Обогрев водопровода: лучшие варианты обогрева + разбор технических особенностей
Система водоснабжения, кроме внутренних контуров, включает в себя магистрали, проложенные от источника воды к дому.
В зимнее время вследствие резкого снижения температуры воздуха и остывания грунта может произойти замерзание жидкости в трубах. Чтобы этого не случилось, необходимо организовать обогрев водопровода, используя одну или несколько эффективных технологий.
Содержание статьи:
- Варианты утепления водопровода
- Способ # 1 — использование утеплителя
- Способ # 2 — теплоизоляция воздухом
- Способ # 3 — повышенное давление
- Способ # 4 — подогревание с применением электроэнергии
- Рекомендации и монтажные инструкции
- Наружный монтаж греющего кабеля
- Нюансы подключения саморегулирующегося кабеля
- Выводы и полезное видео по теме
Варианты утепления водопровода
Проблема теплоизоляции и подогрева труб возникла по причине сезонной смены температуры и, как следствия, появления промерзающего верхнего слоя грунта.
В зимний период глубина промерзания достигает 0,8-1,2 м в среднем, а в самый крайних северных точках России – до 2,4 м.
Копать глубокие, но узкие траншеи под укладку водопроводных труб крайне нерационально. Если произойдет прорыв, работы по ремонту будут сложными и трудоемкими
Вместе с копанием канав на большой глубине придется обустраивать оголовок – устанавливать кессон, где обычно располагается насосное оборудование. Это затратные и нерациональные мероприятия, для осуществления которых приходится привлекать спецтехнику.
Чтобы сэкономить финансы, сделать обслуживание водопровода более легким, его прокладывают на небольшой глубине, используя различные средства утепления – от теплоизоляционного материала до греющего кабеля.
Таблица тепловых потерь. Толщина теплоизоляционного материала зависит от диаметра трубы. Соответственно, теплопотери вычисляются с учетом обоих параметров
Часто способ обогрева подземного водопровода выбирают, исходя из условий монтажа и соображений экономии. Иногда более выгодно сочетать две разные технологии.
Например, монтируют кабель на всем протяжении трубы, включая опущенный в скважину конец, а сверху часть, находящуюся в грунте, утепляют оболочкой из пенополистирола.
Способ # 1 — использование утеплителя
Традиционным и наиболее востребованным способом обогрева закопанных в грунт труб, а также «воздушных» водопроводов является механическое утепление, которое производят с помощью специальных материалов.
Оболочка выбирается, исходя их условий конкретного региона и частных особенностей грунта, например, наличия высоких грунтовых вод.
Существует ряд требований, предъявляемых к материалам. Они должны обладать такими качествами, как:
- низкая теплопроводность – залог энергоэффективности и экономии;
- износостойкость, длительный срок эксплуатации без потери основных качеств;
- устойчивость к органическим и химическим веществам, а также почвенным микроорганизмам и бактериям;
- отсутствие деформации при высокой влажности и низких температурах.
Обычно производители сопровождают изделия перечнем технических характеристик, которые нужно учитывать при выборе альтернативных вариантов. Бывают случаи, когда обыкновенную минвату использовать гораздо рациональнее, чем дорогие полиуретановые напылители.
Популярные утеплители:
Галерея изображений
Фото из
Термокраска выполняет несколько функций: создает надежную изоляцию, утепляет, защищает от ржавчины и грибков. Чаще всего ее используют для нанесения на трубы, находящиеся в цокольных этажах, кессонах, подвалах, чердаках – то есть в неотапливаемых помещениях
Вещество наносится с помощью распылителя и создает надежную изоляционную оболочку, «неинтересную» для грызунов и защищающую трубы от проникновения внешней влаги. В частном хозяйстве используется редко, но в промышленной сфере позволяет ускорять работы по утеплению в 5-6 раз
Несмотря на уменьшение интереса к стекловате как утеплителю, ее до сих пор применяют, учитывая невысокую стоимость самого материала и монтажных работ. Недостаток материала – рыхлость, низкая плотность, провоцирующая сдавливание и увеличивающая теплопроводность
Базальтовая основа плотнее, чем стекловата, поэтому сохраняет больше тепла и меньше деформируется. Однако нуждается в дополнительной изоляции, поэтому сверху плиты или скорлупа покрыты материалом, препятствующим проникновению воды – пергамином или фольгоизолом
Чаще применяются для изоляции изделий до 10 см в диаметре. Не пропускают воду, устойчивы к биологическим и химическим средам, сохраняют свою форму и характеристики при изменении окружающей температуры. Но нуждаются в дополнительной защите – слишком мягкие
Синтетический материал обладает такими свойствами, как прочность, самозатухание, экологичность. Абсолютно не впитывает влагу, в том числе из воздуха, устойчив к проникновению пара. Его используют на объектах, когда предъявляются повышенные требования экологической и санитарной безопасности
Хрупкий и рыхлый, по сравнению с пенополистиролом, материал, но используется в том случае, если нужно снизить себестоимость теплоизоляции. Представляет собой двустороннюю скорлупу, которую необходимо фиксировать скотчем на протяжении всей магистрали
По плотности, теплопроводности, прочности и сроку службы превосходит похожий материал – пенопласт. Сохранят форму даже при механическом давлении, имеет легкий вес, невысокую стоимость. Скорлупу очень легко монтировать. Для монтажа греющего кабеля выпускают изделия с канавками
Теплоизоляционная краска на акриловой основе
Напыляемый утеплитель полиуретан
Обертка из фольгированной стекловаты
Минеральная базальтовая вата
Рукава из вспененного полиэтилена
Вспененный каучук для изоляции
Цилиндрическая скорлупа из пенопласта
Пенополистирол-скорлупа для утепления
Все перечисленные материалы актуальны, их можно легко найти в продаже. Предпочтениюе нужно отдавать изоляции с низкой теплопроводностью, высокой прочностью.
