В категории: Актуални статии, Брой 9-10/2012, Водопровод и канализация, Електроинсталация, Отопление

Защита на тръбопроводи от замръзване и други решения с нагревателни кабели DEVI

Последната тежка зима рязко засили интереса към електрическите системи на DEVI. Преди няколко минувачи да пострадат, за огромно съжаление, уцелени от ледени висулки, и хилядократно повече хора да бъдат ударени сериозно по джоба от протекли тераси и покриви, от пълни със снежна вода подземни гаражи през тази незабравима зима, интересът, поне според барометъра на читателските запитвания, бе насочен предимно към подовите отоплителни системи. Област, в която продуктите с марката DEVI са и продължават да бъдат ненадминат лидер, включително и в нашата страна.

Факт е, че от началото на годината в редакцията на „Направи сам“ се получиха близо стотина запитвания свързани предимно с противообледенителните системи на DEVI – искания за покупка на кабели, термостати и др. елементи, търсене на съвети за изпълнение на такива системи, получихме дори и заявки за спасяване от леда през зимата на цели сгради, включително и една от най-представителните, намираща се „на пъпа“ на София. Всичко това е неочаквано, защото като издател на списание издателството ни разпространява единствено технически знания и информация. Сайтът на „Направи сам“ не функционира като електронен магазин, а издателството не извършва монтажни и ремонтни дейности.

Стремим се да не оставяме без отговор нито едно читателско запитване. Понеже проектирането и изпълнението на по-големи противообледенителни системи изисква професионална квалификация и решения, ние препращаме всички такива запитвания до представителството в България на производителя – датската фирма „Данфос“. Така читателите на списанието получават привилегията да им бъде оказана възможно най-компетентната консултация относно изпълнението на една или друга система, както и да получат препоръки за най-подходящата в случая фирма изпълнител.

Многобройните читателски запитвания до редакцията говорят за осъзнатата потребност наред с останалите инсталации, присъщи на всяка сграда, тя да има и противообледенителна система. Те говорят още за доверието на читателите към марката DEVI и към подробно разработената информация за материалите и системите на датската фирма, публикувана в общо 22 статии до момента, достъпни на сайта на списанието.

Сега ще се спрем по-подробно върху няколко по-специфични приложения на електрическите нагревателни системи, за част от които досега сме споменавали бегло, за други – не.

Защита на тръбопропроводи при ниски температури

Типичният случай, с който се е сблъсквал всеки, който има дворна чешма или живее в малка сграда с неотопляеми приземни помещения, е замръзването на водата в тръбопроводите през зимата. От крановете, най-често рано сутрин, няма дори да прокапе вода. Тава е ясно. По-страшното е, че вероятността ледът да спука я тръба, я някой от фитингите или спирателен кран, е повече от голяма. След размразяване наводнението е в кърпа вързано, а после идва и ремонтът – къртенето на стени и подове, замяна на спуканите тръби и други елементи на водопроводната инсталация. Когато това се случи в градината, копането е най-малката беда, защото често се налага разрушаване на застлани с бетон и декоративни плочи алеи. При сезонните постройки спасението е в зазимяване, т.е. изпразване на всички водопроводи, дори и продухване на системата със сгъстен въздух за по-сигурно. Ако обаче къщата се обитава целогодишно, трябва да се вземат овреме мерки, за да не се налага по тъмни зори да тичате в мазето, за да размразявате (стига това да е възможно) наскоро замръзналите тръби. Останат ли по-продължително в плен на леда, замръзването ще обхваща все по-големи участъци от тръбопровода и проблемите съответно ще нарастват.

Единственото при това ефикасно и саморегулиращо се решение са електрическите нагревателни системи на DEVI. Те се поставят не само при тръбопроводите за питейна вода, но задължително и върху тръбите, захранващи противопожарната инсталация, където я има. От отопление срещу замръзване се нуждаят и различни отвеждащи водата инсталации (например сифоните на открити тераси), защото ледът постепенно намалява проходното сечение, докато накрая наводнението е в кърпа вързано.

Има обаче и една друга група задачи, чието решение отново се възлага на нагревателните кабели на DEVI –тръбопроводи на промишлени инсталации, в които текат флуиди, чийто вискозитет зависи от температурата им и трябва да се поддържа в точно определени граници.

