Kabel za ogrevanje plinske cevi: zgradba, izbira po parametrih, načini montaže

V hladnem letnem času se pojavijo neprijetne motnje v delovanju plinovodov. Ne nastanejo le zaradi nizkih temperatur. Težavo lahko z veliko verjetnostjo dobite, če je bila namestitev komunikacij nekakovostna. Potem postane zmrzovanje z ustavitvijo pretoka v cevovodu običajen pojav.

Za rešitev težave boste morali namestiti kabel za ogrevanje plinske cevi, in sicer po možnosti pred nastopom zmrzali. V nadaljevanju vam bomo povedali, kako pravilno izbrati grelni kabel, in delili podrobnosti njegove montaže.

Zgradba grelnega kabla

Zgradba vodnikov za ogrevanje vključuje do 5 elementov – prisotnost določenega dela je odvisna od vrste izdelka, teh pa sta le dve, če ne štejemo redko uporabljenih:

• samoregulacijski;
• resistivni.

Samoregulacijski kabel ima dve žili z različnima fazama. Po teh bakrenih vodnikih teče elektrika. Nahajata se znotraj prevodne matrice, ki greje kabel in deluje kot možgani sistema.

Vsak del te notranjosti je del električnega tokokroga z lego točno na sredini med vodnikoma. Napajalne žile greje in uravnava prav matrica.

Poleg lastne toplotnoizolacijske plasti se vodniki uporabljajo v paru z zunanjo izolacijo. To je potrebno, da se kabel zaščiti pred vplivi okolice.

Glavni del kabla se vedno napelje skozi toplotnoizolacijsko plast, ki jo imenujejo tudi termozaščita ali izolacijska prevleka. Toplotno izolacijo ovijejo z zaščitno mrežo iz ravnih bakrenih ploščic. To pletenico uporabljajo za zaščito pred elektromagnetnimi valovi od zunaj in tudi za priključitev ozemljitve. Zunanji plašč na mreži je nekakšen ščit pred mehanskimi poškodbami.

Resistivni kabli so lahko eno- in dvožilni. V skladu s tem jih ločimo po številu vodnikov. Zgradba spominja na samoregulacijsko različico, vendar brez matričnega sistema. Namesto tega naredijo še eno termozaščitno plast.

Samoregulacijski grelni vodnik

Tak kabel deluje podobno kot običajni električni vodnik. Segrevanje povzroči povečanje upora in po preprostem fizikalnem zakonu – zmanjšanje toka. V hladnih delih cevi je temperatura žice nižja in upor manjši, zaradi večjega toka na teh mestih grelec deluje intenzivneje.

Ko se kabel vklopi, postopoma povečuje moč in na neki točki začne delovati s polno močjo. Izkazalo se je, da ogrevanje plinske cevi ta proces pospešuje.

Samoregulacijski kabel ne preneha delovati. Ni se treba skrbeti, saj segrevanje traja le do doseganja želene temperature, nato pa kabel deluje z manjšo močjo. Delovanje grelca je zasnovano okoli nastavljene temperature.

Samoregulacijska različica grelnega kabla ima spremenljiv upor, ki je neposredno odvisen od temperature, zato lahko moč žice sama narašča.

V plinskih ceveh ne zmrzne sam plin, ampak vlaga, zaradi česar preneha dotekati. Treba je izbrati takšno temperaturo cevi, da bo verjetnost zamrznitve zanemarljiva. Posebnost samoregulacijskih modelov je, da se ogrevanje ne bo izklopilo ali vklopilo, ko bo plinovod postal toplejši ali hladnejši od optimalne vrednosti. Preprosto se bo intenzivnost delovanja močno spremenila navzdol ali navzgor.

Po drugi strani stroški za moč ne smejo prizadeti denarnice, saj kabli porabijo približno 10 W na 1 meter dolžine. Obstajajo šibki modeli z energetsko porabo okoli 5 W in močni z nazivno močjo do 150 W. Glede na veliko izbiro je vedno mogoče najti sprejemljivo različico, da si lahko privoščite, da oprema deluje neprekinjeno.

