V zimě se v důsledku prudkého poklesu teploty vzduchu a zamrznutí půdy mohou ve vnějších větvích vodovodního systému tvořit ledové zátky. Aby se tomu zabránilo, je nutné zorganizovat ohřev vody pomocí jedné nebo více účinných technologií.
Námi prezentovaný článek popisuje všechny metody, které vylučují tvorbu ledu ve vodovodním potrubí. Řekneme vám, jak správně udržovat výkon komunikace v chladném počasí a předcházet poruchám zařízení. Samostatní řemeslníci najdou návod na montáž zateplovacích a topných systémů.
Možnosti izolace přívodu vody
Problém tepelné izolace a ohřevu potrubí vznikl v důsledku sezónních změn teploty a v důsledku toho vzhledu zamrzající ornice.
V zimě dosahuje hloubka mrazu v průměru 0,8-1,8 m a v nejextrémnějších severních bodech Ruska – až 3,5 m.
Kopání hlubokých, ale úzkých příkopů pro pokládání vodovodního potrubí je krajně iracionální. Pokud dojde k průlomu, oprava bude obtížná a časově náročná
Spolu s kopáním příkopů ve velkých hloubkách bude nutné vybavit hlavu – nainstalovat keson, kde se obvykle nachází čerpací zařízení. Jedná se o nákladná a iracionální opatření, k jejichž realizaci je nutné přilákat speciální vybavení.
Pro úsporu peněz a snazší údržbu vodovodu se pokládá v malé hloubce pomocí různých izolačních prostředků – od tepelně izolačního materiálu až po topný kabel.
Tabulka tepelných ztrát. Tloušťka tepelně izolačního materiálu závisí na průměru potrubí. Podle toho jsou tepelné ztráty vypočteny s ohledem na oba parametry
Často se způsob ohřevu podzemního vodovodu volí na základě podmínek instalace a úvah o hospodárnosti. Někdy je výhodnější kombinovat dvě různé technologie. Například kabel je namontován po celé délce potrubí, včetně konce spuštěného do studny, a část v zemi je shora izolována pláštěm z pěnového polystyrenu.
Metoda # 1 – použijte izolaci
Tradičním a nejoblíbenějším způsobem vytápění potrubí uložených v zemi, stejně jako „vzduchových“ vodovodních potrubí, je mechanická izolace, která se vyrábí ze speciálních materiálů.
Skořápka se vybírá na základě podmínek konkrétní oblasti a konkrétních vlastností geologického prostředí, například agresivity půd nebo přítomnosti vysoké podzemní vody.
Na materiály je kladena řada požadavků. Musí mít následující vlastnosti:
- nízká tepelná vodivost – příslib energetické účinnosti a úspor;
- odolnost proti opotřebení, dlouhá životnost bez ztráty základních vlastností;
- odolnost vůči organickým a chemickým látkám, stejně jako půdní mikroorganismy a bakterie;
- žádná deformace při vysoké vlhkosti a nízkých teplotách.
Obvykle výrobci doprovázejí produkty se seznamem technických vlastností, které je třeba vzít v úvahu při výběru alternativ. Existují případy, kdy je mnohem racionálnější použít skořepiny z extrudované polystyrenové pěny než drahé polyuretanové povlaky.
Tepelná barva plní několik funkcí: vytváří spolehlivou izolaci, izoluje, chrání před rzí a houbami. Nejčastěji se používá pro aplikaci na potrubí umístěné ve sklepech, kesonech, sklepech, na půdách – tedy v nevytápěných místnostech
Látka se nanáší rozprašovačem a vytváří spolehlivý izolační plášť, „nezajímavý“ pro hlodavce a chránící potrubí před pronikáním vnější vlhkosti. V soukromém sektoru se používá zřídka, ale v průmyslovém sektoru umožňuje urychlit izolační práce 5-6krát
Navzdory poklesu zájmu o skelnou vatu jako ohřívač se stále používá, vzhledem k nízkým nákladům na samotný materiál a instalační práce. Nedostatek materiálu – volnost, nízká hustota, vyvolávající mačkání a zvyšující se tepelná vodivost
Čedičový základ je hustší než skelná vata, takže zadržuje více tepla a méně se deformuje. Potřebuje však dodatečnou izolaci, proto je vršek desky nebo skořepiny pokryt materiálem, který zabraňuje pronikání vody – pergamenem nebo fóliovým izolem
Nejčastěji se používají k izolaci výrobků do průměru 10 cm. Nepropouštějí vodu, jsou odolné vůči biologickému a chemickému prostředí, zachovávají si svůj tvar a vlastnosti při změně okolní teploty. Ale potřebují extra ochranu – příliš měkké
Syntetický materiál má vlastnosti jako pevnost, samozhášivost, šetrnost k životnímu prostředí. Absolutně neabsorbuje vlhkost, a to ani ze vzduchu, odolný proti pronikání páry. Používá se v zařízeních, kde jsou zvýšené požadavky na ekologickou a hygienickou bezpečnost.
