Кабельные системы обогрева

Технология устройства кабельной системы защиты теплоизолированных трубопроводов от промерзания

Данное руководство предназначено для установки и обслуживания саморегулирующегося нагревательного кабеля только на теплоизолированные трубы. Разработано на основе использования саморегулирующихся кабелей производства компаний «Raychem» и «ЕЬесо».

Внимание! Установка под напряжением, установка поврежденных компонентов или поврежденного нагревательного кабеля, а также неправильная установка, открытая для проникновения воды или грязи, может вызвать искрение, поражение электрическим током или пожар. Не соединяйте проводники саморегулирующего нагревательного кабеля между собой, так как это может повлечь за собой короткое замыкание. Каждый неподсоединенный конец нагревательного кабеля должен быть защищен конечной муфтой.

Выбор нагревательного кабеля

Электронагревательные кабели применяются для защиты от промерзания трубопроводов, расположенных над землей или на глубине промерзания. Такие трубопроводы максимально подвержены прямому воздействию холода, поэтому необходимо обеспечение их хорошей теплоизоляцией. В качестве теплоизоляции могут быть использованы такие материалы, как вспененная пластмасса, минеральная вата, любые другие материалы, обладающие не худшими изолирующими свойствами, чем у упомянутых материалов. Толщина изоляционного слоя может составлять от 30 мм и более. Теплоизоляция трубопровода должна быть защищена от воздействия влаги, которая разрушает теплоизоляцию и снижает ее эффективность, слоем гидроизоляции. Величина тепловых потерь зависит от размеров трубопровода, вида и толщины теплоизоляции, от наружной температуры. Величина тепловых потерь рассчитывается по формуле:

Q = 2π*Km*L*(Tr-Tu)/Ln*(D/d),

где Q - тепловые потери, Вт; D - наружный диаметр трубы с изоляцией, м; d - диаметр трубы без изоляции, м; π - число "пи" (3,14...); L - длина трубы, м; Tr - температура среды внутри трубы, °С; Tu - наружная температура °С; Km - коэффициент теплопроводности изоляции, Вт/м*°С.

Для типового теплоизоляционного материала величина Km составляет 0,04 Вт/м°С. По табл. 39 можно определить величину Ln X (X = D/d).

*Таблица 39*
X	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0	6,0
Ln	0,0	0,4	0,7	0,9	1,1	1,3	1,4	1,5	1,6	1,8

Такой расчет можно выполнить, используя табл. 40, где ΔТ - разница между требуемой температурой внутри трубы и максимально возможной отрицательной наружной температурой. Например, для трубы диаметром 80 мм при толщине теплоизоляции 50 мм и разнице температур 40°С (температура внутри +5°С, минимальная температура снаружи -35°С), расчетная величина тепловых потерь на 1 м трубы составляет 13 Вт/м (см. табл. 40).

