Как выбрать саморегулирующийся нагревательный кабель для защиты труб от замерзания

Возьмем стальной водопровод Ду50, проходящий через неотапливаемый служебный коридор. Ночью температура воздуха опускается до -25°С, вода подается только в дневную смену, труба изолирована минеральной ватой толщиной 30 мм. Пока не известны тепловые потери этой трубы, невозможно правильно выбрать нагревательный кабель, и пропуск этого расчета приводит к провалу большинства проектов по защите от замерзания.

Краткий ответ: выберите саморегулирующийся нагревательный кабель, мощность которого при минимально ожидаемой температуре окружающей среды превышает расчетные тепловые потери на метр, затем убедитесь, что его максимальная поддерживаемая температура, внешняя оболочка, температурная классификация и сертификат соответствия соответствуют материалу трубы, погодным условиям и электрической зоне. Выбор кабеля — это последний этап расчета небольших теплопотерь, а не первый этап списка покупок.

Саморегулирующийся нагревательный кабель представляет собой плоский или круглый кабель с двумя параллельными жилами шины, разделенными проводящей полимерной жилой. По мере нагревания сердечника его сопротивление возрастает, и кабель ограничивает собственную мощность: больше ватт, когда труба холодная, и меньше, когда она приближается к расчетной температуре. Вот почему его можно обрезать на месте, наложить внахлест и подавать под напряжение всю зиму без риска неконтролируемого перегрева, свойственного кабелям с фиксированной выходной мощностью.

Начните с тепловых потерь, а не с каталога кабелей

Цифрой, которая решает все остальное, являются потери тепла на метр, выраженные в ваттах на метр (Вт/м).

Его определяют четыре переменные: разница температур (ΔT) между необходимой вам температурой поддержания (обычно 5 °C для бытовой, пожарной и технологической воды) и самой низкой температурой окружающей среды, которую может наблюдать линия; тип и толщина изоляции; диаметр трубы; и условия трассы, включая ветер, глубину залегания и плотность задвижек, фланцев и опор.

На стальной линии DN50 с минеральной ватой толщиной 30 мм и температурой ΔT 30 K следует ожидать примерно 20–25 Вт/м. Удвоение изоляции до 50 мм обычно сокращает ее на четверть или более, что намного дешевле, чем покупать кабель большего размера и платить за его электроэнергию в течение следующих пятнадцати лет.

Подберите мощность кабеля к самой холодной ночи, а не к обычной зиме

Кабель, заявленный на 30 Вт/м при 10 °C, обычно обеспечивает только около 18–22 Вт/м при -20 °C, поэтому единственное значение выходной мощности, которое стоит сравнивать, — это значение, полученное при минимальной температуре окружающей среды, указанной в вашей конструкции.

Саморегулирующиеся кабели описываются кривой зависимости выходной мощности от температуры. Число 10 °C в таблице данных представляет собой номинальное значение, измеренное на неизолированном кабеле в неподвижном воздухе; труба, изоляция и окружающая среда — все это влияет на реальную фигуру. Умножьте расчетные потери тепла примерно на 1,2, чтобы учесть ветер, старение и арматуру, а затем найдите кабель, кривая которого остается выше этой линии в самый холодный час года.

Избегайте слишком большого размера. Дополнительные ватты не добавляют защиты; они повышают температуру поверхности, увеличивают потребление энергии в режиме ожидания и могут превышать температурный класс пластиковых труб. Такие семейства, как UFA, UFB, UFC и UFO, охватывают разные диапазоны выходной мощности, и кривая таблицы данных, а не общая мощность, является документом, который должен определять решение.

Саморегулирующиеся обогревательные кабели SANTO UFB Для защиты от замерзания и технологического обслуживания при температуре до 110°C эти саморегулирующиеся кабели с более высокой выходной мощностью имеют оболочку из фторполимера и одобрены для использования в опасных зонах; проверьте кривую и детали системы. Посмотреть продукт →

Проверьте материал трубы, маршрут и детали, которые не хватает на чертеже.

Один и тот же трос совершенно по-разному ведет себя на стали и на пластике, и замерзание редко начинается в середине прямой трассы; оно начинается у клапанов, фланцев, опор, дренажей и глухих патрубков.

Сталь и другие металлы проводят тепло вдоль и вокруг стены, поэтому часто бывает достаточно одного прямого участка. Пластиковые трубы (ПЭ, ППР, ПВХ, ПВДФ) плохо проводят тепло, поэтому тепло концентрируется непосредственно под кабелем: оберните кабель спиралью, добавьте ленту из алюминиевой фольги для распределения тепла и поддерживайте максимальную поддерживаемую температуру кабеля ниже номинального значения трубы.

Затем пройдите маршрут и проверьте эти точки:

• Клапаны, фланцы, насосы и сетчатые фильтры нуждаются в дополнительных кабельных петлях, поскольку масса фитинга остается холодной в течение нескольких часов.
• Опоры и подвески для труб действуют как радиаторы; изолируйте опору или оставьте небольшой зазор на пути кабеля.
• Заглубленные секции нуждаются в влагостойкой оболочке и механической защите.
• Наружные и моечные зоны нуждаются в устойчивости к ультрафиолетовому излучению и куртке, устойчивой к воздействию местных химикатов.
• Закрепите кабель стекловолоконной лентой или одобренными стяжками, но ни в коем случае не пластиковыми стяжками, которые размягчаются при рабочей температуре, и маркируйте положение кабеля каждые несколько метров, чтобы следующая бригада технического обслуживания не разрезала его.

Температурные характеристики, кожухи и классификация зон

Когда линия пересекает классифицированную зону, влажную траншею или агрессивную атмосферу, разрешения имеют большее значение, чем мощность.