Křehký a drobivý, ve srovnání s pěnovým polystyrenem, materiál, ale používá se, pokud je nutné snížit náklady na tepelnou izolaci. Jedná se o oboustrannou skořepinu, kterou je nutné upevnit lepicí páskou po celé lince
Hustotou, tepelnou vodivostí, pevností a životností předčí podobný materiál – polystyren. Zachovají si svůj tvar i při mechanickém tlaku, mají nízkou hmotnost, nízkou cenu. Skořepina se velmi snadno instaluje. Pro instalaci topného kabelu se vyrábí výrobky s drážkami
Všechny uvedené materiály jsou relevantní, lze je snadno najít v prodeji. Přednost by měla být dána izolace s nízkou tepelnou vodivostí, vysokou pevností.
Snadněji se instaluje takový, který nevyžaduje další nástroje, má nízkou hmotnost a malý objem a lze jej dobře zpracovávat.
Metoda č. 2 – Vzduchová izolace
Tato metoda se používá v komunálním sektoru a průmyslu, uspořádání ochranného vzduchového polštáře v zemi je spojeno s obtížemi. Technologie spočívá v přivádění teplého vzduchu do kanálu, ve kterém je umístěn přívod vody. Shora je potrubí uzavřeno jakoukoli tepelnou izolací.
Metoda je racionální pro velká průmyslová zařízení, kde je možné kopat objemné příkopy pro potrubí a dodávat ohřátý vzduch pomocí speciálního zařízení.
Tato technologie má možnosti. Například, pokud je průměr trubky malý, pak je umístěn v podobném produktu, ale s větším průměrem. Toto uspořádání neumožňuje vodnímu potrubí přímý kontakt se zemí, a tudíž chlazení. Mezi stěnami navíc vzniká malý prostor, kterým cirkuluje ohřátý vzduch.
Nevýhodou metody je nemožnost použití pro vodovodní systém spuštěný nad zemí. Je relevantní pouze pro komunikace umístěné v zemi, nejlépe pod úrovní mrazu.
Metoda č. 3 – vysoký krevní tlak
Existují normy, které stanovují velikost tlaku v sítích pro různé typy potrubí. Například pro výškové budovy jsou optimální parametry 4-4,5 bar, zatímco v soukromých domech mohou být více či méně.
Zařízení čerpací stanice, která dodává vodu ze studny, je obvykle navrženo pro 1,5-2,7 bar. Instalace tlakového spínače v továrně – 2,8-3 bar
Maximální pracovní tlak pro vodovodní systémy soukromých domů je považován za 6,5-7 bar, ale takové ukazatele jsou vzácné, častěji nedosahují 3 bary. Pro ochranu přívodu vody před zamrznutím se tlak v systému zvýší, řekněme, ze 3 na 5 barů.
Hlavní podmínkou je instalace speciálního zařízení, protože ne každý je schopen odolat takovému tlaku.
Častěji je zvýšení tlaku využíváno veřejnými službami, majitelé venkovských domů jej používají velmi zřídka. Pokud to síla systému dovolí, čerpadlo se na zimní období vypne a tlak se zvýší na 5 bar.
Metoda č. 4 – vytápění pomocí elektřiny
Instalace topného kabelu je považována za nejúčinnější metodu ze všech aktivních. Princip vytápění je jednoduchý: elektrický proud prochází drátem instalovaným uvnitř nebo vně potrubí a zvyšuje jeho teplotu přeměnou elektřiny na teplo.
Elektrický proud musí vytvořit množství tepla potřebné k udržení teploty nad 0°, aby voda v kapalné fázi nezačala krystalizovat a neměnila se v led
Topné kabely podléhají zvláštním požadavkům. Musí být co nejvíce chráněn před účinky vnějších mechanických dráždivých látek, vlhkosti. Skořápka musí být pevná, bez děr a defektů.
Zvažte dva typy kabelů, které se aktivně používají k ohřevu potrubí, které dodávají vodu do soukromých domů.
Možnost 1 – odporový kabel
Předností výrobku je speciálně vybraná slitina kovů s vysokou odolností, která způsobuje velké množství vznikajícího tepla. Ze dvou typů kabelu – jednožilového a dvoužilového – je praktičtější druhá možnost.
1-drát vyžaduje elektrický obvod zpětné smyčky. To znamená, že během instalace musí být oba konce připojeny ke zdroji energie. S 2-vodičem je to jednodušší: první konec je připojen ke zdroji energie a druhý je „uzavřen“ nasazením kontaktní objímky.