Resistivni model grelnega kabla

Pri enožilni različici je vse bolj zapleteno, saj je potrebno napajanje z obeh koncev s kasnejšimi omejitvami pri načrtovanju. Drugi konec se vrne na mesto priključitve ali pa se položi dodatno napajanje na ta isti, oddaljeni konec. V tem je bistvo neprijetnosti. Enožilna žica v ovoju iz termoplastike na trgu zaseda nišo najbolj poceni grelcev.

Po principu enožilnega kabla so ustvarili modifikacijo HT s 50 vati na 1 meter. Področje njegove uporabe se razširja ne le na cevovode. Hkrati z večjo porabo energije žica HT rešuje vprašanje prihranka samega materiala.

Resistivne grelne kable proizvajajo samo v določeni dolžini, ki je ni mogoče skrajšati ali podaljšati – takšne žice ni dovoljeno rezati.

Glede na ime je dvožilni grelec sestavljen iz dveh žil. Ti dve ne opravljata podobnih funkcij kot pri matričnih kablih. Grelna žila deluje v paru s tokovodno, ki ima pomožno vlogo. Na eni strani kabla se napaja, na nasprotni pa se montira hermetična spojka.

Načrtovanje in namestitev žice ne bosta povzročala težav, toda spojka pogosto postane problem. Praksa je pokazala povezavo med okvarami in tem delom v več kot polovici primerov. Za postopno zamenjavo problematičnih izdelkov so proizvajalci začeli izdajati brezspojkne različice.

Ploski enožilni kabel modifikacije HT omogoča zmanjšanje porabe materiala na 1 m² površine plinskega cevovoda, ki potrebuje ogrevanje.

Uporovnim grelnim kablom so lastne naslednje prednosti:

• stabilnost lastnosti skozi celotno obdobje delovanja;
• visoko toplotno oddajanje;
• nizke cene.

Toda glede zanesljivosti nekoliko zaostajajo za samoregulirajočimi modeli, saj je v primeru okvare treba zamenjati celoten odsek s problematičnim mestom, poleg tega se pri njih pogosto pojavlja lokalno pregrevanje. Neprijetnost je tudi v tem, da bo za izbiro odsekov optimalne dolžine potrebno porabiti čas.

Izbira idealne možnosti po parametrih

Za vse zunanje modele korist določata moč in enakomernost porazdelitve toplote. Teoretično sta obe vrsti kablov približno enako primerni, saj se slabosti uporovnega lahko kompenzirajo z načinom namestitve.

Glede na minimalne temperature v regiji se izbere kabel, ki je dovolj odporen na skrajne temperature okolice. Lahko se zgodi, da je vrednost, pri kateri pride do zmrzovanja, prenizka tudi za sam grelnik.

Obstajajo tudi bolj jasne situacije. Le s samoregulirajočo žico se prekrivajo cevovodi s podzemnim položajem, saj je tako ugodneje in priročneje. Tankih plinskih cevi ni vredno zaščititi z uporovno žico – včasih se zgodi, da komunikacija stopi, na mestu stika pa nastane luknja.

Zahvaljujoč temu diagramu postane jasno, kako veliko prednost imajo samoregulirajoči kabli: navedeni so parametri dolžine kabelske linije in temperature ogrevalnega objekta.

Ne bi bilo slabo, če bi imeli pri roki tabelo toplotnih izgub. V njej izgubo toplote določa razlika med temperaturo cevi in okolice v kombinaciji z razmerjem med premerom cevi in debelino toplotnoizolacijske plasti.

Informacija je na voljo v priročni obliki – v vatih na 1 tekoči meter.

Za nazoren primer energijske učinkovitosti je treba pogledati v tabelo toplotnih izgub cevovodov – pomagala bo pri določanju potrebne moči kabla za načrtovano debelino izolacije na cevi.

Pravila in priporočila za namestitev

Težave pri obratovanju se ne bodo pojavile, če se upoštevajo splošne norme. V skladu s pravili za namestitev električnih naprav (PUE) je sistem za zaščito pred zmrzovanjem obvezno opremljen z zaščitno napravo (RCD). Pritrditev na neelektrično prevodne površine in naprave se izvaja le z zaščitnim opletom. Kabli, obdelani s takšno prevleko, se namestijo tudi na sintetične cevi.