*Таблица 40*
Толщина изоляции, мм	ΔТ	Диаметр трубы без теплоизоляции (в дюймах и в мм)
Толщина изоляции, мм	ΔТ	"1/2 15	"3/4 20	1" 25	1" 1/4 32	1" 1/2 40	2" 50	2" 1/2 65	3" 80	4" 100	6" 150	8" 200	10" 250	12" 300	14" 350	16" 400	18" 450	20" 500	24" 600
10	20	7,2	8,4	10,0	12,0	13,4	16,2	19,0	23	29	41	52	64	74	81	92	103	115	137
	30	10,7	12,6	15,0	18,0	20,2	24,4	29,0	34	43	61	78	95	111	121	138	155	171	205
	40	14,3	16,8	20,0	24,0	26,8	32,5	38,0	45	57	81	104	127	148	162	184	207	229	274
	60	21,5	25,2	30,0	36,0	40,2	48,7	58,0	68	86	122	156	191	222	243	276	310	343	411
	80	28,6	33,7	40,0	48,1	53,6	65,0	77,0	90	114	163	208	255	295	323	368	413	458	548
	100	36,0	42,4	50,3	60,5	67,4	81,7	97,0	114	144	205	261	320	372	407	463	520	576	689
	120	44,5	52,3	62,2	74,8	83,4	101	119	140	177	253	322	395	459	502	572	641	711	850
20	20	4,6	5,3	6,1	7,2	7,9	9,4	11,0	13	16	22	29	34	40	44	50	56	61	73
	30	6,8	7,9	9,1	10,8	11,9	14,2	16,0	19	24	33	42	51	60	66	75	83	92	110
	40	9,1	10,6	12,2	14,4	15,8	18,8	22,0	25	32	44	56	68	80	88	99	111	123	147
	60	13,6	15,7	18,2	21,6	23,9	28,2	33,0	38	48	67	84	103	120	131	149	167	184	220
	80	18,2	21,0	24,4	28,8	31,8	3707	44,0	51	63	89	113	137	160	175	199	222	246	293
	100	23,0	26,4	30,7	36,2	40,0	47,4	55,0	64	80	112	142	172	202	220	250	280	310	369
	120	28,4	32,8	37,9	44,9	49,4	58,7	68,0	79	99	138	175	212	249	272	309	346	383	456
30	20	3,6	4,1	4,7	5,5	6,0	7,0	8,0	9	11	16	20	24	28	31	34	38	43	51
	30	5,4	6,1	7,1	8,2	9,0	10,6	12,0	14	17	24	30	36	42	46	52	58	64	76
	40	7,3	8,3	9,5	10,9	12,0	14,0	16,0	19	23	31	40	48	56	61	69	77	85	101
	60	10,9	12,4	14,2	16,4	18,0	21,0	24,0	28	34	47	59	72	84	91	103	116	128	152
	80	14,5	16,4	18,8	21,8	24,0	28,0	32,0	37	46	63	79	96	112	122	138	154	170	202
	100	18,2	20,8	23,8	27,6	30,1	35,3	41,0	47	57	79	100	121	141	153	174	194	214	254
	120	22,7	25,7	29,4	34,1	37,3	43,6	50,0	58	71	98	123	149	174	190	215	240	265	315
40	20	3,1	3,5	4,0	4,6	4,9	5,8	7,0	8	9	12	16	19	22	24	27	29	33	39
	30	4,7	5,3	6,0	6,8	7,4	8,6	10,0	11	14	19	23	28	33	35	40	44	49	58
	40	6,2	7,1	7,9	9,1	10,0	11,5	13,0	15	18	25	31	37	43	47	53	59	66	78
	60	9,4	10,6	12,0	13,7	14,9	17,3	20,0	22	27	37	46	56	65	71	80	89	98	117
	80	12,5	14,0	16,0	18,2	19,9	23,0	26,0	30	37	50	62	75	87	94	107	119	131	155
	100	15,7	17,6	20,0	23,0	25,1	28,9	33,0	38	46	63	78	94	109	119	134	150	165	196
