Ogrevanje vodovoda: najboljše možnosti ogrevanja + analiza tehničnih posebnosti

V zimskem času lahko zaradi močnega padca temperature zraka in zmrzovanja tal v zunanjih vejah vodovodnega sistema nastanejo ledeni zamaški. Da se to ne bi zgodilo, je treba organizirati ogrevanje vodovoda z uporabo ene ali več učinkovitih tehnologij.

V članku, ki smo ga predstavili, so opisani vsi načini, ki preprečujejo nastajanje ledu v ceveh vodovoda. Povedali vam bomo, kako pravilno vzdrževati delovanje komunikacij v zmrzali in preprečiti okvaro opreme. Samostojni mojstri bodo pri nas našli navodila za namestitev sistemov toplotne izolacije in ogrevanja.

Možnosti izolacije vodovoda

Problem toplotne izolacije in ogrevanja cevi je nastal zaradi sezonske spremembe temperature in posledično pojava zmrzovalne zgornje plasti tal.

V zimskem obdobju globina zmrzovanja v povprečju doseže 0,8–1,8 m, v skrajnih severnih točkah Rusije pa do 3,5 m.

Kopanje globokih, a ozkih jarkov za polaganje vodovodnih cevi je izjemno neracionalno. Če pride do preboja, bodo popravila zahtevna in delovno intenzivna.

Skupaj s kopanjem jarkov na veliki globini bo treba urediti glavo – namestiti keson, kjer je običajno nameščena črpalna oprema. To so dragi in neracionalni ukrepi, za izvedbo katerih je treba najeti posebno opremo.

Da bi prihranili denar in olajšali vzdrževanje vodovoda, ga polagajo na majhni globini z uporabo različnih izolacijskih sredstev – od toplotnoizolacijskega materiala do grelnega kabla.

Tabela toplotnih izgub. Debelina toplotnoizolacijskega materiala je odvisna od premera cevi. V skladu s tem se toplotne izgube izračunajo ob upoštevanju obeh parametrov.

Pogosto izberejo način ogrevanja podzemnega vodovoda glede na pogoje montaže in ekonomičnost. Včasih je bolj ugodno kombinirati dve različni tehnologiji. Na primer, kabel namestijo po celotni dolžini cevi, vključno s koncem, spuščenim v vrtino, na vrhu pa del v zemlji izolirajo z ovojem iz polistirenske pene.

Način # 1 — uporaba izolacijskega materiala

Tradicionalni in najbolj iskani način ogrevanja cevi, zakopanih v zemljo, ter »zračnih« vodovodov je mehanska izolacija, ki se izvaja s pomočjo posebnih materialov.

Ovoj se izbere glede na pogoje določene regije in posebnosti geoloških razmer, na primer agresivnosti tal ali prisotnosti visoke podtalnice.

Obstaja niz zahtev, ki jih materiali morajo izpolnjevati. Imeti morajo naslednje lastnosti:

• nizka toplotna prevodnost – ključ do energetske učinkovitosti in prihrankov;
• obrabna odpornost, dolga življenjska doba brez izgube osnovnih lastnosti;
• odpornost na organske in kemične snovi, ter na talne mikroorganizme in bakterije;
• odsotnost deformacije pri visoki vlažnosti in nizkih temperaturah.

Proizvajalci običajno izdelke spremljajo s seznamom tehničnih značilnosti, ki jih je treba upoštevati pri izbiri alternativnih možnosti. Občasno se zgodi, da je uporaba lupine iz ekstrudiranega polistirena veliko bolj smotrna kot dragi poliuretanski razpršilci.

Priljubljeni izolacijski materiali:

Vsi našteti materiali so aktualni, na voljo so v prodaji. Prednost je treba dati izolaciji z nizko toplotno prevodnostjo in visoko trdnostjo.

Lažje je namestiti tisto, ki ne zahteva dodatnega orodja, ima majhno težo in majhen volumen ter se dobro obdeluje.

