Topný kabel pro plastové trubky – zvažme chyby při instalaci, princip fungování kabelu a jejich typy

V podmínkách naší země je problém zabránění zamrzání potrubí ve vodovodním nebo kanalizačním systému aktuálnější než kterýkoli jiný. Klimatické podmínky, za kterých hloubka zamrznutí půdy ve většině regionů, s výjimkou jižních, dosahuje 2 metry nebo více, naléhavě vyžadují ochranu potrubí před zamrznutím pomocí topného kabelu.

V takové situaci totiž nejde jen o zastavení dodávek vody nebo odvádění odpadních vod, ale i o nutnost rozsáhlých oprav s výměnou úseků sítě.

Řešením tohoto problému je přídavný ohřev potrubí, ke kterému se používá topný kabel pro plastové trubky.

Princip fungování kabelového vytápění

Použití plastových trubek je stále populárnější, vzhledem ke skutečnosti, že tyto výrobky jsou zřídka zničeny zmrazením, protože materiál výroby je sám o sobě plast. Topný kabel pro odmrazování plastových trubek se však používá stále aktivněji, protože umožňuje vyhnout se rozsáhlým opravám a pokračovat v provozu potrubí.

Topným prvkem v takových systémech je drát vyrobený ze slitiny nichromového typu, pokrytý tepelně odolným pláštěm. Přímo v kontaktu s nimi jsou umístěny drenážní dráty, jejichž účelem je rovnoměrné rozložení tepla po průřezu kabelu, což je usnadněno vysokou tepelnou vodivostí materiálu.

Tyto prvky jsou vyrobeny z měděných drátů. Z prvních dvou složek se teplo přenáší do pláště z hliníkové slitiny s vysokou tepelnou vodivostí a je rovnoměrně rozloženo po povrchu vodiče. Hliníková vrstva navíc dodává topnému kabelu další pevnost.

Konečný povlak vodiče je tepelně odolný fluorový plast. Toto provedení kabelové trasy pro ohřev plastových potrubí zajišťuje její odolnost a funkční vlastnosti.

Jak nainstalovat topný kabel uvnitř potrubí

Kromě uvedených komponentů je do konstrukce výrobku často zavedeno i signální jádro s čidlem, které reaguje na pokles teploty topného kabelu a vyšle signál k sepnutí relé okruhu regulace topení.

Je vhodné použít takovou topnou konstrukci pro plastové trubky pro venkovské domy a venkovské domy, kde jsou lidé pravidelně přítomni.

Typy topných kabelů

Na základě principu činnosti jsou topné kabely k dispozici ve dvou modifikacích:

• odporový;
• samoregulační.

První po zapnutí pracují neustále, ohřívají vodu v hlavní na teplotu + 5 až + 13 stupňů, což závisí na průřezu potrubí a výkonu topného kabelu. Odporové šňůry mohou být jednožilové nebo dvoužilové, rozdíl mezi nimi je pouze ve schématu zapojení.

Princip činnosti samoregulačního kabelu je založen na vlastnosti většiny vodičů měnit svůj odpor při změně okolní teploty. Jak se vodič ochlazuje, zvyšuje se jeho odpor a následně i stupeň zahřívání.

Princip činnosti samoregulačního vodiče je mnohem složitější a materiál hlavního prvku je poměrně drahý. V důsledku toho je cena takového kabelu pro vytápění plastových vedení od 300 rublů za lineární metr a to je pouze spodní hranice.

Při jeho použití je však zaručena téměř konstantní teplota vodovodních nebo kanalizačních systémů a plastová trubka nebude vystavena deformaci a zničení.

Při instalaci topného kabelu se často používají termostaty pro zapnutí/vypnutí topného systému při změně teploty vody v komunikaci. Taková zařízení nejsou levná, ale je třeba je používat v obytných budovách s pravidelnými návštěvami. Kromě integrity systému přispívají zařízení k významným úsporám energie.

Instalace vyhřívaného potrubí

Hlavním požadavkem pro taková připojení ke zdroji je umístění vývodu pod zámrznou hloubkou půdy. Tento faktor závisí na klimatických podmínkách oblasti.

Topný kabel pro vodovodní potrubí

Pro Moskevskou oblast je to asi 1,8 metru, v Čeljabinské oblasti – 1,9. Představme si situaci, kdy by přívodní úsek měl být dlouhý 10 – 15 metrů s hloubkou výkopu více než 2 metry (do 30 cm bude drenážní vrstva). Zároveň by jeho šířka měla zajistit pohodlnou práci bagru. Je čas si zde objednat bagr!

