Samoregulační topný kabel pro topné potrubí – návrh, typy a návod k instalaci

Výpadek vodovodního potrubí ve venkovském domě, ať už z jakéhokoli důvodu, způsobuje obyvatelům velké nepříjemnosti. Pryč jsou doby, kdy byly studny instalovány podél ulice v docházkové vzdálenosti.

Instalace samoregulačního topného kabelu se proto může stát záchranou v krizi. Koneckonců, jednou z častých příčin poruch vodovodního potrubí je zamrzání v důsledku extrémně nízkých teplot, ke kterým byla příroda v posledních letech štědřejší než kdy jindy. Ucpané odtoky, způsobené stejnou příčinou, nejsou pro obyvatele menší nepříjemností.

Potřeba dodatečných vytápěcích opatření pro vodovodní a kanalizační systémy je zřejmá a nevyhnutelná i z jiného důvodu. Lze je bezpečně instalovat pod hranicí mrazu a izolovat. Vezměme si ale v úvahu, že například v Moskevské oblasti země promrzá do hloubky 1,8 metru.

Představme si kopání dvoumetrového výkopu a zhodnoťme naše kroky v případě oprav. Pozornost se přirozeně přesouvá k umělému vytápění samoregulačními zařízeními.

Topný kabel pro vodovodní potrubí zabraňuje zamrznutí potrubí umístěného v oblastech vystavených nízkým teplotám.

Konstrukce a typy samoregulačních topných kabelů

V současné době se aktivně používají dva typy kabelů pro potrubí: odporové a samoregulační.

První z nich se zahřívá, když jím prochází elektrický proud. Zdrojem tepla je běžný vodič s vysokým odporem. Množství generovaného tepla bude přirozeně vždy stejné v závislosti na vlastních parametrech kabelu.

V řídicím obvodu topení je instalován termostat, který reguluje úroveň vytápění. K tomuto účelu lze použít zařízení podobné tomu, které se používá v podlahových topných systémech.

Skládá se ze silně izolovaného vodiče uzavřeného v utěsněném vnitřním plastovém plášti. Uvnitř pláště je barevná nit, která slouží jako identifikační značka. Přes plášť je navinutý opletení z pocínovaného měděného drátu, které slouží jako ochranný štít. Vnější plášť je vyroben z odolného polymeru.

Zvláštností použití odporového topného kabelu je nutnost vyhnout se jeho křížení při navíjení přes potrubí.

V místech kontaktu je vzájemný vliv nevyhnutelný, což má za následek lokální přehřátí a zařízení se může jednoduše vyhořet.

Kabely rezistivního typu mohou být jednodrátový nebo dvoudrátovýTy druhé jsou poněkud dražší, ale používají se častěji, protože vyžadují jednodušší zapojení. Zatímco jednovodičový ohřívač vyžaduje napájení na obou koncích, dvouvodičový ohřívač vyžaduje pouze standardní eurozástrčku připojenou k zásuvce 220 voltů.

Druhou nevýhodou jednožilových kabelů je, že je nelze zkrátit na požadovanou délku; v tomto stavu nebudou fungovat. Pokud si koupíte delší kabel, budete muset použít celou délku.

Samoregulační ohřívač funguje na zcela jiném principu.

Zdrojem tepla je matrice instalovaná uvnitř, uvnitř které procházejí dva dráty. Samotný materiál matrice generuje teplo, když proud prochází dráty.

Navíc čím vyšší je okolní teplota, tím méně se zdroj tepla zahřívá a naopak. Reguluje si tak vlastní ohřev, odtud pochází i jeho název.

Výhody samoregulačního kabelu jsou:

• jeho nenáročnost na křižovatky během instalace; nevedou k lokálnímu přehřátí a selhání;
• Lze je zkrátit na požadovanou délku, ale musí se to provést podle speciálních značek na vnějším plášti. Po zkrácení je nutná instalace zakončovací objímky.

Mezi nevýhody patří vysoká cena. Vzhledem k dlouhé životnosti – při správné instalaci a provozu přes 10 let – se však vyplatí.

Obecně se vybavení systémů zásobování vodou ohřívači stává tradičním.

Výrobci topných kabelů

Potřeba vytápění domů a infrastruktury je mezi obyvateli severních regionů velmi žádaná, takže tato technologie a materiály k nám přišly odtud.