Način # 2 — toplotna izolacija z zrakom

To metodo uporabljajo v komunalnem sektorju in industriji; ureditev zaščitne zračne blazine na dachi je povezana s težavami. Tehnologija temelji na dovajanju toplega zraka v kanal, v katerem je vodovod. Zgoraj je cev prekrita s katero koli vrsto toplotne izolacije.

Metoda je racionalna za velike industrijske objekte, kjer je mogoče izkopati obsežne jarke za cevi in dovajati segret zrak s pomočjo specialne opreme.

Ta tehnologija ima različice. Na primer, če je premer cevi majhen, jo namestimo v podoben izdelek, vendar večjega premera. Takšna postavitev preprečuje neposreden stik voda z zemljo, s tem pa tudi ohlajanje. Poleg tega se med stenami ustvari majhen prostor, po katerem kroži segret zrak.

Slabost metode – neuporabnost za vodovod, položen na površju. Uporabna je le za komunikacije, nameščene v tleh, po možnosti pod zmrzovalno mejo.

Način # 3 — povečan tlak

Obstajajo normativi, ki določajo vrednost tlaka v omrežjih pri različnih vrstah vodovodnih naprav. Na primer, za večstanovanjske stavbe so optimalni parametri 4–4,5 bara, medtem ko so v zasebnih hišah lahko višji ali nižji.

Običajno je oprema črpališča, ki dovaja vodo iz vrtine, zasnovana za 1,5–2,7 bara. Tovarniška nastavitev tlačnega releja je 2,8–3 bari.

Najvišji delovni tlak za sisteme oskrbe z vodo v zasebnih hišah je običajno 6,5–7 barov, vendar so takšne vrednosti redke, pogosteje ne dosežejo 3 barov. Da bi zaščitili vodovod pred zmrzovanjem, se tlak v sistemu poveča, recimo s 3 na 5 barov.

Glavni pogoj je namestitev posebne opreme, saj je ne more vsaka prenesti takega pritiska.

Pogosteje zviševanje tlaka uporabljajo komunalna podjetja, lastniki počitniških hiš pa ga uporabljajo zelo redko. Če to dopušča trdnost sistema, za zimsko sezono izklopijo črpalko in tlak dvignejo na 5 barov.

Način # 4 — ogrevanje z uporabo električne energije

Namestitev grelnega kabla velja za najučinkovitejšo metodo med vsemi aktivnimi. Načelo ogrevanja je preprosto: električni tok teče po žici, nameščeni znotraj ali zunaj cevi, in zvišuje njeno temperaturo s pretvorbo električne energije v toplotno.

Električni tok mora oddajati toliko toplote, kot je potrebno za vzdrževanje temperature nad 0 °C, da voda v tekoči fazi ne začne kristalizirati in se spreminjati v led.

Za grelni kabel veljajo posebne zahteve. Maksimalno ga je treba zaščititi pred vplivi zunanjih mehanskih dražljajev in vlage. Ohišje mora biti trdno, brez lukenj in napak.

Oglejmo si dve vrsti kablov, ki se aktivno uporabljata za ogrevanje cevi, ki dovajajo vodo v zasebne hiše.

Možnost 1 – kabel z rezistivnim delovanjem

Prednost izdelka je posebej izbrana zlitina kovin z visoko upornostjo, ki povzroča veliko količino oddane toplote. Od dveh vrst kablov – enožilnega in dvožilnega – je bolj praktična druga možnost.

Enožilni zahteva zanko električnega tokokroga. To pomeni, da je treba med namestitvijo oba konca pripeljati do vira napajanja. Z dvožilnim je lažje: prvi konec priključijo na vir električne energije, drugega pa »kratko sklenejo«, tako da nanj namestijo spojno tulko.

Dve žili opravljata različni funkciji: ena služi kot vir toplote, ki ogreva vodovod, druga pa zagotavlja prevodnost. Toda pri nekaterih kablih sta obe žili grelni.