Při použití tras topných kabelů stačí vykopat výkop o hloubce až 50 cm a šířku řádu 30. Nezbytná je také drenáž. Plastová trubka s topným kabelem musí být položena volně, ne pod napětím.

Při takovém umístění potrubí je jeho deformace v důsledku pohybů zeminy nevyhnutelná, ale v případě použití plastových výrobků nejsou nebezpečné díky plasticitě materiálu.

Kabel pro ohřev plastových trubek lze na něj umístit různými způsoby:

• navíjení na trubku

Tento typ upevnění zajišťuje největší kontaktní plocha předmětu a topného tělesa. Upevnění se provádí metalizovanou páskou v příčném a podélném směru;

• položení ohřívače podél stěny potrubí rovnoběžně s jeho osou

Při takovém umístění tepelného zářiče se na různých stranách potrubí položí jeden nebo dva závity. Upevnění se provádí stejným způsobem;

• umístění ohřívače do potrubí. Tuto operaci je nejlepší svěřit zkušeným odborníkům, protože může poškodit drát, což povede k jeho rychlému selhání.

Instalace kabelu v plastových trubkách se provádí pomocí speciálně navrženého T-kusu s krimpovacím prvkem pro utěsnění výstupu vodiče. V závislosti na průřezu kabelu, který zabírá část průřezu vodovodního potrubí, se přívodní potrubí volí větší.

Aby se zabránilo tepelným ztrátám do okolí, jsou vytápěné trubky ve všech případech vybaveny dodatečnou tepelně izolační vrstvou z odnímatelných izolantů, vinutím porézních plošných izolantů nebo konvenční rolovací izolací. K její ochraně se používají různé materiály od střešní lepenky až po kovovou fólii.

Instalace kabelu v plastových trubkách s vnitřním uložením se nepoužívá k ohřevu odvodňovacích kanálů. Takové kanály často obsahují chemicky aktivní látky, které mohou v krátkém čase způsobit značné poškození hlavního potrubí.

Zvláštností odvodňovacího systému je nutnost jeho instalace se sklonem nejméně 5 stupňů směrem k kanalizačnímu potrubí. Pokud má lokalita vlastní úpravnu vody nebo sběrač vody, je třeba je izolovat a vytápět samostatnými zařízeními.

Topné kabely se často používají k odmrazování odpadních trubek, aby se zabránilo jejich zničení. V tomto případě se používají výkonnější tepelné zářiče s výkonem 30–50 W na metr.

Kabel pro odmrazování plastových trubek odvodňovacích systémů musí mít stejnou kapacitu.

Chyby při instalaci topných kabelů

Podívejme se na typické chyby při instalaci topných systémů:

• Instalace ohřívačů v hloubce vedení pod úrovní mrazu půdy, lze to považovat za neproduktivní výdaje. V tomto případě stačí instalovat lokální vytápění v rizikových oblastech, kde je hloubka systému nedostatečná. Takovým místem je zpravidla vstupní bod do domu;
• někteří spotřebitelé se domnívají, že topný systém může nahradit izolaci potrubí, což není pravda. Bez vnější izolace získají neúčinný topný systém, který nezachrání před mrazem;
• Je mylné se domnívat, že topné potrubí by mělo fungovat nepřetržitě, často to není nutné a spotřeba energie při spotřebě 18 W na metr může činit značné množství. Dodatečné náklady na automatické zapínání/vypínání vytápění pomocí teplotních senzorů se v tomto případě vyplatí v co nejkratší možné době.

Není vždy možné položit vodovodní a kanalizační systémy pod bod mrazu půdy. Izolace tepelně izolačními materiály může být neúčinná, zejména v drsných klimatických podmínkách, v místech vstupu a výstupu komunikací. Spolehlivou alternativou je instalace topného kabelu pro vodovodní a kanalizační potrubí.

Typy topných drátů s charakteristikami

Topné dráty přeměňují elektrickou energii na teplo díky vysokému vnitřnímu odporu. Jedná se o flexibilní výrobky, které lze pokládat na povrchy jakékoli konfigurace. Drát má alespoň 2 vrstvy spolehlivé izolace, která chrání před škodlivými vnějšími vlivy. Konstrukce může zahrnovat fóliové stínění nebo měděné opletení, které zabraňuje zkratům a neutralizuje magnetické pole.