Обычные и влажные места

Стандартная оболочка из полиолефина или ПВХ с максимальной поддерживаемой температурой 65 °C подходит для защищенных внутренних трубопроводов. Влажные, заглубленные или подверженные истиранию секции оправдывают использование оплетки из луженой меди для обеспечения непрерывности заземления и механической прочности, а также внешней оболочки из фторполимера.

Опасные зоны

В газовой и пыльной атмосфере Зоны 1 или Зоны 2 каждый кабель, распределительные коробки и термостаты должны иметь собственный сертификат взрывозащиты; Одного только рейтинга Ex e или Ex d недостаточно. Установка термостата для обычных помещений в секретную серию является одной из наиболее частых ошибок при проверке.

Высокая температура и большое расстояние

Там, где поддерживаемая температура превышает пределы полимера или если линия протянулась на несколько километров, в дело вступают кабели с минеральной изоляцией (MI) или системы скин-эффекта. Обратите внимание, что кабель MI имеет постоянную мощность и требует термостата; он не является саморегулирующимся, поэтому аргументы безопасности, оправдывающие использование саморегулирующегося кабеля, не сохраняются.

Не пропускайте элементы управления, распределительные коробки или изоляцию.

Кабель составляет примерно половину надежной системы защиты от замерзания; другая половина — это подключение к сети, управление и изоляция, удерживающая тепло.

• Силовые распределительные коробки должны соответствовать классу зоны и классу IP, иметь правильные кабельные вводы и уплотнительную прокладку.
• Используйте комплект для заделки холодных выводов производителя. Соединение, заклеенное вручную, является обычной причиной замыкания на землю в феврале.
• Для защиты от замерзания термостат, чувствительный к окружающей среде, который включается при температуре около 3 °C и выключается при температуре около 10 °C, защищает трубу и экономит энергию; Линейный термостат с поверхностным датчиком является лучшим выбором, когда необходимо поддерживать определенную температуру.
• Прикрепите датчик к стенке трубы, вдали от кабеля и под изоляцией, но ни в коем случае не поверх самого нагревательного кабеля.
• В завершение нанесите слой фольгированной ленты, теплоизоляцию, защиту от атмосферных воздействий и наклейте этикетку в каждой точке входа.

Электронный термостат поверхностного зондирования DATC-X для систем нагревательных кабелей Поверхностный термостат, предназначенный для нагревательных кабельных систем; полезно при определении управления кабелем, подключением питания и изоляцией; обратитесь к спецификации PDF. Посмотреть продукт →

Пять проверок перед размещением заказа

Запустите эти пять проверок, и спецификация запишется сама.

1. Подтвердите проектную минимальную температуру окружающей среды и поддерживаемую температуру, поскольку все остальное зависит от ΔT.
2. Сравните теплопотери на метр с мощностью кабеля при минимальной температуре окружающей среды, сохраняя запас в 10–20 %.
3. Проверьте материал трубы и максимально допустимую температуру ее поверхности.
4. Проверьте классификацию зоны и степень защиты IP каждого компонента: кабеля, распределительной коробки, термостата и датчика.
5. Определите размер цепи — ток холодного запуска, максимальную длину цепи и номинал выключателя в соответствии с техническими данными — затем перечислите комплекты заделки, ленты, этикетки и кронштейны в спецификации.

SANTO 1MF25-C Силовая распределительная коробка для систем нагревательных кабелей Аксессуар распределительной коробки питания, указанный в PDF-файле со спецификациями; полезно при проверке соединений и деталей подключения в комплексной установке защиты от замерзания. Посмотреть продукт →

Часто задаваемые вопросы

Можно ли обрезать саморегулирующийся нагревательный кабель на месте?

Да. Его выходная мощность настраивается в соответствии с установленной длиной, поэтому не существует требований к минимальной или фиксированной длине. Заключите оба конца с помощью подходящего комплекта, сохраните провода шины неповрежденными, и подаваемая мощность будет просто соответствовать сопротивлению более длинного или короткого сердечника.

Может ли он перекрываться при установке?

Да, с саморегулирующимся кабелем. Перекрытие не создает горячую точку, как в кабеле постоянной мощности, поскольку жила снижает свою выходную мощность по мере нагревания. По-прежнему следуйте рекомендациям производителя по расстоянию и заклейте пролет фольгированной лентой.

Нужна ли мне еще теплоизоляция?

Да. Изоляция — это то, что удерживает тепло; без него ни один практичный кабель не сможет поддерживать наружную линию при температуре ниже нуля ночью при -25 ° C. Кабель покрывает остаточные потери тепла, а не всю работу.

Саморегулирующаяся или постоянная мощность для защиты труб от замерзания?

Для изолированных водопроводных и технологических линий длиной до нескольких сотен метров саморегулирование обычно является лучшим компромиссом: гибкая длина, более низкие эксплуатационные расходы и отсутствие неконтролируемого перегрева. Постоянная мощность, включая MI, применяется в очень длинных линиях, при высоких поддерживаемых температурах и там, где требуется точная выходная мощность, контролируемая термостатом.

Выбор саморегулирующегося нагревательного кабеля для защиты труб от замерзания сводится к четырем факторам: самая низкая температура окружающей среды, необходимая температура поддержания, уже указанная изоляция и классификация зоны. Имея под рукой семейство кабелей, выходной диапазон и список аксессуаров, они следуют почти автоматически.

Если ваша линия включает пластиковую секцию, заглубленный участок, переход для зоны 1 или коллектор с паропроводом, стоит обсудить детали с инженерная команда до размещения заказа. Полевая практика по промежуткам, наклеиванию ленты и заделке описана в нашей указания по установке защиты труб от замерзания .