Na globálním trhu existuje mnoho společností vyrábějících tepelné kabely. Níže je uveden podrobný popis nejoblíbenějších a nejkvalitnějších produktů:

1. Ensto (EFPO10, TASH0.05) se vyrábí ve Finsku. Vyrábí samoohřívací kabely, které splňují nejnovější inovační standardy. Tyto produkty se snadno instalují a vyznačují se vylepšeným designem.
2. Nelson – americká společnost vyrábí poměrně rozsáhlou řadu modelů (CLT; LT; LLT; HLT; SLT-2; QLT; HLT; NC). Tyto produkty se vyznačují dlouhou životností a trvale zlepšují svůj výkon.
3. Lavita je jihokorejská společnost. Vyrábí tři hlavní modely:

• HPI 13-2 CT – dlouhý a bezproblémový provoz;
• GWS 10-2 - Energeticky úsporný výkon;
• VMS 50-2 CX (CT) je model se zvýšenou odolností vůči vnějšímu zatížení.

4. DEVI je dánská společnost. Nabízí širokou škálu modelů (DEVIflex, DEVIsnow, DEVIiceguard, DEVIpipeguard, DEVIhotwatt), všechny s 20letou zárukou, včetně výměny a opětovné instalace vadných kabelů. Její produkty jsou navíc proslulé svým vysokým výkonem a rychlostí. Úspěšně se používají ve venkovních i vnitřních topných systémech.
5. Za zvážení stojí i FreezStop od ruského výrobce. Všechny modely (FreezStop, Freezstop Inside, Freezstop Simple, FreezStop-Lite) jsou vysoce kvalitní a vhodné pro různé systémy.

Za zmínku stojí i švédský ohřívač. SR 20 s výkonem 1645 W je určen jak pro podlahové vytápění, tak pro vytápění vodovodních potrubí.

Jak vidíte, sortiment samoregulačních topných kabelů pro potrubí je široký a je jen na vás, který model si vyberete. Klíčem je zajistit, aby produkt splňoval výkonnostní požadavky vašeho systému.

Jak vybrat samoregulační topný kabel, podívejme se na technické vlastnosti

Při výběru ohřívače se nejprve rozhodněte o jeho typu. Odporové ohřívače jsou náchylné k přepálení a vyrábějí se v předřezaných délkách, které nelze zkracovat ani prodlužovat. Jejich výkon zůstává konstantní bez ohledu na aktuální potřebu tepla. Obvykle se používají k ohřevu potrubí malého průměru, vodních nádrží nebo odpadních trubek.

Samoregulační vodiče jsou běžnější. Zvládají přepětí bez přepálení a nabízejí úsporu energie. Při jejich použití neexistují žádná omezení délky. Tato možnost je samozřejmě přijatelnější, a to i přes vyšší cenu.

Při výběru kabelu je důležité věnovat pozornost designu produktu. Ve snaze snížit náklady výrobci někdy vynechávají stínící opletení. Toto je známé jako cenově dostupná varianta. Účelem tohoto designového prvku je... zesílení produktu a uzemňovacího zařízení, což je důležité.

Je třeba zvážit i vnější plášť samoregulačního kabelu. Pro domácí použití je polyolefinový plášť zcela dostačující (pro okapy nebo střešní krytinu). Při instalaci topných kabelů v gravitačních kanalizačních systémech je lepší použít zařízení s fluoroplastickým pláštěm, který je odolný vůči agresivnímu prostředí.

Ne všechny produkty jsou vhodné pro vnitřní i venkovní použití. Pro konkrétní zamýšlené použití se prosím informujte u prodejního poradce nebo si přečtěte certifikát kvality.

Při výběru samoregulačního kabelu je třeba zohlednit i teplotní třídu. Nízká teplota Ohřívají se až na 65 stupňů Celsia a spotřebovávají až 15 W/metr. Používají se k ochraně vodovodních potrubí malého průměru před zamrznutím.

Střední teplota – ohřívají až 120 stupňů s výkonem 10–33 W/m. Lze je použít k ohřevu trubek a svodů středního průměru.

Vysokoteplotní výrobky se zahřívají na teplotu 190 stupňů a používají se pro trubky s velkým průměrem.

Volba je také určena velikostí vytápěných trubek. Jako hrubý návod lze doporučit následující parametry:

• pro trubky 25 – 40 mm – 16 W/m;
• 40 – 60 mm – 24 W/m²;
• 60 – 80 mm – 30 W/m²;
• Více než 80 mm – 40 W/m².