Във всички тези случаи решението е в разполагане по подходящ начин на плътно прилепнали и трайно закрепени към повърхността на тръбите нагревателни кабели. Нагревателната система задължително се комбинира с топлоизолация, а кабелите по цялата си дължина се закрепват чрез самозалепваща лента от алуминиево фолио. Тя изпълнява ролята на екран, който отразява обратно към тръбата топлинното лъчение от кабела. Изпълнените по този начин нагревателни системи може да бъдат изпълнени както при открити тръбопроводи, така и при вкопани в почвата – директно или намиращи се в канал.

За предпазване на водопровода от замръзване се използват две разновидности кабели на DEVI – с постоянна електрическа мощност и саморегулиращи се, при които отделяното количество топлина се променя според температурата.

Преобладаващото за момента решение са нагревателните системи изпълнени с кабел DEVIflex DTIP-10. При необходимост може да се използва и DEVIflex DTIP-18. Различието между двата кабела е в мощността им на метър дължина, съответно 10 и 18 W/m. Кабелите са двужилни, с разпределено съпротивление. Предлагат се като готови изделия с различна дължина – от 2 до 210 m при кабела DEVIflex DTIP-10 и от 7 до 155 m при DEVIflex DTIP-18. Захранването става в единия край на кабела с помощта на трижилен проводник с дължина 3 m. Кабелите имат изключително сигурна изолация, практически не се износват и не дефектират. Двата електрически проводника на кабела са свързани в другия му край, който е херметизиран с фабрична муфа. Всеки кабел трябва да се разглежда като самостоятелен нагревател, поради което не бива да се реже или снажда. Дължината му се подбира според необходимата нагревателна мощност за предпазване на тръбопровода от замръзване. За предпазване от замръзване на водата мощността се определя от диаметъра на тръбата, дебелината на топлоизолацията й и очакваните най-ниски външни температури.

Нагревателните кабели deviflex имат широко приложение и в индустрията, селското стопанство, за поддържане на тревните площи на игрища и др.

Съвсем общо казано, за тръби с външен диаметър до 50 mm дебелина на топлоизолацията около тръбата 50 mm и минимални външни температура до –30 °С за предпазване срещу замръзване е достатъчна отоплителна мощност 10 W/m. Това именно определя кабела DEVIflex DTIP-10 като най-подходящ за целта.

Необходимо е да се има предвид също така, че тази стойност не бива да се надхвърля, когато тръбите са пластмасови. При металните тръби нагревателната мощност на кабела на линеен метър може да бъде и по-висока. Когато изчислената необходима нагревателна мощност е по-голяма от мощността на кабела, тя се осигурява чрез увеличаване на дължината на кабела, поставен върху линеен метър тръба. Това става чрез закрепване по дължина на тръбата на два успоредни кабела или чрез навиване по подходящ начин на кабела около тръбата. Известно преоразмеряване на нагревателната система не вреди и не се отразява на разхода на електроенергия, защото нагревателните системи, изпълнени с кабел DEVIflex задължително се свързват с терморегулатор към електрическата мрежа и се управляват прецизно, т.е. най-икономично, от него.

Вторият вид нагревателни кабели, подходящи за защита на тръбопроводи от замръзване на водата, са саморегулиращите. За защита на тръбопроводи срещу замръзване или поддържане на оптимална вискозност на протичащия в тях флуид се използват кабелите DEVI Pipeguard 10/15/25, като цифрите показват тяхната мощност (W/m) при температура 10 °С. За поддържане на температурата на топла вода или други флуиди се използват кабелите DEVI Hotwatt 55 (8 W/m при поддържане на температура 55 °С).

Особеното при тези кабели е способността им да променят количеството на отдаваната топлинна енергия в зависимост от температурата. Те имат два паралелни медни проводника, които са свързани електрически помежду си със специален съпротивителен елемент, който отделя топлина при преминаване на електрически ток през него. Неговото съпротивление се променя в зависимост от температурата – когато тя се повиши, повишава се електрическо съпротивление, съответно силата на протичащия между проводниците ток намалява, намалява и количеството на отделяната топлина. При спадане на температурата, процесът протича в обратна посока и кабелът започва да отделя по-голямо количество топлина. Възможността за саморегулиране не само позволява кабелът да бъде свързан директно с електрическата мрежа, но го и предпазва от прегряване на дадени места, примерно на мястото на пресичане на два кабела (ако това по някаква причина бъде допуснато).