	120	19,6	22,0	24,8	28,4	31,0	35,9	41,0	47	57	72	96	116	135	147	166	185	204	242
50	20	2,8	3,1	3,5	4,0	4,3	5,0	6,0	7	8	10	13	16	18	19	22	24	27	32
	30	4,2	4,7	5,3	6,0	6,5	7,4	9,0	10	12	16	19	23	27	29	33	37	40	48
	40	5,6	6,2	7,1	8,0	8,6	10,0	11,0	13	16	21	26	31	36	39	44	49	66	78
	60	8,4	9,4	10,6	12,0	13,8	15,0	17,0	19	23	31	39	46	54	58	66	73	80	95
	80	11,3	12,5	14,0	16,1	17,4	19,9	23,0	26	31	42	51	62	72	78	88	97	107	127
	100	14,2	15,7	17,8	20,2	21,8	25,1	28,0	32	39	52	65	78	90	98	110	123	135	160
	120	17,5	19,6	22,0	25,0	27,0	31,1	35,0	40	48	65	80	96	112	121	136	152	167	198
75	20	2,4	2,6	2,9	3,2	3,5	3,9	5,0	6	7	8	9	11	13	14	15	17	19	22
	30	3,5	3,8	4,3	4,8	5,2	5,9	6,0	7	9	11	14	17	19	21	23	26	28	33
	40	4,7	5,2	5,8	6,5	7,0	7,8	9,0	10	12	15	19	22	26	28	31	34	38	44
	60	7,1	7,8	8,6	9,7	10,4	11,8	13,0	15	17	23	28	33	38	41	46	51	56	66
	80	9,4	10,3	11,5	12,9	13,8	15,6	18,0	20	23	30	37	44	51	55	62	68	75	88
	100	11,9	13,1	14,5	16,2	17,4	19,7	22,0	25	29	38	47	56	64	69	78	88	94	111
	120	14,6	16,1	17,9	20,0	21,6	24,4	27,0	31	36	48	58	68	80	86	96	107	117	137
	130	16,1	17,8	19,7	22,1	23,8	26,8	30,0	34	40	52	64	76	87	95	106	117	129	151
100	20	2,0	2,3	2,5	2,8	3,0	3,4	4,0	5	6	7	8	9	10	11	12	13	15	17
	30	3,1	3,5	3,7	4,2	4,4	4,8	5,0	6	7	9	11	13	15	16	18	20	22	26
	40	4,2	4,6	5,0	5,6	6,0	6,7	7,0	8	10	12	15	18	20	23	24	27	29	34
	60	6,2	6,8	7,6	8,4	8,0	10,1	11,0	12	15	19	23	27	30	33	36	40	44	51
	80	8,4	9,1	10,1	11,2	12,0	13,4	15,0	16	19	25	30	35	41	44	49	54	59	69
	100	10,5	11,5	12,7	14,2	15,0	16,8	19,0	21	24	31	38	45	51	55	61	68	74	86
	120	13,1	14,3	15,7	17,5	18,6	20,9	23,0	26	30	39	47	55	63	68	76	84	91	107
	130	14,4	15,7	17,3	19,2	20,5	22,9	25,0	28	33	43	51	61	69	75	83	92	101	118
150	20	1,8	1,9	2,1	2,4	2,5	2,8	3,0	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
	30	2,8	2,9	3,2	3,5	3,7	4,1	4,5	5	6	7	9	10	11	12	13	15	16	18
	40	3,6	4,0	4,3	4,7	4,9	5,5	6,0	7	8	10	11	13	15	16	18	19	21	24
	60	5,4	5,9	6,4	7,1	7,4	8,3	9,0	10	11	14	17	20	22	24	27	29	32	37
	80	7,2	7,8	8,5	9,4	10,0	11,0	12,0	13	15	19	23	26	30	32	35	39	42	49
	100	7,9	8,3	9,1	10,4	12,3	13,0	15,0	17	21	28	32	37	42	45	50	54	59	68
	120	11,3	12,3	13,3	14,6	15,5	17,0	19,0	21	24	30	35	41	46	50	55	60	66	76
	130	12,4	13,4	14,6	16,1	17,0	18,8	21,0	23	26	33	39	45	51	55	61	66	72	84

