Системы обогрева на основе греющих кабелей широко применяются для защиты труб от промерзания. Их устанавливают на трубы, проложенные открытым способом, вводы и выводы водопроводных, самотечных канализационных и водопроводных коммуникаций.
Системы также применяют в промышленных трубопроводах для поддержания заданной температуры в системах горячего водоснабжения и жидких сред на производстве, защиты от загущения или парафинизации нефтепродуктов, дренаже кондиционеров.
Обогрев позволяет исключить образование ледяных пробок, разрыв и растрескивание труб при замерзании воды, охлаждение жидкости ниже допустимой по условиям технологического процесса температуры.
Принцип работы и особенности
Система обогрева труб состоит из греющего кабеля, датчиков и устройства управления. Первый служит нагревательным элементом, в проводе электрическая энергия преобразуется в тепловую. Греющий кабель может размещаться как внутри, так и снаружи трубы.
Провода для обогрева труб отличает:
- Стойкость к перепадам температуры, среде внутри трубопровода, солнечному свету, механическим повреждением и другим неблагоприятным воздействиям окружающей среды.
- Несколько слоев изоляции. К кабельным системам обогрева предъявляют высокие требования электробезопасности, для исключения замыканий или утечек тока их порывают многослойной изоляцией.
- Повышенная гибкость. Трубопровод часто имеет сложную форму, для обеспечения обогрева заданных участках греющий кабель значительно изгибают.
Датчики предназначены для контроля температуры нагревательного элемента или трубопровода в местах размещения системы обогрева. Выводы устройств соединены с терморегулятором устройства управления.
Шкаф или бокс управления предназначен для защиты от утечек тока, коротких замыканий, задания режима работы системы обогрева и состоит из автоматического выключателя, УЗО, терморегулятора.
Виды греющего кабеля для труб
Разливают 2 вида кабелей для обогрева труб: саморегулирующийся и резистивный. В первом случае жилы произведены из полупроводниковой й матрицы. Его сопротивление зависит от температуры, чем выше нагрев, тем меньше сопротивление. Соответственно, такие провода регулируют температуру сами, что позволяет в ряде случаев обойтись без терморегуляторов. Кроме того, системы обогрева на основе саморегулирующих проводов позволяют отапливать только определенные участки трубопровода.
Жилы резистивного провода изготовлены из металлов с высоким сопротивлением. Принцип их действия аналогичен обычным ТЭНам. Системы на основе проводов резистивного типа требуют обязательной установки регулятора нагрева. К их преимуществам относят относительно низкую цену, резистивные кабели применяют при значительной длине трубопровода.
Различают также двужильные и одножильные нагревательные кабели. Первые можно подключать к сетевому проводу или терморегулятору с одного конца. Одножильные провода присоединяют с обоих концов.
Требуемая мощность
Мощность нагревательного кабеля для труб рассчитывают в следующей последовательности:
- Определяют погонные потери тепла трубопровода. Для этого применяют таблицы, графики и методики производителей систем кабельного обогрева, где учтены диаметр труб, температуры окружающей среды и транспортируемой жидкости, наличие или отсутствие теплоизоляции, способ прокладки трубопровода.
- Выбирают способа монтажа: внутри или снаружи трубы. При этом принимают во внимание теплоотдачу кабеля при каждом способе прокладки.
- Рассчитывают длину нагревательного кабеля. Тепловую мощность подбирают с запасом 30% от расчетных потерь. Если они не превышают 7 Вт/м, достаточно одной линии в трубе, при большей величине прокладывают 2 линии или наматывают кабель в спираль снаружи.
После выполнения расчетов и выбора длины нагревательного элемента приступают к монтажным работам.
Монтаж кабельных систем обогрева труб
Монтаж и подключения должны выполняться квалицированным персоналом с электротехническим образованием, по требованиям производителя, техники безопасности и ПУЭ. При этом необходимо:
- Выполнить схему с указанием расположения муфт, шага витков, холодного конца.
- Устанавливать датчики в местах наиболее низкой температуры трубопровода.
- Защищать систему автоматическим выключателем и устройством защитного отключения (УЗО) с отключающим током утечки 10-30 мА (в значимости от требований ПУЭ для конкретных условий).
- Надежно заземлить греющий кабель в как указано в ПУЭ. Заземляющий проводник подключают к общему контуру объекта или к местному заземлению, организованному по правилам электробезопасности.
- Определить сопротивление изоляции. Измерения проводят до и после монтажа, полученные значения должны быть в допустимом интервале, указанным производителем.
При выполнении работ запрещается уменьшать радиус изгиба меньше допустимого, подвергать греющий кабель механическим воздействиям, выполнять монтаж при температуре ниже, указанной в паспорте величины.
Допускается пересечения нескольких кабельных линий (для нагревательных элементов саморегулирующегося типа), разогрев изделия перед укладкой кратковременной подачей напряжения.
Греющие кабели укладывают 2 способами: наружным и внутренним. Рассмотрим каждый метод подробнее.
Снаружи трубы
Для монтажа кабеля греющего в трубу водопровода требуются: тройник и соединительная герметичная муфта. Работы проводят в следующей последовательности:
- Устанавливают тройник в трубу.
- Монтируют корпус муфты на тройник.
- Собирают муфту с надетым на сальник кабелем, греющий элемент обладает достаточной жесткостью, чтобы не изгибается внутри.
- Затягивают зажимную гайку до сопротивления усилию.
Далее защищают трубопровод теплоизоляцией, измеряют сопротивление изоляции греющего элемента, выполняют электрические подключения, проверят качество работ.
Внутри трубы
Монтаж греющего провода снаружи трубы включает:
- Намотку изделия, перед укладкой на пластиковый трубопровод, предварительно наматывают алюминиевую ленту в местах соприкосновения кабеля с трубой.
- Фиксацию специальной алюминиевой лентой по всей длине трубы.
- Укладку теплоизоляционного материала.
- Выполнение электрических подключений и проверку качества работ.
Кабельные системы обогрева не требуют технического обслуживания, обеспечивают надежную защиту от промерзания, поддерживают заданную температуру жидких сред в технологическом трубопроводе. При правильном выборе и отсутствии ошибок монтажа, такие системы служат десятки лет.