Друго много съществено предимство на този вид кабели е, че те лесно може да бъдат прекъсвани до необходимата дължина или пък да бъдат удължавани. Свързването на проводниците в края на кабела и херметизирането на съединението се извършва със специален комплект, който се продава отделно.

Кабелът DEVI Pipeguard 10/15/25 се доставя на макари с дължина 100 или 300 m в зависимост от мощността на кабела. Иначе казано, клиентът може да купи точно необходимата му дължина кабел. Този вид кабели поставят известни ограничителни условия при тяхното монтиране върху тръбата. Най-често кабелът се полага по нейната дължина. Когато обаче се налага огъване, това трябва да се прави много внимателно, винаги откъм плоската страна на кабела, като минималният диаметър на огъване от вътрешната страна на свивката е 50 mm.

За защита на тръбопроводи срещу замръзване или за поддържане на температурата на протичащия в тях флуид успешно може да се използва и друг саморегулиращ се кабел – DEVIflex DPH-10 с нагревателна мощност 10 W/m. Той има обло напречно сечение и подобно на DEVIflex DTIP-10 лесно се увива около тръбата. Характерно за този кабел е, че се произвежда на стандартни дължини – от 2 до 25 m, което улеснява монтирането му от неспециалисти. Студеният му край завършва с щепсел за директно включване към електрически контакт.

За максимално икономично отопление, въпреки възможностите им за саморегулация, при дължина на кабела над 3 m се препоръчва свързването му през терморегулатор. Неговата цена със сигурност ще бъде бързо изплатена от икономисаната електроенергия.

От обширната гама терморегулатори на DEVI за предпазване на тръбопроводите от замръзване на водата или за поддържане на дадена технологична температура на флуида в тях най-подходящи при монтиране на закрито са терморегулаторите DEVIreg 330 и DEVIreg 316, които са способни да управляват електрическа верига при максимална сила на протичащия ток 16 A. Съответно дължината на нагревателния кабел трябва да бъде съобразена и с това ограничително условие. Така например терморегулатор с максимална сила на тока 16 А може да управлява кабел DEVI Pipeguard 10 с дължина до 150 m, и до 75 m, когато кабелът е DEVI Pipeguard 25. Очевидно, че за защита на водопреносната инсталация в жилищни сгради в преобладаващия брой случаи един терморегулатор е достатъчен.

Терморегулаторът DEVIreg 330 позволява регулиране на температурата в диапазона от –10 до +10 °C , при която да включва захранването. DEVIreg 316, освен регулиране на температурата в диапазона от –10 до +50 °C, има възможност и за програмиране на минимална и максимална температура.

Моделът DEVIreg 330 се предлага в три модификации, които се различават по диапазона на поддържаната температура. За монтиране на открито подходящият влагозащитен терморегулатор е DEVIreg 610. Всеки от тези терморегулатори се командва от жичен сензор, поставен плътно върху повърхността на тръбата.

Дължината на нагревателния кабел в зависимост от неговата мощност се подбира според:

» Дължината на отопляваната тръба

» Температурната разлика (ΔT) между протичащата в тръбата вода и околното пространство

» Външния диаметър на тръбата

» Дебелината на топлоизолацията, покриваща тръбата, и нагревателния кабел.

Допълнително се отпуска дължина на кабела на местата на различни фитинги и най-вече при спирателни кранове, за да може да бъдат обгърнати чрез завиване на отпуснато от кабела „ухо“ около тях.

За удобство поместваме таблица на топлинните загуби на линеен метър тръба в зависимост от нейния външен диаметър, от разликата в температурите на водата в тръбата и външната среда и дебелината на топлоизолацията. Таблицата е съобразена с реалните условия при жилищна сграда. Така например при тръба с диаметър 3/4″ за вертикален водопроводен щранг в двуетажна сграда, очаквана минимална външна температура –25 °С, поддържана температура на тръбата +5 °С и дебелина на изолацията 30 mm от таблицата се отчита, че необходимата мощност на нагревателния кабел е 6,1 W/m. Следователно е достатъчно кабелът DEVIflex DTIP-10 да се положи по дължина на тръбата, без да се увива около нея за увеличаване на отдаваната топлинна енергия на линеен метър тръба. Ако обаче дебелината на топлоизолацията е само 10 mm, топлинните загуби, респективно необходимата нагревателната мощност, се покачва на 12,6 W/m, която трябва да се осигури или чрез увиване около тръбата на кабел DEVIflex DTIP-10 (1,3 m кабел/m тръба) или да се използва по-мощният DEVIflex DTIP-18 без да се увива около тръбата.