Vodniki so zaščiteni s polimernim ohišjem, pogosto večplastnim. Poleg tega jih od zgoraj pokriva ozemljitveni ščit, na zunanji strani pa trdna toplotno odporna izolacija iz PVC.

Zakaj izbrati rezistivni kabel? Ima velik toplotni odvod, preprosto povedano, se močno segreje in prenaša toploto na vodovodno cev. Lahko ga pritrdimo po celotni dolžini cevovoda, ovijemo okoli povezovalnih vozlišč in prirobnic.

Če ima cevovod kompleksno konstrukcijo z veliko oblikovnimi elementi, je treba kabel vzeti približno 2-3 krat daljšega, da zadostuje za ovijanje.

Dodatne prednosti uporovne možnosti so dostopna cena in preprostost montaže. Vsa dela pri pripravi in namestitvi lahko opravite sami.

K slabostim prištevamo nakup dodatne opreme: varovalk, senzorjev, krmilnih enot. Menijo, da mora biti končna tulka tovarniška – za zagotovitev varnosti in pravilnega delovanja grelnika.

Možnost 2 – samoregulacijski grelni kabel

Načelo delovanja in konstrukcija kabla se korenito razlikujeta od prve možnosti. Samoregulacijski sistemi so priznani kot bolj ekonomični in priročni za namestitev.

Zgradba kabla:

Med dvema tokovodnima žilama je vključena matrica iz polprevodnikov, katere glavni namen je proizvajati toploto. Količina toplote je odvisna od temperature okolice.

Z vidika porabe energije je ta vrsta kabla videti idealna. Ko se temperatura zraka ali cevi zniža, poveča porabo električne energije in oddaja več toplote, ko pa se temperatura dvigne, prevodnost močno pade.

Učinkovitost se dodatno poveča zaradi ogrevanja posameznih delov vodovoda. Če je samreg položen na ulici in v neogrevanih prostorih, bo »ulične«, bolj hladne dele grel močneje. Bolj kot je ogrevano območje ranljivo, več toplote oddaja kabel.

Prednosti samoregulacijskih sistemov:

• prihranek električne energije;
• učinkovitost ogrevanja;
• razporeditev po »območjih«;
• priročna dolžina.

Za razliko od uporovnega kabla, ki se prodaja v že pripravljeni obliki in ima določeno dolžino, lahko samreg narežemo, kot nam ustreza. Običajno so na ovoju označena mesta reza, interval med katerimi je 20 ali 50 cm.

Slabost je tudi – ogrevanje dolgih odsekov je precej drago. Če je mogoče kupiti nizkomočnostni kabel po ceni 0,60–0,75 €/m, cena kakovostnega in močnega doseže 3 €/m in več.

Priporočila in montažna navodila

Zapiranje vodovoda s toplotno izolacijo ni tako zahtevno kot priključitev grelnih kablov, zato si oglejmo tehnične podrobnosti montaže, ki se nanašajo posebej na električno opremo.

Zunanja montaža grelnega kabla

Pritrjevanje vzdolž zunanje površine cevi se pogosto uporablja, kadar je treba ogreti odprte dele vodovoda, ki so v kleti, podzemni komori ali kesonu.

Kabel na cevi lahko pritrdimo na dva načina:

• napeljati vzdolž površine po celotni dolžini;
• oviti spiralno.

Prva možnost je bolj ekonomična in praktična, če moč kabla zadošča za ogrevanje cevi. Na posebej hladnih odsekih lahko uporabimo drugi način, vendar se bo poraba kabla povečala.

Pritrditev poteka v naslednjem vrstnem redu:

To je najenostavnejši način pritrditve grelnega kabla med montažo.

