Углубление систем наружной канализации ниже уровня замерзания грунта – задача не простая, особенно в зимний период. Альтернативным способом защиты от промерзания является использование греющего кабеля для труб канализационного коллектора. Давайте рассмотрим его особенности укладки, согласны?
Из данной статьи вы сможете узнать полную информацию касательно обогрева канализационных трубопроводов с помощью кабеля. Мы объясним механизм работы греющего кабеля и как правильно выбрать его подходящий тип. А также предоставим пошаговую инструкцию для самостоятельной укладки и установки.
Краткое содержание статьи
Почему канализация промерзает?
Проблема замерзания канализационных труб проявляется не сразу. В отличие от водопроводных систем, где поток жидкости постоянный, в канализации это не так – трубы не всегда полностью заполнены жидкой средой.
Дополнительно, сточные воды, попадают в системы, как правило, имеют более высокую температуру по сравнению с, к примеру, водой из источников. Поэтому замерзание стоков происходит постепенно.
Сначала замерзает небольшая часть содержимого трубы, затем появляется новый слой замерзших отходов и так далее. В конце концов, весь внутренний объем трубы заполняется плотной замерзшей массой, и тогда проблема становится очевидной. Усложнить ситуацию может неисправная сантехника, как, например, протекающие краны или бачки.
Небольшие объемы воды, попадающие в канализацию, быстро теряют тепло и замерзают. Даже если трубы уложены правильно и оборудованы теплоизоляцией, это не всегда предотвращает замерзание стоков. Разморозка заблокированной канализации может оказаться трудоемкой задачей и даже привести к повреждению труб, что может потребовать их замены.
Замерзание канализационной трубы может происходить постепенно, и даже малейшее подтекание сантехники увеличивает риски возникновения этой неприятной проблемы.
Поэтому рекомендуется укладывать канализационные трубы ниже уровня промерзания грунта с надлежащей теплоизоляцией. В южных регионах и средней полосе углубление траншеи вполне осуществимо, а вот на северных территориях такая задача может вызвать затруднения. В таких ситуациях использование греющего кабеля становится весьма актуальным.
Применение такого типа системы значительно сокращает объем земляных работ, так как глубину траншеи можно уменьшить до допустимого уровня, избавив себя от необходимости беспокоиться о промерзании грунта.
Как работает греющий кабель?
Греющий или электрический кабель представляет собой обогревающую систему, монтируемую на трубах, которые находятся под слоем земли. Изолированный электрокабель крепится на трубе и подключается к источнику электроэнергии. Это позволяет нагревать трубу, и, как результат, сточные воды поддерживают высокую температуру, что надежно защищает их от замерзания.
Существуют два варианта этого кабеля: для внешнего и внутреннего обогрева труб. Первый вариант размещается снаружи, а второй – внутри трубы. Установить кабель снаружи считается проще, поэтому он более популярен. Кроме того, в качестве альтернативы используется нагревающая пленка.
Применение пленки для обогрева канализационных систем достаточно редкое. Она требует обернуть всю трубу, что усложняет монтаж, но при этом обеспечивает более равномерное нагревание.
Эта пленка полностью охватывает конструкцию и фиксируется на ней. Обогрев трубы с использованием пленки более равномерный по сравнению с кабелем, она наделена меньшей мощностью, что позволяет снизить расходы на электроэнергию.
Для обогрева труб применяться могут три типа кабелей:
- саморегулирующийся;
- резистивный;
- зональный.
Саморегулирующийся кабель является наиболее удобным решением, поскольку он может автоматически регулировать температуру нагрева в зависимости от климатических условий. Сопротивление такого кабеля будет снижаться при нагревании грунта и увеличиваться при его остывании.
Данная разновидность кабеля весьма популярна в современных условиях, так как установка более проста, он надежнее и не требует дополнительных компонентов для монтажа.
Механизм регулировки температуры позволяет снижать потребление энергии, так как общее сопротивление может варьироваться по участкам трубопровода. Это гарантирует более качественный прогрев, а сам саморегулирующийся кабель будет служить дольше и не потребует установки терморегуляторов.