От таблицата се вижда, че при тръби с диаметър до 25 mm (1″), ΔT≤30 °C и дебелина на топлоизолацията 20–50 mm необходимата топлинна мощност е под 10 W/m, т.е. може да се използва една дължина кабел DEVIflex DTIP-10 или DEVI Pipeguard 10 поставен по дължина на тръбата. Една дължина DEVI Pipeguard 10 е достатъчна при тръби с диаметър до 1 1/2″, дебелина на топлоизолацията над 15 mm и температурна разлика ΔT≤25 °C.

При описаните тук начини за предпазване на тръбопровода от замръзване или за поддържане на определена температура на флуида в него, нагревателният кабел се поставя плътно върху външната повърхност на тръбите. Най-лесно това става, когато нагревателната мощност на кабела съответства или надвишава топлинните загуби на тръбата. В този случай един кабел се опъва и закрепва по дължина на тръбата. Когато се налага осигуряване на по-голяма нагревателна мощност на кабела върху всеки линеен метър тръба се поставя кабел с необходимата дължина, както вече стана дума. Закрепването му върху тръбата може да стане по два начина. Първият и по-лесен за изпълнение е кабелът да се прихване през 25–30 cm със самозалепваща се лента така, че да виси на редица от „уши“ с приблизително еднаква дължина. След това всяко от тях се увива около тръбата и така се фиксира окончателно.

Третият вариант е кабелът с необходимата за случая дължина да бъде последователно увит около тръбата. При всички случаи не бива да се допуска кръстосване на кабела, за да не прегрее на това място, а също така да се спазват изискванията за неговото огъване, според вида му. Кабелът не бива да се поставя при температури под –5 °С, а когато поради ниски температури е твърд и неудобен за навиване, предварително трябва да се загрее чрез включването му към електрическата мрежа. Това се прави само когато е в развито състояние.

След като кабелът бъде закрепен механично той се покрива по цялата си дължина с лента самозалепващо се алуминиево фолио и накрая се поставя топлоизолацията – при по-малки диаметри на тръбата може да се използва дебелостенен маркуч от порест каучук или разпенен полистирол (дунапрен).

По същия начин се постъпва и при тръби от полипропилен с една много съществена разлика обаче. Предварително цялата тръба се обвива с алуминиева лента и върху нея се увива кабела. Така се създават по-добри условия за преминаване на топлината от кабела към тръбата. Когато кабелът е един и е поставен по продължение на тръбата, алуминиевата лента може да се положи по същия начин, а той да легне плътно върху нея. След това се покрива по цялата си дължина с лента.

Температурният сензор се закрепва към тръбата също с лента от алуминиево фолио, като се поставя между навивките на нагревателния кабел. Проводникът, свързващ сензора с терморегулатора, също се закрепва с алуминиева лента. Когато кабелът е изпънат по продължение на тръбата, той се поставя от долната й страна (на 5 часа според циферблата на часовник), а сензорът – от горната (на 12 часа). Когато кабелите са два, те се позиционират съответно на 5 и 7 часа, а сензорът на 12 часа.

Предпазване на отводнителни системи от заледяване

Друго техническо решение, което е единствено по възможностите на електрическите нагревателни системи, е предпазването на отводнителните тръби и канали от запълване с лед, поради което те престават да функционират. Такива са сифоните или каналите за отводняване на тераси, за събиране на водата, стичаща се по наклонени рампи към подземни гаражи и др. За да се гарантира сигурното им функциониране през зимния период, те трябва да бъдат защитени срещу замръзване на водата. За целта в тръбите и каналите се монтират нагревателни кабели DEVIflex с мощност 30–50 W/m. Типично решение за отводнителен канал е на дъното му да се закрепят две или три дължини на кабел DEVIflex DTIP-18, с което се осигурява обща нагревателно мощност 36 W/m или 48 W/m. Конкретното решение ще зависи от климатичните условия в района и количеството стичаща се вода. Необходимо е също така кабелът да навлиза поне 50 cm в отвеждащата водата тръба. Нагревателната система се управлява с термостат DEVIreg 330 или DEVIreg 316.