Priporočila za izvedbo:

1. Za ogrevanje polipropilenske vodovodne cevi s premerom do 32 mm je dovolj, da kabel pritrdite vzdolž ene strani – katera, ni pomembno. Če pa je treba izolirati kanalizacijo, se žica pritrdi izključno od spodaj.
2. Če imate možnost izbire izolacije, izberite debelejšo. Samoregulirajočemu kablu ne grozi pregrevanje, vendar se bodo toplotne izgube znatno zmanjšale. Debelejši kot je 'plašč', manj elektrike bo porabil samoregulacijski kabel, in večji bodo prihranki.
3. Aluminijast samolepilni trak je najboljši material za pritrditev na cev. Akrilno lepilo se ne uniči pod vplivom toplote, ki se enakomerno porazdeli po celotni ogrevani površini.
4. Sončni žarki uničijo nekatere vrste izolacije in pritrditev, zato je za odprte dele bolje izbrati črne objemke in lepilni trak, ki ne reagira na UV-sevanje.

Če kabel pritrdite ne v ravni črti, ampak spiralno, bo izolacija potekala po istem principu – namestitev 'plašča' in pritrditev z objemkami. Brez izolacije se bo del energije zapravil za ogrevanje zraka.

Podrobnosti priključitve samoregulacijskega kabla

Vleči žice do cevi od omarice ni smiselno, zato samoregulacijski kabel priključijo na napajalni kabel, ki ga po potrebi preprosto vključijo v vtičnico. Za delo potrebujete gradbeni fen, nož, komplet termo skrčljivih cevk za stiskanje in tulce za povezavo kontaktov.

Ne smemo pozabiti, da električna oprema v vlažnem okolju postane bolj nevarna, zato je treba posebno pozornost nameniti neprepustnosti.

Fotonavodila za priključitev:

Kot vidite, ni nobenih težav pri notranji namestitvi kabla, le vse manipulacije je treba izvesti zelo previdno in zaporedno.

Pri izbiri napajalnega kabla je treba upoštevati lokacijo vtičnice. Če je blizu cevi, lahko kupite najkrajši izdelek, vendar je pogosteje treba kupiti 4–5-metrski kabel.

Preostalo je še stisniti konec samoregulacijskega kabla:

Z zatesnjeno obdelanim koncem je kabel popolnoma pripravljen za uporabo. Da vodovodna cev ne zmrzne, je treba samoregulacijski kabel pritrditi po celotni dolžini voda, ga izolirati in vstaviti vtič v vtičnico.

V nekaterih primerih se namestitev zunanjega kabla šteje za neuspešno, na primer, če poteka skozi medetažne plošče ali betonske bloke vodnjaka. Takrat uporabijo notranjo montažo.

Če je za zunanje ogrevanje bolje uporabiti izdelek ploščatega tipa, je za notranje primeren poseben kabel z okroglim prerezom in posebno zanesljivo hidroizolacijo.

Shema montaže grelnega kabla znotraj cevi. Za namestitev so potrebni T-kos, komplet vodovodnega pribora in tesnilni sklop z gumijastim tesnilom.

Notranja namestitev grelnega kabla zahteva posebno previdnost in upoštevanje nekaterih pravil. Na primer, kabla ne smemo voditi skozi vozlišča, kjer na notranji strani štrlijo navojni priključki – ostri robovi lahko poškodujejo zaščitni ovoj.

Zaključki in koristen video na to temo

Video #1. Navodila za zunanjo namestitev:

Video #2. Podroben opis notranje namestitve:

Video #1. Praktična uporaba v počitniških pogojih:

Če pravilno izberete način toplotne izolacije vodovoda in izvedete montažna dela ob upoštevanju pravil, potem pozimi ne boste imeli težav s cevmi. Za toplotno izolacijo glavnega voda, položenega v zemljo, je treba poskrbeti vnaprej, odprte odseke pa lahko toplotno izolirate kadar koli vam ustreza.

Želite povedati, kako ste toplotno izolirali vodovodno traso na svojem podeželskem zemljišču? Imate informacije o izbiri materiala in tehnologiji njegovega polaganja, ki jih velja deliti z obiskovalci spletnega mesta? Prosimo, pišite komentarje v spodnjem bloku, postavljajte vprašanja, objavite fotografije na temo članka.