Dvě jádra plní různé funkce: jedno slouží jako zdroj tepla, který ohřívá přívod vody, a druhé zajišťuje vodivost. Některé kabely ale mají oba topné vodiče
Vodiče jsou chráněny polymerovým pláštěm, často vícevrstvým. Kromě toho jsou shora pokryty zemnící clonou a zvenčí – odolná tepelně odolná PVC izolace.
Proč zvolit odporový kabel? Má vysoký odvod tepla, jinými slovy se hodně zahřívá a předává teplo do vodovodního potrubí. Lze jej upevnit po celé délce vedení, omotat kolem spojovacích uzlů a přírub.
Pokud má potrubí složitou konstrukci s mnoha tvarovkami, je třeba kabel zabrat asi 2-3x déle, aby měl dostatek pro vinutí
Dalšími výhodami odporové varianty jsou dostupné náklady a snadná instalace. Všechny operace přípravy a instalace lze provádět nezávisle.
Mezi nevýhody patří nákup dalšího vybavení: stroje, senzory, řídicí jednotky. Předpokládá se, že koncová objímka musí být z výroby – aby byla zajištěna bezpečnost a správný provoz ohřívače.
Možnost 2 – samoregulační topný drát
Princip činnosti a konstrukce kabelu se zásadně liší od první možnosti. Samoregulační systémy jsou považovány za ekonomičtější a snadněji se instalují.
Mezi dvěma vodivými dráty je matice na polovodičích, jejímž hlavním účelem je generovat teplo. Množství tepla závisí na okolní teplotě
Z hlediska spotřeby energie vypadá tento druh kabelu ideálně. Jakmile se teplota vzduchu nebo potrubí sníží, zvýší se spotřeba elektřiny a generuje více tepla a se zvýšením teploty prudce klesá vodivost.
Účinnost zvyšuje i ohřev jednotlivých úseků vodovodu. Pokud je samreg položen podél ulice a uvnitř nevytápěných prostor, pak se „ulice“, chladnější oblasti, zahřeje více. Čím je vyhřívaná oblast zranitelnější, tím více tepla kabel generuje.
Výhody samoregulačních systémů:
- úspora elektřiny;
- účinnost vytápění;
- distribuce podle “zón”;
- pohodlná délka.
Na rozdíl od odporového kabelu, který se prodává hotový a má určitou délku, lze samreg střihnout tak, jak je to pohodlné. Obvykle jsou body řezu vyznačeny na plášti, přičemž interval mezi nimi je 20 nebo 50 cm.
Existuje také nevýhoda – vytápění prodloužených sekcí stojí pěkný cent. Pokud lze nízkoenergetický kabel zakoupit za cenu 60–75 rublů / m, pak náklady na vysoce kvalitní a výkonný kabel dosahují 300 rublů / m a více.
Doporučení a pokyny k instalaci
Uzavření přívodu vody tepelnou izolací není tak obtížné jako připojení topných kabelů, proto zvážíme technické nuance instalace týkající se konkrétně elektrického zařízení.
Externí instalace topného kabelu
Upevnění podél vnějšího povrchu potrubí se často praktikuje, když je nutné zahřát otevřené části vodovodu umístěné v suterénu, suterénu, kesonu.
Existují dva způsoby, jak upevnit drát na potrubí:
- protáhněte se po povrchu po celé délce;
- zabalit do spirály.
První možnost je ekonomičtější a praktičtější, pokud je výkon kabelu dostatečný k ohřevu potrubí. Ve zvláště chladných oblastech můžete použít druhý způsob, ale spotřeba drátu se zvýší.
Upevnění probíhá v následujícím pořadí:
Kabel nejprve bodově upevníme na několika místech tak, aby zůstal na trubce a nevysouval se. K tomu můžete použít elektrickou pásku. Pokud jsou potíže s kruhovým navíjením kolem trubky, můžete použít stavební pásku tak, že ji nařežete na malé kousky
Pevný kabel shora uzavřeme samolepicí páskou a nezůstanou žádné volné úseky. Je lepší vzít samolepicí fólii, která plní tři funkce: spolehlivě chrání drát, pevně ho fixuje na potrubí a rovnoměrně rozvádí teplo po celém povrchu
Aby se teplo z topného kabelu dostalo do potrubí a ne do okolí, nasadíme shora tepelně izolační manžetu. Levná a praktická možnost – speciální “kožichy” vyrobené z pěnového polyethylenu, lehké, flexibilní, snadno se instalují
Posledním dotekem je upevnění tepelně izolačního materiálu. Dodatečná fixace pomocí spon učiní izolaci spolehlivější a zabrání tepelným ztrátám. Namísto kravat můžete použít potrubní svorky nebo elektrickou pásku, která se nebojí slunečního světla