Промишлени приложения

Излизаме от сферата на жилищното и обществено строителство, за да маркираме съвсем накратко няколко други приложения, в които електрическите нагревателни системи също нямат алтернатива.

Вратите на хладилните камери, и по-точно техните уплътнители, задължително трябва да се отопляват, защото поради ниските температури на въздуха в камерата, те много бързо се заскрежават и обледеняват от влагата във въздуха. Резултатът е, че вратите залепват здраво към уплътнителите и отварянето им става невъзможно докато ледът не бъде разтопен. Същата, макар и в по-малка степен опасност, заплашва през зимата и всякакъв вид врати на автомивки, гаражи и др. Решението е поставяне на кабели DEVIflex с нагревателна мощност 12–15 W/m под гумените уплътнения. При плъзгащи се портални врати релсата, върху която се движи вратата, също трябва да бъде защитена срещу обледеняване чрез монтиране на нагревателен кабел. Той се поставя, най-често в две дължини, в бетона, непосредствено под релсата. За целта е необходима нагревателна мощност около 300 W/m², което се постига с две успоредни дължини на DEVIflex DTIP-18 или DEVIflex DTCE-30. Отоплението на уплътнителите на вратите на хладилни камери трябва да работи постоянно, докато при останалите видове врати нагревателната система се управлява от терморегулатор DEVIreg 330 или DEVIreg 316.

При големите промишлени хладилни камери съществува и друг неизбежен проблем, чието решаване отново се възлага на електрическите нагревателни системи. Поради поддържането на ниски температури, независимо от дебелината на подовата топлоизолация, влагата в почвата под камерата постепенно замръзва на все по-голяма дълбочина. Ледът от своя страна причинява механично разрушаване на основите и други елементи на носещата конструкция. Решението е в изграждане на нагревателна система с мощност 15–40 W/m², която се поставя над подовата топлоизолация. Подходящи за целта са кабелите DEVIflex DTIP-18 или DEVIflex DTIP-18. Системата се управлява с терморегулатор DEVIreg 330.

Електрическите нагревателни системи намират разностранно приложение и в селското стопанство. С тяхна помощ може да бъдат създадени оптимални, максимално съобразени с изискванията за отглеждане на малки прасенца или пиленца температурни условия, при това напълно безопасно от противопожарна гледна точка, икономично и издържано откъм изискванията за поддържане на необходимата хигиена в помещенията. За целта в подовата конструкция се обособяват затопляни с различна мощност зони, чрез поставяне на кабели DEVIflex с нагревателна мощност 17–20 W/m.

Електрическото отопление е добро решение и за поддържане на оптимални за растежа на растенията температури на почвата в оранжериите през студените пролетни месеци, включително позволява отглеждане на растения, чието родина са субтропическите и тропическите пояси на земното кълбо. За целта под почвения пласт се изгражда положена върху топлоизолация нагревателна система, изпълнена с кабели DEVIflex и нагревателна мощност 17–20 W/m. Подходящият за целта термостат е DEVIreg 330.

Електрически нагревателни системи се поставят и под открити футболни или голфигрища, с което растежът на тревата се ускорява значително и те може да бъдат готови за използване около 2 месеца по-рано от обичайното, както и сезонът да бъде удължен до късна есен.

Накрая ще споменем и едно приложение, което освен за професионален безжичен обмен на информация, засяга и повечето ползватели на телевизионни програми, излъчвани от сателит. В зависимост от наклона и големината всяка такава антена има склонност да събира и задържа сняг. А щом повърхността на „чинията“ се покрие дори и със съвсем тънък слой, телевизионният сигнал изчезва докато антената не бъде почистена – било да се разчита на милостта на слънцето, или пък ръчно. В много случаи последното решение е невъзможно. Решението е елементарно и безпогрешно – няколко метра нагревателен кабел DEVIflex, който може да се включва и ръчно щом завали сняг.