Existují dva typy topných drátů: odporové a samoregulační. První typ je založen na schopnosti kovů zahřívat se při průchodu elektřiny. U samoregulačních provedení je teplo generováno speciální matricí a vodiče zůstávají studené.

Hlavní charakteristikou všech topných kabelů je jejich spotřeba elektrické energie na 1 běžný metr. Pro umístění topného tělesa uvnitř potrubí stačí 10 W/m. Venkovní instalace vyžaduje zvýšení měrného výkonu od 20 W/m a více.

Při výběru topného drátu se berou v úvahu i další vlastnosti, včetně:

1. Maximální přípustná délka vedení s přihlédnutím k odbočkám. Parametry jsou přímo ovlivněny tloušťkou, měrným odporem vodiče a počtem žil. Pokud je překročena přípustná délka, může dojít k selhání celého topného systému.
2. Maximální provozní teplota – charakterizuje schopnost produktu ji dlouhodobě udržovat. Vyrábějí se 3 řady, z nichž každá je navržena pro provoz ve vhodných podmínkách.
3. Maximální přípustná teplota ve vypnutém stavu.

Vyrábějí se topné kabely s kulatým a plochým průřezem. Ty jsou vhodnější pro venkovní umístění. Prodávají se kompletně s vodičem pro spínání s pracovní částí. Pro ekonomickou spotřebu energie se používá teplotní čidlo s automatickou regulací. Používají se samoregulační varianty s kompaktním termostatem, který se instaluje na přívodní vedení.

Odporové – výhody a nevýhody

Odporový kabel se vyznačuje jednoduchou konstrukcí a nízkou cenou.

Vyrábějí 3 druhy produktů:

• jednojádrový;
• dvouvodičový;
• zonální.

Vyrábějí se s přednastavenými charakteristikami – délkou a výkonem. Zvláštností je stejný ohřev po celé délce. Nelze je zkrátit, měl by se použít celý drát, i když je jeho průměr větší, než je požadováno. Při řezání se odpor zvyšuje. To vede ke zvýšení teploty ohřevu, v důsledku čehož se izolace taví a systém se rozpadá.

Instalace vyžaduje mimořádnou opatrnost – pokud je kabel v některém úseku poškozen, bude nutné vyměnit celý systém. Výjimkou jsou zónové konstrukce s paralelním zapojením topných těles. Odporové výrobky nelze použít pro pokládku uvnitř potrubí – hlavice teplotního senzoru překáží. Musí být umístěn vedle kabelu, takže externí instalace také není příliš pohodlná. Výhodou je relativně nízká cena ve srovnání se samoregulačním vodičem.

Jednožilové

Nejjednodušší návrh několika prvků zahrnuje:

• topné kovové jádro;
• vnitřní izolace;
• měděný stínící opletení;
• vnější izolant.

Maximální ohřev až do +65°C. Nevhodné pro vytápění potrubí: oba protilehlé konce, které jsou někdy umístěny ve velké vzdálenosti, musí být připojeny ke zdroji proudu.

Dvoujádrové

Rozdíl oproti jednožilovému produktu není jen v počtu vodičů, ale také v samotném provedení:

• 2 topné dráty jsou umístěny každý ve vlastní izolaci;
• třetí drenáž se nachází vedle nich (holá);
• všechny dráty jsou pokryty fóliovým sítem;
• Tepelně odolná izolace slouží k vnější ochraně.

Jednojádrové a dvoujádrové výrobky zajišťují rovnoměrné vytápění po celé délce.

Zonální

Tento typ odporového kabelu má nezávislé topné sekce. To je zajištěno konstrukčními vlastnostmi. Vodič se skládá ze 2 žil s izolací, na kterých je namontována topná spirála. Ve stejných vzdálenostech je střídavě spojena pomocí kontaktních okének s vodivými žilami. Vznikají paralelní nezávislé topné zóny o maximální délce 2 m.

Tento systém má oproti předchozím výhodám. Má stabilní napájení, nezávislé na venkovní teplotě. Hlavní výhodou je však možnost zkrátit kabel v závislosti na požadované délce v místě zónového kontaktu. Část vodiče – koncová část před prvním kontaktem – lze použít k připojení ke zdroji napájení.

Samoregulace – výhody a nevýhody

Princip fungování samoregulačního kabelu se liší od principu fungování odporového kabelu.