Použití termostatu

Standardní prahové hodnoty odezvy samoregulačních kabelů se pohybují od 3 do 13 stupňů. To znamená, že se vytápění zapne při nižším nastavení a vypne při vyšším nastavení.

Teplota vody ve studni nikdy neklesne pod bod mrazu, obvykle 4–5 stupňů Celsia. To znamená, že ohřívač bude běžet nepřetržitě a spotřebovávat značné množství elektřiny. V létě jej lze vypnout, ale během přechodného období z podzimu na jaro je snadné ztratit kontrolu a zamrznout potrubí v důsledku náhlého poklesu teploty. Studny se snáze spravují; během horkých letních měsíců se voda ohřeje na svou maximální provozní teplotu.

Není třeba ohřívat vodu na toaletu a pro ohřívač vody nebo sprchu se voda ohřívá v bojleru.

Použití termostatu proto nabízí mnoho výhod, včetně prodloužení životnosti kabelu, který má omezenou životnost. Nejlepší je nastavit jeho vypínací teplotu na 5–6 stupňů.

Při instalaci tohoto zařízení věnujte pozornost umístění senzoru. Měl by odrážet teplotu vody v potrubí. Pro zajištění přesného nastavení by samotný ohřívač neměl ovlivňovat zařízení.

Stanovení výkonu samoregulačního topného kabelu

Použití topných kabelů pro ohřev vodovodních potrubí je spojeno s následujícími okolnostmi:

1. Při instalaci venkovního systému. Tato metoda se dnes používá jen zřídka a vyžaduje pečlivou tepelnou izolaci, a to i při použití topných těles.
2. V úseku, kde potrubí vstupuje do domu, je nutné vytápění.
3. Pokud jsou potrubí umístěna v nevytápěné a neizolované půdě nebo suterénu.

Vnitřní samoregulační kabely se instalují, když při instalaci sítě nebyl použit externí ohřívač. Velikost potrubí je však omezená; tento typ izolace se používá do tloušťky 32 mm. To je dáno omezeným výkonem těchto zařízení – 9–13 W/m. K ohřevu potrubí dochází pouze v části, kde se nachází vodič.

Externí topné kabely se dodávají ve verzích s vyšším výkonem – 17, 23 a 30 W/m, v odporové nebo samoregulační verzi.

Při instalaci topení na plastové vodovodní potrubí je třeba dbát určité opatrnosti. Omezení zde představují vlastnosti samotného materiálu potrubí.

Maximální povolená teplota pro většinu plastů je 95 stupňů, což odpovídá maximálnímu výkonu topného kabelu 17 W/m.

Toto je třeba vzít v úvahu při plánování prací na vodovodu. Je třeba poznamenat, že plastové potrubí při zamrznutí nerozmrzá a v zimě nejsou nutná nouzová opatření.

Tepelný výkon a spotřeba energie přímo závisí na výkonu kabelu. Čím vyšší je výkon, tím intenzivnější je ohřev a tím více energie se spotřebovává. Výkony vodičů se pohybují v širokém rozmezí, s minimem 5 W/m a průměrným maximem 150 W/m. Pro odborníka s omezenými znalostmi topných kabelů proto může být obtížné vybrat produkt s požadovaným výkonem..

Pro usnadnění procesu výpočtu výkonu existují speciální tabulky, které zohledňují všechny provozní vlastnosti, jež mohou ovlivnit účinnost:

• oblast použití;
• úroveň okolní teploty;
• materiál topného tělesa, jeho velikost, průměr;
• vlastnosti umístění;
• délka kabelu.

Účel topného drátu	Instalační podmínky		Materiál výroby	Moc
Pro ohřev vody v systému zásobování vodou	Ve vrstvách půdy	Uvnitř potrubí	plast	5 - 10
			kov	10 - 15
		Mimo potrubí	plast	10 - 20
			kov	15 - 25
	Letecky	Uvnitř potrubí	plast	20 - 25
			kov	25 - 30
		Mimo	plast	25 - 30
			kov	30 - 25
Pro střešní a odvodňovací konstrukce	Střešní vytápění	Střecha s izolací	—	30 - 40
		Studená střecha	—	40 - 50
	Vytápění samostatné části střechy po obvodu		—	300 - 400
	Okapy a svody		—	30 - 60
Pro samoregulační vytápění	Podlaha je dřevěná na trámech		—	8 - 10
	Podlaha má betonovou mazaninu		—	18 - 20

Použití kabelového topného systému ve spojení s programovatelným termostatem výrazně sníží spotřebu energie, a tím ušetří rodinný rozpočet.