Устанавливать легче ту, которая не требует дополнительного инструмента, имеет легкий вес и небольшой объем, хорошо поддается обработке.
Способ # 2 — теплоизоляция воздухом
Этот метод используют в коммунальной сфере и промышленности, обустройство на даче защитной воздушной подушки связано со сложностями. Технология заключается в подаче теплого воздуха в канал, в котором находится водопровод. Сверху труба закрывается любым видом теплоизоляции.
Способ рационален для крупных промышленных объектов, где можно вырыть объемные траншеи под трубы и подавать нагретый воздух с помощью специального оборудования
Эта технология имеет варианты исполнения. Например, если диаметр трубы небольшой, то ее помещают в аналогичное изделие, но большего диаметра.
Такое расположение не дает магистрали с водой напрямую контактировать с грунтом, а значит и охлаждаться. К тому же между стенками создается небольшое пространство, по которому циркулирует нагретый воздух.
Минус способа – невозможность применения для водопровода, пущенного поверх земли. Он актуален только для коммуникаций, размещенных в грунте, желательно ниже уровня промерзания.
Способ # 3 — повышенное давление
Существуют нормативы, устанавливающие величину давления в сетях при различных видах устройства водопровода. Например, для многоэтажек оптимальные параметры – 4-4,5 бар, тогда как в частных домах они могут быть больше или меньше.
Обычно оборудование насосной станции, подающей воду из скважины, рассчитано на 1,5-2,7 бар. Установка реле давления в заводских условиях – 2,8-3 бара
Максимальным рабочим давлением для систем водоснабжения частных домов принято считать 6,5-7 бар, но такие показатели встречаются редко, чаще они не достигают 3 бар. Чтобы защитить водопровод от замерзания, давление в системе повышают, предположим, с 3 до 5 бар.
Главное условие – установка специального оборудования, так как не каждое способно выдержать такой напор.
Чаще повышение давления используют коммунальщики, владельцы дачных домов применяют его крайне редко. Если позволяет прочность системы, на период зимнего сезона отключают насос, а давление поднимают до 5 бар.
Способ # 4 — подогревание с применением электроэнергии
Монтаж греющего кабеля считается наиболее эффективным способом из всех активных. Принцип обогрева прост: электрический ток проходит по проводу, установленному внутри или снаружи трубы, и повышает ее температуру путем преобразования электроэнергии в тепловую.
Электроток должен выделять количество тепла, необходимое для поддержки температуры выше 0°, чтобы вода, пребывающая в жидкой фазе, не начала кристаллизоваться и превращаться в лед
К кабелю предъявляются особые требования. Его нужно максимально защитить от воздействия внешних механических раздражителей, влаги. Оболочка должна быть прочной, без пробоин и дефектов.
Рассмотрим два типа кабеля, которые активно применяют для обогрева труб, подающих воду в частные дома.
Вариант 1 – кабель резистивного действия
Преимущество изделия – специально подобранный сплав металлов с высоким сопротивлением, которое и вызывает большое количество выделяемого тепла. Из двух видов кабеля – одножильного и двужильного – более практичным является второй вариант.
1-жильный требует закольцовки электроцепи. Это значит, что при монтаже оба конца необходимо вывести к источнику питания. С 2-жильным проще: первый конец подключают к источнику электроэнергии, а второй «замыкают», надев на него контактную муфту.