Резистивный кабель таких возможностей не имеет, однако отличается от саморегулирующегося меньшей ценой. При установке этого типа потребуется добавить температурные датчики и терморегуляторы для того, чтобы обеспечить изменение режима работы при изменении погоды.
Резистивный кабель стоит меньше, чем саморегулирующиеся варианты. Если вы выбрали именно его, важно тщательно рассчитать необходимую мощность, чтобы избежать перегрева.
Пренебрежение этим параметром увеличивает риск перегрева и выхода из строя кабеля. Зональный кабель также не способен регулировать сопротивление, но его работа организована так, что нагрев происходит лишь на определенных участках. Такой кабель можно резать на отдельные части, что удобно для монтажа трубопроводов со сложной конфигурацией.
Он часто используется для металлической канализации или для обогрева резервуаров. Важно заметить, что обогрев труб, залегающих в земле, не единственное применение греющего кабеля. Его также используют для обогрева труб, расположенных на поверхности или в помещениях, которые не отапливаются.
Иногда кабель монтируют только на отдельных участках системы, например, в тех местах, где трубы выходят на поверхность. Системы, устанавливаемые внутри труб, используются относительно редко. Чаще всего их применяют, если трубопровод уже установлен в земле, а монтаж внешнего кабеля потребовал бы значительного объема земляных работ.
В таком случае установка внутреннего кабеля будет гораздо более экономичной. Однако эти кабели обычно рекомендуют использовать только в трубках небольших диаметров, поскольку мощность их ограничена.
Она колеблется в пределах 9-13 Вт/м, что, как правило, недостаточно для больших канализационных труб. Длина такого кабеля, соответственно, должна соответствовать длине трубы. Внутренние греющие кабели производятся только в формате саморегулирующегося типа.
Как подобрать правильный кабель?
Выбирая правильный греющий кабель, важно не только определить его тип, но и точно подобрать необходимую мощность.
При этом следует учитывать такие важные параметры, как:
- целевое назначение конструкции (расчеты для канализации и водопровода различаются);
- материал изготовления канализации;
- диаметр труб;
- особенности участка, который нужно обогревать;
- свойства утепляющего материала.
На основе этих данных рассчитываются теплопотери на метр конструкции, подбирается тип и мощность кабеля, после чего определяется требуемая длина. Расчет можно осуществить при помощи специальной формулы, расчетных таблиц или онлайн-калькулятора.
Формула для расчета выглядит следующим образом:
Qтр – теплопотери трубы (Вт); — коэффициент теплопроводности изолятора; Lтр — длина обогреваемой трубы (м); tвн — температура внутри трубы (°C), tнар – минимальная температура внешней среды (°C); D — внешний диаметр трубопроводов с учетом теплоизоляции (м); d — наружный диаметр труб (м); 1,3 — коэффициент запаса.
После расчета теплопотерь необходимо вычислить длину системы. Для этого полученное значение нужно поделить на удельную мощность нагревательного устройства. Результат следует увеличить, учитывая дополнительные элементы обогрева. Мощность кабеля для канализации может начинаться от 17 Вт/м и превышать 30 Вт/м.
Для труб из полиэтилена и ПВХ считается, что 17 Вт/м – это максимальное значение. Применение более мощного кабеля может привести к перегреву и повреждению труб. Информацию о характеристиках изделия можно найти в его техническом паспорте.
Определить подходящий вариант с помощью таблицы немного проще. Для этого сначала необходимо узнать диаметр трубы, толщину теплоизоляции и предполагаемую разницу температур между воздухом и жидкостью внутри трубопровода. Последний показатель можно найти в справочных данных, в зависимости от региона.
На пересечении нужной строки и столбца можно найти теплопотери на один метр трубы. Далее следует рассчитать общую длину кабеля. Для этого значение теплопотерь, полученное из таблицы, нужно умножить на длину трубопровода и коэффициент 1,3.
Таблица позволяет определить величину удельных теплопотерь трубы заданного диаметра с учетом толщины теплоизоляции и условий ее эксплуатации (+)
Полученное значение делится на удельную мощность кабеля. Затем учитываются дополнительные элементы, если таковые имеются. На специализированных сайтах можно найти удобные онлайн-калькуляторы. В нужные поля следует ввести необходимые параметры, такие как диаметр труб, толщина теплоизоляции, температура окружающей среды и жидкости внутри, регион и т.д.
