.