Две жилы выполняют разные функции: одна служит источником тепла, нагревающим водопровод, а вторая обеспечивает проводимость. Но у некоторых кабелей обе жилы нагревательные
Проводники защищены полимерной оболочкой, зачастую многослойной. Кроме этого, сверху их покрывает заземляющий экран, а с внешней стороны – прочная термостойкая изоляция из ПВХ.
Почему выбирают резистивный кабель? Он обладает большой теплоотдачей, проще говоря, сильно нагревается и передает тепло трубе водопровода. Его можно зафиксировать по всей длине магистрали, обмотать вокруг соединительных узлов и фланцев.
Если трубопровод имеет сложную конструкцию с множеством фасонных деталей, кабель нужно брать примерно в 2-3 раза длиннее, чтобы хватило на обмотку
Дополнительные плюсы резистивного варианта – доступная стоимость и простота монтажа. Все операции по подготовке и установке можно выполнить самостоятельно.
К минусам относят покупку дополнительного оборудования: автоматов, датчиков, блоков контроля. Считается, что концевая втулка должна быть заводской – для гарантии безопасности и правильной работы нагревателя.
Вариант 2 – саморегулирующийся греющий провод
Принцип действия и конструкция кабеля в корне отличаются от первого варианта. Саморегулирующиеся системы признаны более экономичными и удобными в установке.
Строение кабеля:
Между двумя токопроводящими жилами заключена матрица на полупроводниках, основное назначение которой – вырабатывать тепло. Количество тепла зависит от окружающей температуры
С точки зрения энергопотребления этот вид кабеля выглядит идеальным. Как только температура воздуха или трубы снижается, он повышает потребление электроэнергии и выделяет больше тепла, а при повышении температуры токопроводность резко падает.
Эффективность повышается еще и за счет нагревания отдельных участков водопровода. Если самрег проложен по улице и внутри неотапливаемых помещений, то «уличные», более холодные участки, он будет нагревать сильнее. Чем уязвимее обогреваемая зона, тем больше тепла выделяет кабель.
Преимущества саморегулирующихся систем:
- экономия электроэнергии;
- эффективность нагрева;
- распределение по «зонам»;
- удобная длина.
В отличие от резистивного кабеля, который продается в готовом виде и имеет определенную длину, самрег можно нарезать, как удобно. Обычно на оболочке указаны места реза, интервал между которыми составляет 20 или 50 см.
Недостаток тоже есть – обогрев протяженных участков влетает в копеечку. Если маломощный кабель можно купить по цене 60-75 руб./м, то стоимость качественного и мощного достигает 300 руб./м и выше.
Рекомендации и монтажные инструкции
Закрыть водопровод теплоизоляцией не так сложно, как подключить греющие кабели, поэтому рассмотрим технические нюансы монтажа, касающиеся именно электрооборудования.
Наружный монтаж греющего кабеля
Крепление вдоль наружной поверхности трубы часто практикуется, когда нужно обогреть открытые участки водопровода, расположенные в цоколе, подвале, кессоне.
Зафиксировать провод на трубе можно двумя способами:
- протянуть вдоль поверхности по всей длине;
- обмотать спиралью.
Первый вариант более экономичный и практичный, если мощности кабеля хватит для обогрева трубы. На особо холодных участках можно применить второй способ, но расход провода увеличится.
Крепление происходит в следующем порядке:
Галерея изображений
Фото из
Сначала фиксируем кабель точечно, в нескольких местах, чтобы он держался на трубе и не съезжал. Для этого можно использовать изоленту. Если возникают сложности с круговой обмоткой вокруг трубы, то можно применить строительный скотч, нарезав его небольшими кусочками
Зафиксированный кабель закрываем сверху самоклеящейся лентой, не оставляя свободных участков. Лучше взять фольгированную самоклейку, которая выполняет три функции: надежно защищает провод, прочно фиксирует его на трубе и равномерно распределяет тепло по всей поверхности
Чтобы тепло от греющего кабеля поступало на трубу, а не в окружающую среду, сверху надеваем теплоизоляционный рукав. Недорогой и практичный вариант – специальные «шубки» из вспененного полиэтилена, легкие, гибкие, простые в монтаже
Последний штрих – фиксация теплоизоляционного материала. Дополнительная фиксация стяжками сделает утепление более надежным и предотвратит теплопотери. Вместо стяжек можно использовать хомуты для труб или изоленту, которая не боится солнечного света
Шаг 1 – фиксация изолентой или скотчем
Шаг 2 – крепление самоклейкой по всей длине
Шаг 3 – теплоизоляция греющим «рукавом»
Шаг 4 – закрепление утеплителя стяжками
Это наиболее простой в монтаже способ крепления греющего кабеля.