Při nákupu samoregulačního kabelu je třeba věnovat zvláštní pozornost jeho výkonu, protože:

• Nadměrný výkon povede k přehřátí kabelu, což následně způsobí poškození a předčasné selhání topného systému;
• Použití kabelu s nižší hodnotou přispěje k zamrznutí konstrukce, protože systém neposkytne potřebné vytápění.

Správně vypočítaný výkon znamená účinnost, hospodárnost, bezpečnost a trvanlivost vašeho topného systému.

Životnost

Standardní životnost uváděná výrobci samoregulačních topných kabelů se pohybuje od 10 do 40 let. Tyto kabely jsou vyráběny s použitím polovodičových matric, a proto se uživatelé obávají takového dlouhodobého provozu.

Stojí za zmínku, že to není neopodstatněné, protože matrice se může opotřebovat až o 15 % za rok provozu. Odborníci doporučují několik řešení tohoto problému:

• Pokud je instalace v zemi, měla by být vytvořena 100% rezerva, tj. měla by být položena gumová nit topného kabelu;
• použijte kabelový kanál a umístěte do něj topný drát; v případě poruchy nebude nutné otevírat celé potrubí, ale pouze část, kde se nachází rozvodná krabice;
• nainstalujte kabel uvnitř potrubí - vhodný je průmyslový certifikovaný produkt pro zásobování potravinovou vodou;
• Položení potrubí podél země se zvětšením tloušťky tepelné izolace sníží tepelné ztráty.

Kromě toho existuje několik pravidel, která je třeba dodržovat, aby se prodloužila životnost samoregulačního kabelu:

1. Při nákupu topného kabelu je nejlepší zaměřit se na renomované výrobce. Tyto produkty jsou samozřejmě mnohem dražší, ale oprava nebo rekonstrukce celé konstrukce bude mnohem dražší.
2. Typ a výkon zvoleného kabelu musí odpovídat zatížení, které na něj bude během provozu kladeno.
3. Měl by být instalován systém regulace teploty a ochranná automatizace.
4. Před instalací je nutné systém samoohřevu otestovat.
5. Při instalaci striktně dodržujte podmínky technologického postupu a návod k obsluze.

Klíčovou podmínkou, za které je zaručena výměna produktu, je dodržování teplotního režimu během používání.

Výrobci provádějí kontrolu, aby vyhodnotili drát zbývající ve vnějším plášti stabilizátoru. Tato kontrola nám umožňuje určit provozní teplotu topného kabelu.

Samoregulační topný kabel – instalace svépomocí uvnitř potrubí

 

Jak nainstalovat topný kabel do potrubí

Již jsme probrali okolnosti, za kterých se instalují vnitřní jednotky. Za zmínku také stojí, že tyto ohřívače jsou vyrobeny speciálně pro tento typ instalace. Musí splňovat určité požadavky:

• Vnější plášť samoregulačního kabelu nesmí uvolňovat škodlivé látky. Tyto ohřívače se používají na malých potrubích rozvádějících pitnou vodu.
• Vzhledem k použití elektrické energie ve vodním prostředí nesmí být stupeň elektrické ochrany nižší než IP.
• Koncová krytka musí být vzduchotěsná, proto si před instalací samoregulačního kabelu musíte pečlivě prostudovat technickou dokumentaci a plně dodržovat uvedená doporučení.

Aby bylo zajištěno zasunutí kabelu do potrubí, je nutné na jeho konec nainstalovat T-kus s požadovaným úhlem ohybu a poté postupovat následovně:

1. Uzavřete přívod vody do vodovodního systému.
2. Změřte požadovanou délku kabelu, poté co nejprve provedli potřebná měření na potrubí.
3. Odřízněte kus topného tělesa v nejbližším místě na plášti kabelu.
4. Nainstalujte koncovou objímku.
5. Umístěte ohřívač dovnitř potrubí.
6. Nasaďte na něj těsnicí pouzdro, pryžovou podložku, kuželovou kovovou upínací podložku a upínací pouzdro.

• Sestavte těsnění v uvedeném pořadí a pečlivě utáhněte spojení.
• Připojte propojovací objímku s instalačním vodičem a eurozástrčkou k zadnímu konci topného kabelu.