Pri montaži je pomembna temperatura zraka: dela se izvajajo, če ta ni nižja od -15 °C. Takoj po namestitvi se namesti obvezna toplotna izolacija. Za zmanjšanje toplotnih izgub se debelina te plasti natančno prilagodi premeru cevi. Preseganje te vrednosti ne bo povzročilo nič slabega, temveč bo le izboljšalo stanje.

Grelna žica velja za funkcionalno, če je polmer upogiba vsaj 3-kratnik premera izdelka. To pomeni, če je polmer namišljenega kroga, katerega središče se nahaja neposredno na robu območja upogiba kabla, vsaj trikrat večji od premera in 6-krat večji od polmera same žice.

Na sliki R predstavlja polmer upogiba, dh premer kabla, A dolžino upognjenega dela, L dolžino ravnega dela, α pa ravni kot med dvema namišljenima premicama, ki se sekata v središču navideznega kroga.

Po delih se toplotna izolacija in sam kabel preverita na upornost. Nato se na jarku in cevovodu naredijo oznake z opozorilom o prisotnosti grelnega elementa. Dodatno se namesti tablica.

Montaža kabla omogoča projektantom, da cev postavijo na primerno mesto. V tem primeru ni potrebe po polaganju z upoštevanjem globine zmrzovanja tal.

Načini montaže grelnih kablov

Obstajajo štiri glavne možnosti namestitve grelnega kabla, najpogosteje pa se uporabljata prvi dve:

• vzdolžna položitev enega kabla;
• pritrditev kabla v spirali okoli plinovoda;
• namestitev več grelnih žic vzdolž cevi;
• namestitev v valoviti obliki;

Kabel običajno položijo vzdolž spodnjega dela cevi na ravni 4. ali 8. ure, če si predstavljamo, da je njen prečni prerez okrogla številčnica mehanske ure. Na mestih spojev ga dvignejo za 60°. To je v nekem smislu varnostni ukrep: namestiti grelni kabel stran od pritrdilne sponke.

Obstajajo ločeni načini polaganja v različnih vozliščih sistema. V bližini ventila žico upognejo, položijo pod gibljivi del in pritrdijo s stekleno trakom. Pri valoviti ali spiralni pritrditvi je korak zavoja večji tam, kjer je zavoj v eno ali drugo smer. Na primer na kolenčnih spojih.

Pri namestitvi grelnega kabla v bližini vozlov in povezav je najpomembneje pustiti udoben dostop do vseh krmilnih elementov.

Bistvo namestitve je izjemno preprosto. Potrebno je le izbrati pot za kabel in ga pritrditi z aluminijastim trakom na vrhu. Najprej žico pritrdite s koščki traku. Nato jo pritisnite ob cev, dokler ne pride do tesnega stika. Ni treba uporabiti velike sile, zadostuje minimalna napetost, še posebej ker se kabel lahko preveč raztegne.

V nadaljevanju bo potrebna pritrditev s trakom po celotni dolžini kabla:

• za izboljšanje odvajanja toplote;
• za trdnost;
• da se prepreči stik s toplotno izolacijo.

Aluminijasti trak ali folijo uporabljamo za obdelavo plastičnih cevi. Tako se izognemo prekomernemu segrevanju plastike in dosežemo bolj enakomerno porazdelitev toplote po celotni površini in dolžini plinovoda. Ne glede na material, iz katerega je cev izdelana, na njej namestimo spojko in povežemo dovodni hladni konec z grelnim kablom.

Prav tam, na plinovodu, namestimo tudi senzor termostata – idealno točno na sredini med položenimi linijami. V nadaljevanju bo potrebna izolacija odseka, po čemer lahko delo štejemo za končano.

Vzdolžna namestitev grelnega kabla

Tehnično je to preprostejši način. Hkrati ne pričakujte enakega učinka kot pri spiralni namestitvi, ko plinovod pokrijemo z 'mrežo' iz navitega kabla. Pritrditev izvedemo vzporedno s cevjo, bližje dnu. Varnostna pravila ne prepovedujejo višjega polaganja, vendar bo verjetnost poškodb od zgoraj po definiciji večja.