Рекомендации по устройству:
Если кабель крепить не по прямой, а спиралью, то утепление будет происходить по тому же принципу – надевание «шубки» и закрепление хомутами. Без утеплителя часть энергии потратится впустую, на обогрев воздуха.
Нюансы подключения саморегулирующегося кабеля
Тянуть провода к трубе от щитка нецелесообразно, поэтому самрег подключают к кабелю питания, который, в свою очередь, просто при необходимости включают в розетку. Для работы потребуется строительный фен, нож, комплект термоусадочных трубок для обжима и гильз для соединения контактов.
Следует помнить, что электрическое оборудование во влажной среде становится более опасным, поэтому герметичности нужно уделить особое внимание.
Фотоинструкция по подключению:
Галерея изображений
Фото из
Снимаем верхнюю и внутреннюю оболочку, оголяем токопроводящие жилы и зачищаем концы примерно на 1 см
Строительным ножом аккуратно срезаем полиолефиновую защиту, стараясь не повредить мелкие проводки. Расплетаем экран и свиваем в жилу
Снимаем еще две оболочки – из термопластика и полиэфира. Разделываем провода матрицы для соединения с кабелем питания
Перед обсадкой необходимо подготовить все жилы – освободить концы от оболочки, зачистить провода. Два верхних провода пока не понадобятся
На оголенные провода надеваем контактные гильзы и сжимаем их кримпером или плоскогубцами. Термоусадки надеваем до начала обжима
Надеваем термоусадочную трубку и с помощью фена нагреваем ее. Полученное соединение должно быть надежным и максимально герметичным
По тому же принципу соединяем оставшиеся жилы – экран самрега и «землю» кабеля питания. Надеваем гильзу и обжимаем ее кримпером
Феном обсаживаем вторую муфту, которая надевается сверху на все соединения. По краю термоусадки должен выступить затвердевший клей
Шаг 1 – подготовка кабеля питания
Шаг 2 – разделка саморегулирующегося кабеля
Шаг 3 – освобождение матрицы от защиты
Шаг 4 – зачистка токопроводящих жил
Шаг 5 – монтаж контактных гильз
Шаг 6 – обсадка первой муфты
Шаг 7 – соединение заземляющих жил
Шаг 8 – обсадка второй муфты
Как видите, сложностей при подключении нет, просто все манипуляции надо выполнять очень аккуратно и последовательно.
При выборе кабеля питания необходимо учитывать расположение розетки. Если она находится рядом с трубой, можно купить самое короткое изделие, но чаще приходится приобретать 4-5-метровый шнур.
Осталось обжать конец самрега:
Галерея изображений
Фото из
Как и в предыдущем описании, снимаем защитную оболочку с экрана примерно на 1,8-2 см, затем обрезаем оплетку из проводков
Выкусываем небольшой уголок, чтобы снизить вероятность контакта между жилами, и подбираем две термоусадки, разные по диаметру
Маленькую трубку надеваем только на серую оболочку и нагреваем ее. Пока не остыла, зажимаем конец плоскогубцами, лишнее отрезаем
Большую по диаметру термоусадку надеваем на кабель так, чтобы закрыть оставшийся зазор, нагреваем и зажимаем кончик
Шаг 1 – подготовительные работы
Шаг 2 – обработка края кабеля
Шаг 3 – обсадка первой муфты
Шаг 4 – обсадка второй муфты
С герметично обработанным концом кабель полностью готов к эксплуатации. Чтобы водопроводная труба не замерзала, остается закрепить самрег по всей длине магистрали, утеплить его и вставить вилку в розетку.
В некоторых случаях установка наружного кабеля считается неудачной, например, если он проходит через плиты перекрытия или бетонные блоки скважины. Тогда применяют внутренний монтаж.
Если для наружного обогрева лучше использовать изделие плоского типа, то для внутреннего подходит специальный кабель с круглым сечением и особо надежной гидроизоляцией.
Схема монтажа греющего кабеля внутри трубы. Для установки необходим тройник, комплект сантехнической оснастки и сальниковый узел с уплотнителем из резины
Внутренний монтаж требует особой осторожности и соблюдения некоторых правил. Например, нельзя проводить шнур через узлы, где с внутренней стороны выступают резьбовые соединения – острые края могут повредить защитную оболочку.
Выводы и полезное видео по теме
Инструктаж по наружному монтажу:
Подробное описание внутренней установки:
Практическое применение в дачных условиях:
Если правильно подобрать способ утепления водопровода и выполнить монтажные работы с соблюдением правил, то проблем с обогревом труб в зимний период не будет. Об утеплении магистрали, проложенной в грунте, следует позаботиться заранее, а открытые участки можно теплоизолировать в любое удобное время.