Toto je zakotveno v samotném návrhu, který se skládá z následujících prvků:

• 2 měděné dráty v termoplastické matrici;
• 2 vrstvy vnitřní izolace;
• měděný oplet;
• vnější izolace.

Vlastnosti zařízení vedou k výhodám, mezi které patří:

1. Univerzální použití. Používá se k vytápění potrubí zevnitř i zvenku, stejně jako nádrží a střech.
2. Úsporná spotřeba energie. Samoregulace je navržena tak, aby oblast s minimální teplotou měla největší vytápění, teplé sekce spotřebovávají méně proudu.
3. Pohodlná instalace. Drát lze stříhat dle speciálního značení, prodlužovat, bez obav ze ztráty funkčnosti. Nebojí se překrývání.
4. Neexistují žádné zóny přehřívání ani chladu. Délka neovlivňuje přenos tepla.

Jedinou nevýhodou jsou vysoké náklady – nejlevnější samoohřívací kabel je dvakrát dražší než odporový. Má však dlouhou životnost – až 2 let.

Princip funkce samoregulačního kabelu

Tepelná regulace se provádí polymerní matricí obsahující uhlík. Pod jejím vlivem vznikají vodivé spoje s různou pevností v závislosti na teplotě. Po připojení produktu prochází vodiči a uhlíkovými kontakty proud, který matrici zahřívá. Zvýšení teploty zvětšuje vzdálenost mezi jejími grafitovými složkami, což vede ke zvýšení odporu. Síla proudu klesá a dochází k ochlazování. Tímto způsobem se provádí kontinuální tepelná regulace topného kabelu.

Technika připojení kabelu pro topné trubky

U všech typů topných výrobků je během instalace nutné izolovat konec a připojit jej k připojovacím vodičům. K provedení těchto prací budete potřebovat malou sadu nástrojů a materiálů. Pro stavební práce se používá nůž, kleště, boční štípačky a fén.

Sada materiálů obsahuje izolační trubice a návleky různých délek a průměrů, které se používají jako koncovky. Izolační materiál je speciální, smrštitelný, s vrstvou lepidla nanesenou uvnitř, což pomáhá zlepšit kvalitu ochrany spojení. Pro izolaci konce kabelu si můžete místo smrštitelné trubice zakoupit hotovou zástrčku.

Instalace koncové spojky se provádí v následujícím pořadí:

• odřízněte 2 cm vnější izolace;
• odstraňte cop;
• nasaďte si rukávník a zahřejte ho fénem;
• sevřeno kleštěmi.

Pokud pracujete se samoregulačním výrobkem, zkraťte jeden drát spolu s matricí o 10 mm, abyste získali 2 dráty různých délek. Místo drahé zástrčky můžete použít smršťovací bužírku. Nasaďte ji na připravené dráty, zahřejte ji fénem a naplňte lepidlem z horkovzdušné pistole. Pro spolehlivost ji můžete omotat izolační páskou.

Postup pro připojení 2 sekcí nebo připojení napájecích vodičů je velmi podobný. Pokyny krok za krokem jsou jednoduché:

1. Obecná izolace se uřízne nožem, dráty se uvolní. Jeden z nich se zkrátí a vytvoří se žebřík. Totéž se provede s druhým kusem.
2. Konce vodičů se odizolují a na každý z nich se nasadí smršťovací bužírka. Na jeden z vodičů se nasadí běžná dlouhá bužírka.
3. Odizolované konce se zasunou do objímek a upnou. Začněte s kratším drátem. Na druhé straně se zasunou a upnou žíly druhého kabelu. Pevnost spojení se ujistíte tahem v různých směrech.
4. Malé tepelné trubice se vytáhnou, ofuknou fénem a stlačí. Stejná operace se provede s obecnou tepelně izolační spojkou.

Video: Jak připojit topný kabel

Při instalaci existují určité nuance. Zejména kabel má opletení a mnozí nevědí, co s ním. Slouží k uzemnění, které by mělo být provedeno podle všech pravidel nebo opuštěno. Existuje několik možností, jak v tomto případě postupovat, a každá vyžaduje svůj vlastní přístup. Po zhlédnutí videa bude jasné, jak připojit topný kabel, na které body je třeba věnovat zvláštní pozornost.

Jak nainstalovat a připojit odporový vodič vlastníma rukama

Pro instalaci se nejčastěji volí lineární metoda, při které je drát umístěn a upevněn vně potrubí. Pokud se jedná o plast, pak má materiál nízkou tepelnou vodivost – při přísném dodržování technologie je možné dosáhnout dobrého vytápění. Vysokého tepelného výkonu se dosahuje pomocí speciálních trubek se zapuštěným kanálem pro topný drát.