Pokud je nutné řezání, lze ohřívače instalovat na několika místech vodovodní sítě.

Instalace svépomocí na vnější povrch potrubí

Při instalaci takového zařízení na vnější povrch je klíčové těsné usazení. Proto je nutné před instalací chladicí kapaliny povrch potrubí (zejména kov) důkladně očistit od nečistot a koroze. Toho lze účinně dosáhnout pomocí drátěného kartáče připojeného k elektrické vrtačce.

 

Topný kabel na potrubí. Návod k instalaci

Topný článek se instaluje podél osy potrubí. Měl by být upevněn každých 30 centimetrů pomocí plastových stavebních svorek nebo metalizované pásky. Druhá možnost je vhodnější, protože výrazně zvětšuje plochu přenosu tepla a povede k efektivnějšímu provozu systému.

Pokud je instalováno několik topných těles, měly by být umístěny na spodní straně potrubí, kde se nachází nejchladnější voda.

Ohřívač lze instalovat do spirály a upevnit metalizovanou páskou. Tím se zvětší kontaktní plocha mezi kabelem a trubkou, což vede k intenzivnějšímu ohřevu.

Při ohřevu plastových trubek se doporučuje pod chladicí kapalinu vložit vrstvu metalizované lepicí pásky. Její dobrá tepelná vodivost umožňuje rovnoměrnější rozložení tepla v potrubí, čímž se eliminuje lokální ohřev v místech kontaktu. Tím se eliminuje lokální přehřívání, které může způsobit poruchu potrubí.

Během zimního provozu vodovodního systému jsou armatury vystaveny zvýšenému ochlazování. Proto by při vedení ohřívače podél těchto prvků měl být umístěn serpentinově, přičemž by měl být dodržen povolený poloměr ohybu, aby se zabránilo jeho zlomení.

Izolace vodovodních potrubí

Ohřev vodovodního potrubí neznamená zvýšení teploty celého prostoru, který ho obklopuje. Aby bylo možné teplo efektivně využít, je třeba jej izolovat dostupnými metodami.

Vláknité materiály, jako je skelná vata, minerální vlna a různé rolované izolační materiály, by se neměly používat k izolaci vodovodních trubek. Jsou vysoce hygroskopické a absorbují vlhkost, čímž ztrácejí objem a tepelně izolační vlastnosti.

Volba izolace závisí na způsobu instalace potrubí. Pokud je potrubí instalováno v betonovém kanálu, který jej chrání před mechanickým namáháním, lze použít i pěnovou gumu. Potrubí je však nutné pod zásypem dodatečně vyztužit. Toho se dosahuje použitím plášťů většího průměru a plastových trubek.

Nejlepším izolačním materiálem jsou odnímatelné tvarovky z polystyrenové pěny, které se vkládají na potrubí a zajišťují stavební páskou. Dodatečné náklady jsou kompenzovány trvanlivostí systému.

Hlavními výrobci ohřívačů jsou Devi, Deviflex, SVK20, Thermo a Ensto.

Potřeba zvýšené pozornosti věnované vytápění domů a infrastruktuře je typická pro obyvatele severních zemí, takže samotné technologie a materiály pocházejí odtud.

Zejména jeden z oblíbených ohřívačů SVK 20 se vyrábí ve ŠvédskuSekce je dlouhá 8 metrů a má výkon 1645 wattů. Jejím primárním použitím je podlahové vytápění a ohřívače vody. Součástí je termostat.

Ohřívače Deviflex Dtip Široce se používá ve venkovních i vnitřních systémech vytápění domů pro různé účely, včetně teplých polí a potrubí pro vytápění vody. Jedná se o dvoužilový produkt, bezpečně izolovaný odolným vnějším pláštěm. Nedoporučuje se pro vytápění střechy. Vyrobeno společností DEVI.

 

Vytápění střechy a okapů kabelem Devi

Elektrické ohřívače Termo vyrobeno ve Švédsku Díky ekonomické izolaci je ideální pro použití v podmínkách s nízkou vlhkostí. Používá se k výrobě vyhřívaných podlahových rohoží a k ohřevu vodovodního potrubí.

Ohřívače Ensto vyrábí v Rusku společnost ENSTO-Rus.Hlavním produktem je samoregulační ohřívač, který se používá jak pro podlahové vytápění, tak pro vytápění potrubí.