Такие программы обычно предлагают дополнительные функции, например, помогают рассчитать необходимый диаметр канализации, размеры слоя утеплителя, тип утеплителя и т.п.
По желанию можно выбрать способ укладки, выяснить допустимый шаг при монтаже греющего кабеля спиралью, а также получить список и количество необходимых комплектующих для установки системы.
При выборе саморегулирующегося кабеля крайне важно точно определить диаметр трубы, на которую он будет монтироваться. Например, для труб с диаметром 110 мм целесообразно использовать кабель марки Lavita GWS30-2 или аналогичные изделия других производителей. Для более узкой трубы (50 мм) подойдет кабель Lavita GWS24-2, а для еще меньшей (32 мм) — Lavita GWS16-2 и так далее.
Для систем канализации, которые не предполагают частого использования, таких как дача или дома, что посещаются изредка, не требуется сложных расчетов. Здесь достаточно взять кабель толщиной 17 Вт/м, длина которого должна соответствовать размерам трубы. Этот кабель можно устанавливать как внутри, так и снаружи труб, без необходимости установки сальника.
При выборе греющего кабеля важно учитывать его производительность в соответствии с предполагаемыми теплопотерями канализационной трубы.
Для установки кабеля в отверстии трубы следует подбирать модели с защитой от агрессивной среды, так, например, подойдет DVU-13. Иногда можно использовать модель Lavita RGS 30-2CR. Хотя это решение не идеальное, его можно считать допустимым.
Это изделие предназначено для обогрева кровли и систем ливневой канализации, поэтому защита от коррозионных веществ у него отсутствует. Использовать его в качестве постоянного решения не рекомендуется, так как при длительном эксплуатации в неблагоприятных условиях кабель Lavita RGS 30-2CR скорее всего выйдет из строя.
Правила монтажа кабеля на трубы
Процесс укладки греющего кабеля относительно прост. Обычно его фиксируют вдоль поверхности трубы в один ряд, хотя в некоторых случаях предусмотрен спиральный способ монтажа. В этом случае важно правильно соблюдать расстояние между витками, чтобы обеспечить равномерный обогрев трубы.
После крепления греющего кабеля на канализационной трубе, рекомендуется добавить слой теплоизоляции для повышения эффективности обогрева.
Пересечение участков греющего кабеля нежелательно. Закрепление кабеля осуществляется в зависимости от типа с помощью термостойкой ленты или монтажных стяжек, причём шаг между креплениями должен составлять не менее 200 мм. Для фиксации кабеля внутри минеральной оболочки используют металлические крепежи, такие как стяжные ленты или специализированный бандаж.
Чаще всего применяют термостойкий скотч, который устойчив не только к высоким температурам, но также к внешним климатическим условиям и химическим веществам. Интересно, что иногда можно использовать алюминиевую пленку для крепления, однако это может увеличить тепловую мощность в местах крепления, что не всегда является положительным и может привести к перегреву системы. Поэтому использование металлических крепежей для монтажа кабеля с полимерной изоляцией не рекомендуется, хотя в некоторых случаях применение алюминиевого скотча может быть оправданным.
Для повышения равномерности обогрева греющий кабель можно крепить на пластиковую канализационную трубу с помощью алюминиевого скотча. При укладке на полимерные трубы металл пленку устанавливают и под кабелем, и над ним, что немного увеличивает тепловую мощность и способствует равномерному прогреву системы. Чаще всего греющий кабель в канализации используется в редких случаях.
В основном таким образом обогревают небольшие участки систем, находящиеся над уровнем земли, например, насосы для перекачки сточных вод, если естественный их поток затруднен или невозможен.
При монтаже внутреннего кабеля могут понадобиться дополнительные элементы, такие как зажимная и уплотнительная муфта, соединительные муфты и набор шайб.
Для установки кабеля в уже завершенную систему потребуется сначала установить тройник, что позволит сделать отверстие для ввода кабеля в трубу.