Величина тепловых потерь умножается на длину трубы. Полученное значение - тепловые потери всего трубопровода. Для предотвращения промерзания трубопроводов необходимо компенсировать эти потери с помощью системы обогрева. Длина нагревательного кабеля, необходимого для защиты от промерзания, рассчитывается по формуле:

L кабеля = Тепловые потери трубопровода, Вт / Мощность кабеля, Вт/м.

Внимание!

рекомендуется использовать теплоизоляцию слоем не менее 30 мм;
для получения наилучших результатов по электро- и пожаробезопасности необходимо для каждой цепи использовать УЗО с уставкой в 30 мА;
максимальная длина цепи нагревательного кабеля «Raychem FroStop Black» - не более 80 м, «Ebeco EB-Trace F-10» - не более 100 м;
минимальная температура для монтажа системы обогрева -20°С.

По проведенным расчетам составлена табл. 40 для определения величины тепловых потерь трубопроводов (Ватт на метр трубы) в зависимости от внутреннего диаметра, толщины изоляции и разницы температур.

Установка нагревательного кабеля

Хранение нагревательного кабеля

Храните нагревательный кабель в сухом и чистом месте. Условия хранения и работы нагревательного кабеля: при температуре от -40 до +60°С. Защищайте нагревательный кабель от механических повреждений.

До установки нагревательного кабеля:

проверьте маркировку нагревательного кабеля, которая указана на внешней оболочке;
убедитесь, что уровень напряжения нагревательного кабеля соответствует напряжению сети;
проверьте нагревательный кабель и компоненты на повреждения. Рекомендуется провести тест на сопротивление изоляции каждой бухты нагревательного кабеля;
проверьте трубы, на которых будет установлен нагревательный кабель;
убедитесь, что тестирование давления в трубах уже закончено;
спланируйте место укладки кабеля;
убедитесь, что на поверхности труб отсутствуют острые углы, грубая поверхность, способная повредить нагревательный кабель, и т.д. Отшлифуйте поверхность или покройте трубы стеклянной или алюминиевой лентой.

При монтаже нагревательного кабеля:

избегайте острых углов;
не натягивайте нагревательный кабель с силой;
не скручивайте нагревательный кабель и не надавливайте на него с силой;
не ходите по нагревательному кабелю.

Рекомендации по укладке нагревательного кабеля

Разматывайте минимальное количество нагревательного кабеля до его укладки. Оставляйте примерно 0,5 м нагревательного кабеля, необходимые для установки тройников, стыков, муфт и т.д. Возможно потребуется дополнительный нагревательный кабель для установки крепежей. При использовании спиральной укладки рассчитайте длину дополнительного нагревательного кабеля. Защитите муфтами концы нагревательного кабеля от воды, грязи, механических повреждений.

Рекомендации по методам укладки нагревательного кабеля

Нагревательный кабель может быть проложен по прямой, по спирали или многочисленными оборотами. Не закрепляйте нагревательный кабель металлическими предметами, виниловой изолентой, так как это может его повредить или не обеспечить надежного крепления. Закрепляйте нагревательный кабель с помощью клейкой стеклоленты или алюминиевой ленты с интервалом в 30 см или с меньшим интервалом.

Прямая укладка нагревательного кабеля

Рис. 98

Рис. 99

Прямая укладка используется в случаях обогрева труб малого диаметра, когда длина кабеля (Lкаб) равна длине трубы (Lтруб). На горизонтальных трубах прокладывайте нагревательный кабель, как показано на рис. 98. Используйте тепло- и гидроизоляцию.

Виды применяемых клейких лент:

LK-120 - клейкая стеклолента, используется для общего применения.

АLU-75 и ALU-50 - клейкая алюминиевая лента (шириной 75 и 50 мм соответственно), увеличивает теплоотдачу. Прикрепляйте нагревательный кабель, как показано на рис. 99.

Спиральная укладка нагревательного кабеля

Рис. 100

Рис. 101

Спиральная укладка используется только в том случае, если длина кабеля больше длины трубы. Варианты спиральной укладки указаны на рис. 100 и 101.

Длина петли = Длина кабеля / Длина трубы

Шаг укладки:

сделайте петли;
зажмите каждую петлю и обмотайте ее вокруг трубы;
располагайте нагревательный кабель равномерно и прикрепляйте его к трубе. В соответствии со спецификацией используйте термо- и гидроизоляцию;
определите шаг укладки с помощью табл. 41;
после укладки каждой петли закрепляйте нагревательный кабель;
используйте тепло- и гидроизоляцию.

*Таблица 41. Определение шага укладки нагревательного кабеля (мм)*
Диаметр трубы		Коэффициент спирали
мм	дюйм	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5
25	1"	250	170	140	110	100
32	1" 1/4	310	210	170	140	130
40	1" 1/2	350	240	190	160	140
50	2"	430	300	240	200	180
65	2" 1/2	520	360	290	240	210
80	3"	630	430	350	290	260
90	3" 1/2	720	490	390	330	290
100	4"	800	560	440	370	330
125	5"	990	680	550	460	400
150	6"	1180	810	650	550	480
200	8"	1520	1050	840	710	620

Пример: для трубы диаметром в 80 мм требуется 1,3 м нагревательного кабеля на метр трубы. Шаг - 350 мм.