Premočrtna namestitev grelnega kabla se pogosto uporablja za plinovode, pa tudi za vodovodne cevi, kanalizacijske in drenažne cevi

Shema razporeditve grelnih kablov na plinski cevi je neposredno odvisna od njihovega števila. Eno linijo položimo spodaj, ustrezno 4. uri, če si namesto prereza spet predstavljamo številčnico. Dodajanje druge pomeni namestitev na isti ravni, vendar z druge strani.

V primeru s tremi vejami jih postavimo v namišljen trikotnik na spodnji polovici cevi, pri čemer mora biti usmerjen nekoliko v desno ali levo. Iz štirih kablov že naredimo pravilen kvadratni vzorec, in takrat bosta dve žici na vrhu.

Pritrditev s spiralo okoli cevi

Metodi dajejo prednost v severnih regijah. Verjetnost zmrzovanja vlage v plinskih ceveh je tam veliko večja, zato povečajo kontaktno površino. Območje stika pri spiralni metodi pokriva cev pod različnimi koti, po načelu, podobnem valoviti polaganju, vendar še učinkoviteje.

Za spiralno namestitev proizvajajo dolge kable. Tako proizvajalci ponujajo možnost izbire koraka med zavoji. V praksi interval včasih zmanjšajo na 5 cm ali manj. Kabel bo takrat presegel dolžino samega cevovoda približno 2-krat.

Spiralni način montaže ima več prednosti: v zapletenih situacijah in pri skrajnih temperaturah mu dajejo prednost prav njemu.

Na nekaterih mestih je polaganje kabla oteženo. Rešitev bo prav vijačna montaža, vendar po drugačni tehnologiji. Žilo najprej navijejo z rezervo, nato pa jo zategnejo s spremembo smeri zank.

Pomembne podrobnosti namestitve

Uspešna namestitev vključuje več sestavin. Glavno vlogo igra algoritem delovanja. Cevovod je treba najprej preizkusiti in pobarvati, za namestitev pa izbrati primeren dan brez padavin. Še več – polaganje nekaterih kablov je možno samo z ene strani. Dovolj je, da spregledate to podrobnost, in celotno delo boste morali začeti znova.

Praktični vidiki glede uporabe grelnih kablov:

• Čim nižje je vodnik, tem bolje potekajo procesi izmenjave toplote;
• lepilna plast pospeši ogrevanje;
• tanke kovinske cevi je treba dodatno izolirati s folijo ali trakom, prav tako kot plastične.

Ne hitite s postopkom pritrjevanja na ventile in navojne dele. Vodnik je treba položiti tako, da boste kasneje lahko nemoteno servisirali, popravljali in zamenjali elemente cevi brez demontaže ogrevalnega sistema.

Kablu je treba dati obliko zanke pri spoju, nato pa ga zviti do rahle napetosti in pritrditi s trakom.

Zaključki in koristen video na to temo

Pregled samoregulacijskega grelnega kabla, vključno z načelom delovanja, možnostmi uporabe in testi:

Nazoren primer vzdolžne namestitve na tanko cev, tudi s polaganjem pri ventilu:

Kabli za namestitev na plinovod so dveh vrst: samoregulacijski in uporovni. Glede izbora si verjetno ne boste belili glave, saj je prva možnost očitno boljša po vsoti lastnosti. Montaža ogrevalnega sistema se izvaja vzdolžno, spiralno ali z valovito linijo.

Pred tem izberejo dolžino in moč grelnika, opravijo izračune z velikim številom fizikalnih kazalnikov. Treba je namreč razumeti, kaj se dogaja pri ogrevanju plinske cevi s posameznimi vrstami grelnega kabla in česa se je vredno odpovedati. Po namestitvi bodo nelagodje in težave z oskrbo s plinom stvar preteklosti.

Imate še vprašanja ali lahko dopolnite naše gradivo z dragocenimi informacijami? Prosimo, pustite svoje komentarje – blok za stike se nahaja spodaj.