Также может потребоваться ниппельная муфта, однако ее установка может незначительно ухудшить характеристики всей канализационной системы, так как местоположение тройника может уменьшить просвет трубы.
Это может повысить риски накопления мусора и возникновения засоров. Сложности с внутренним кабелем могут возникнуть, если трубопровод включает в себя повороты и изгибы. Очень тяжело сделать установку греющего кабеля в длинных канализационных системах.
Важно отметить, что не следует подключать систему к источнику питания, пока монтажные работы полностью не завершены. Прежде чем закрыть трубу утеплителем, необходимо тщательно проверить все соединения. Использование термодатчиков может упростить процесс определения времени активации и отключения системы.
Автоматизировать процесс возможно при помощи реле. Если мощности кабеля в одной линейной укладке недостаточно, следует рассмотреть вариант спиральной укладки или организацию двух параллельных линий. Главное, чтобы участки не пересекались и не допускали перегрева. Для достижения более равномерного обогрева иногда трубу обматывают фольгой, а затем помещают кабель сверху.
Эти примеры помогают понять, как правильно соединить питающий и греющий кабель, а также как правильно провести изоляцию.
Температурные датчики устанавливаются после того, как проведена укладка утеплителя. Сверху рекомендуется сделать разметку для обозначения положения нагревательных элементов. Для подключения греющего кабеля к электросети потребуется отрезок термоусаживаемой трубки. Затем нужно снять около 50 мм изоляции и 10 мм оплетки с конца кабеля.
Очищенные от изоляции и оплетки концы необходимо защитить термоусаживающей трубкой нужного диаметра, которую следует нагреть феном. Далее нужно зачистить около 6 мм провода, скрутить их в спираль и зажать в металлической трубке. Аналогичные действия выполняются с кабелем электропитания.
Необходимо очистить 80 мм провода от оболочки и изоляции, разделить на отдельные провода и обрезать их до 35 мм, причем один провод оставить для заземления. Также его следует зачищать на 6 мм.
Концы нагревательных и питающих кабелей соединяются в термоусадочной трубке с металлической втулкой, которая нагревается и зажимается. Место соединения обматывается термолентой, а затем закрывается еще одной защитной трубкой.
В следующей статье рассмотрим особенности выбора труб для автономных канализационных систем, с которой настоятельно рекомендуем ознакомиться.
Пример устройства обогреваемой канализации
Рассмотрим пример создания системы водоотведения для загородного дома. Согласно проекту к основной канализационной сети подключается несколько ответвлений, все они устанавливаются выше уровня сезонного промерзания грунта и оснащены греющим кабелем.
Для эффективной работы системы отопления и сохранения положительной температуры в рамках канализационной трубы коммуникации прокладываются в утепленных траншеях:
Галерея изображений
В данном примере невозможно расположить системы водоснабжения и водоотведения ниже уровня промерзания, поэтому был выбран вариант прокладки в бетонных лотках, с дальнейшей установкой греющего кабеля.
Для утепления траншей был использован экструдированный пенополистирол марки Техноплекс. Данный вид утеплителя практически не впитывает влагу, не разбухает, не теряет своей формы и остается эффективным за счет своей низкой пористости.
Перед началом установки системы производится сборка для примерки и определения мест расположения ревизий, мест подключения веток и расположения функциональных узлов.
К стенкам и дну бетонных лотков крепят утепляющие плиты с помощью грибков — телескопического крепежа с пластиковыми головками. В днище лотков прямо под отверстиями ножом вырезают отверстия в утеплителе для стока влаги и конденсата.
Для обеспечения самотока канализационных труб укладываются с необходимым уклоном, который варьируется в зависимости от диаметра труб.
Для соблюдения уклона канализационные трубы фиксят при помощи хомутов и шпилек, постоянно контролируя уклон с помощью строительного уровня.
Уклон необходимо соблюдать не только в основной магистрали, ведущей к септику или накопительной емкости, но и в ответвлениях системы.
После сборки производится проверка герметичности системы. Простейший способ заключается в заливке в канализацию нескольких ведер воды. Если будут выявлены неполадки, проблемные участки потребуется исправить.