Разрезание нагревательного кабеля

Отрезайте лишний нагревательный кабель только после того, как он будет установлен. Отрезая лишний нагревательный кабель, вы никак не повлияете на мощностные характеристики тепловыделения с одного метра кабеля.

Варианты типовых установок

Устанавливайте нагревательный кабель таким образом, чтобы обслуживание системы в будущем было нетрудоемким. Соблюдайте требования по креплению нагревательного кабеля.

Клапан

Рис. 102

На рис. 102 показана типовая установка нагревательного кабеля на клапане. Конфигурация может изменяться из-за различных форм клапана и длины нагревательного кабеля.

В соответствии с размерами клапана рассчитайте необходимое количество дополнительного кабеля.
Закрепляйте нагревательный кабель с помощью стеклоленты.
Используйте тепло- и гидроизоляцию.

Фланец

Рис. 103

На рис. 103 показана типовая установка нагревательного кабеля на фланце.

Необходимое количество дополнительного нагревательного кабеля равно двум диаметрам трубы.
Закрепляйте нагревательный кабель с помощью клейкой ленты.
Используйте тепло- и гидроизоляцию.

Колено

Рис. 104

На рис. 104 показана типовая установка нагревательного кабеля на изгибе трубы типа колена.

Прикрепляйте нагревательный кабель к внешнему (длинному) радиусу колена.
Прикрепляйте нагревательный кабель с помощью клейкой ленты.
Используйте тепло- и гидроизоляцию.

Подвесной крепеж

Рис. 105

На рис. 105 показана типовая установка нагревательного кабеля на трубе с подвесным крепежом.

Не зажимайте крепежом нагревательный кабель. Нагревательный кабель должен быть расположен поверх крепежа.
При установке подвесного крепежа дополнительного нагревательного кабеля не требуется.
Закрепляйте нагревательный кабель с помощью клейкой ленты.
Используйте тепло- и гидроизоляцию.

Труба на опоре

Рис. 106

На рис. 106 показана типовая установка нагревательного кабеля на трубе, закрепленной на опоре.

Для такого монтажа потребуется дополнительный нагревательный кабель.
Прикрепляйте нагревательный кабель с помощью клейкой ленты.
Используйте тепло- и гидроизоляцию.

Установка компонентов

Установочные компоненты (силовые соединения, конечные муфты и т.д.) должны соответствовать требованиям стандартов. При установке компонентов должны соблюдаться требования настоящего руководства, включая рекомендации по подготовке токопроводящих жил для подсоединения. До начала установки компонентов убедитесь, что они удовлетворяют требованиям системы. Саморегулирующийся нагревательный кабель состоит из параллельных цепей. Не скручивайте токопроводящие жилы, так как это может повлечь за собой короткое замыкание.

Необходимые установочные компоненты

Концевая заглушка (конечная муфта - Е 02); Комплект соединения (соединительная муфта - СЕ 01); Монтажная коробка (подсоединение к коробке - СЕ 16); Комплект ответвления (разветвление - Т 02).

Типовая система

Рис. 107

На рис. 107 показана типовая система защиты трубопроводов от промерзания, основанная на саморегулирующемся нагревательном кабеле. В иных системах могут отсутствовать те или другие установки.

Рекомендации по установке компонентов

На горизонтальных трубах монтажные соединительные коробки, по возможности, размещайте под трубами.
Устанавливайте монтажные соединительные коробки в доступных местах, но так, чтобы они не подвергались механическим повреждениям.
Устанавливайте нагревательный кабель таким образом, чтобы концы силового и нагревательного кабеля были направлены вниз.
Убедитесь, что монтажные соединительные коробки установлены надежно.
Прокладывайте нагревательный кабель от монтажной соединительной коробки до начала изоляции таким образом, чтобы предотвратить механические повреждения.
Определите длину цепи нагревательного кабеля.
Закрепляйте нагревательный кабель с помощью клейкой ленты.
Обязательно используйте тепло- и гидроизоляцию (включая основу клапана).
Оставляйте петли нагревательного кабеля на соединениях для возможного будущего ремонта.
Дополнительный нагревательный кабель должен быть обмотан вокруг трубы.
Не натягивайте нагревательный кабель при входе/выходе нагревательного кабеля из соединительной коробки и около изоляции.
На всех концах нагревательного кабеля должны быть установлены конечные или соединительные муфты.