Lineární upevnění topného tělesa se provádí v následujícím pořadí:

1. Hliníková fólie se lepí v pásu po celé délce polymerového potrubí zespodu – tím se zvyšuje přenos tepla. U kovových trubek to není třeba dělat. Jsou očištěny od rzi a všeho, co může poškodit izolaci.
2. Natáhněte drát. Každých 30 cm je svázán lepicí páskou. Pokud výkon jednoho drátu nestačí, položte 2 nebo více paralelně, ale s mezerou mezi nimi.
3. Podél horní části potrubí je nalepena hliníková páska. Snaží se zajistit těsný kontakt mezi kabelem a potrubím. Vodiče teplotního senzoru a samotný senzor jsou připevněny samostatně příčnými páskami.
4. Elektrický kabel se navíc zajistí plastovými svorkami, pokud není zajištěna hustá vnější tepelná izolace. Ty udrží vodiče na místě, pokud se hliníková fólie odloupne.
5. Po dokončení instalace nainstalujte tepelnou izolaci a utáhněte ji svorkami.

Druhou metodou instalace topného kabelu pro vodovodní systém je spirála. Jeho použití zvyšuje vytápění po celé délce nebo v obzvláště nebezpečných místech vstupu do domu, umístění kohoutků. Drát se pokládá opatrně, bez ostrého ohýbání.

Práce se provádí v tomto pořadí:

• plastová trubka je po celé délce omotaná metalizovanou páskou;
• elektrický kabel je navinutý do spirály;
• zajistěte lepicí páskou po celé délce;
• Teplotní senzor a jeho vodiče jsou zajištěny svorkami;
• Nainstalujte izolaci a zajistěte ji páskami.

Je pohodlnější nejprve uvolnit spirálové vinutí elektrického kabelu s prověšením a poté jej postupně otáčku po otáčce utahovat, aby se dosáhlo těsného kontaktu s potrubím. Současně drát upevněte. Vzdálenost mezi závity je 4-5 cm. U vstupu komunikací do domu, v místech, kde jsou instalovány uzavírací ventily, jej naviňte pevněji.

Instalace teplotního čidla má jednu jemnost – je izolováno od elektrického kabelu, ale ne od potrubí. Termostat se montuje v místnosti vedle elektrického panelu nebo do něj, pokud má zařízení speciální držák. Připojení k síti se provádí pomocí 6A automatu. Doporučuje se instalovat proudový chránič nejbližší vyšší jmenovité hodnoty se svodovým proudem 30 mA. Kabel a čidlo se připojují podle schématu na termostatu.

Instalace samoregulačního kabelu

Výrobky se prodávají v metráži, kdy se z cívky uřízne požadovaný kus, nebo jako sada požadované délky. V druhém případě má elektrický kabel vše pro instalaci, včetně spojek pro instalaci uvnitř potrubí. Polypropylenové trubky jsou potaženy fólií pro dosažení rovnoměrného rozložení tepla.

Používají se lineární a spirálové metody pokládky, přičemž pro vnitřní instalaci je vhodná pouze první z nich. Teplotní čidlo se nepoužívá, ale lze použít malý termostat, který se instaluje na přívodní vodič studeného kabelu. Kabel se při lineární pokládce umístí venku pod potrubí ve spodní části, mírně posunutý do strany. Odbočná trubka jej pak ochrání před pohybem zeminy. Pokládka jakoukoli metodou venku se neliší od technologie použité s odporovým ohřívačem.

Je nutné provést důkladnou izolaci potrubí. Používají se pěnové plastové skořepiny, minerální vlna, pěnové tepelné izolanty. To zabrání úniku tepla ven.

Video: Instalace samoregulačního topného drátu uvnitř potrubí

Položení topného kabelu uvnitř potrubí je účinný a ekonomický způsob, jak zabránit zamrznutí. Vzhledem k tomu, že zabírá určitý prostor, používá se ve vodovodních potrubích s průřezem 1.

Na hlavním vedení, které je předem připraveno pro instalaci topného drátu uvnitř, jsou instalovány odpaliště pro vstup elektrického kabelu. Pro utěsnění se používají tvarovky s průchodkami.

Video podrobně ukazuje vlastnosti instalace topného kabelu uvnitř potrubí.