Терморегуляторы

Для управления системой обогрева трубопроводов можно использовать различные виды терморегуляторов разных производителей. На примере фирмы «Eberle GmbH» к применению рекомендуются следующие типы терморегуляторов: DTR 3102 - дифференциальный диапазонный терморегулятор, задающий верхнее и нижнее значения, между которыми включается нагрев кабельной системы; ITR 3 - универсальный терморегулятор с выносным датчиком температуры, с фиксацией режима - для обеспечения заданной температуры под слоем гидро- и теплоизоляции. Возможно также применение терморегуляторов серии ITU и серии UTR, или иных удовлетворяющих требованиям системы.

Теплоизоляция

Проверка перед установкой изоляции

Визуально проверьте нагревательный кабель и компоненты на правильность установки и убедитесь в отсутствии каких-либо повреждений. Рекомендуется провести тестирование кабеля на сопротивление изоляции до покрытия трубы термоизоляцией.

Рекомендации по установке изоляции

Убедитесь, что изоляция соответствует температурному режиму системы обогрева.
Используйте тепло- и гидроизоляцию в соответствии со спецификацией.
Проверьте тип и толщину изоляции. Не рекомендуется использовать теплоизоляцию, толщиной менее 30 мм. Для уменьшения возможных повреждений нагревательного кабеля сразу после укладки кабеля рекомендуется изолировать его.
Проверьте, чтобы все трубопроводы, включая все оснащение, углубления в стенах, а также другие области были изолированы.
Убедитесь, что кабель не был поврежден острыми предметами во время установки.
Проверьте, чтобы все изоляционные элементы были правильно установлены.

Подключение к сети и электрозащита

Подключение к электрической сети должно выполняться с соблюдением всех нормативов ПЭУ, СНиП и местных требований. Для обеспечения максимальной защиты рекомендуется использовать УЗО с уставкой 30 мА.

Тестирование нагревательного кабеля

Рекомендуется проводить тесты на сопротивление изоляции:

перед установкой нагревательного кабеля;
перед установкой теплоизоляции;
перед подключением к электросети;
периодически в профилактических целях.

Рис. 108

По завершении установки кабеля должен быть проведен тест на сопротивление изоляции между токопроводящими жилами и оплеткой или металлической трубой при 2500 В, как показано на рис. 108. Показатель должен быть не менее 10 МОм независимо от длины нагревательного кабеля.

Работа, обслуживание и ремонт труб

Работа нагревательного кабеля

Температура окружающей среды не должна превышать уровень, указанный в Инструкции. Кабель должен эксплуатироваться при температуре от -40 до +60°С. Превышение указанного диапазона может уменьшить срок службы нагревательного кабеля или повредить его. Для поддержания нужной температуры необходимо использование тепло- и гидроизоляции трубопроводов.

Проверка и обслуживание

Визуальная проверка

Нагревательный кабель, находящийся на поверхности, и изоляция труб должны периодически проверяться на отсутствие каких-либо повреждений.

Измерение сопротивления

Сопротивление системы должно измеряться регулярно. В системе обогрева труб сопротивление должно измеряться ежегодно до наступления холодного периода. В системах поддержания температуры тестирование должно проводиться по крайней мере два раза в год. Регулярно должно проводиться тестирование системы электрозащиты и системы контроля температуры.

Ремонт труб и обслуживание

Изолируйте цепи нагревательного кабеля и защищайте нагревательный кабель от возможных механических и термальных повреждений во время проведения ремонтных работ. Проверьте установку нагревательного кабеля после проведения ремонтных работ. Восстановите теплоизоляцию в соответствии с рекомендациями. Проверьте действие системы электрозащиты.

К ОГЛАВЛЕНИЮ

---

Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:

Проект I-194-1P