Jak wybrać samoregulujący przewód grzejny do ochrony rur przed zamarzaniem

Weź stalową linię wodną DN50 biegnącą przez nieogrzewany korytarz serwisowy. W nocy temperatura otoczenia spada do -25°C, rurociąg transportuje wodę tylko podczas dziennej zmiany, a rura jest izolowana wełną mineralną o grubości 30 mm. Dopóki nie jest znana strata ciepła przez tę rurę, nie da się dobrze wybrać żadnego kabla grzejnego, a pominięcie tych obliczeń powoduje, że większość projektów ochrony przed zamarzaniem kończy się niepowodzeniem.

Krótka odpowiedź: wybierz samoregulujący przewód grzejny, którego moc wyjściowa przy najniższej przewidywanej temperaturze otoczenia przekracza obliczoną stratę ciepła na metr, a następnie sprawdź, czy jego maksymalna temperatura utrzymania, płaszcz zewnętrzny, klasyfikacja temperaturowa i atest powierzchni odpowiadają materiałowi rury, ekspozycji na warunki atmosferyczne i strefie elektrycznej. Wybór kabla to ostatni krok małej kalkulacji strat ciepła, a nie pierwszy krok listy zakupów.

Samoregulujący kabel grzejny to kabel płaski lub okrągły z dwoma równoległymi żyłami magistrali oddzielonymi przewodzącym rdzeniem polimerowym. W miarę nagrzewania się rdzenia wzrasta jego rezystancja, a kabel ogranicza swoją moc wyjściową: więcej watów, gdy rura jest zimna, mniej, gdy zbliża się ona do temperatury projektowej. Dlatego można go przyciąć na miejscu, nakładać na siebie i zasilać energią przez całą zimę bez ryzyka niekontrolowanego przegrzania, jakie stwarzają kable o stałym wyjściu.

Zacznij od strat ciepła, a nie od katalogu kabli

O wszystkim innym decyduje strata ciepła na metr, wyrażona w watach na metr (W/m).

Zasilają go cztery zmienne: różnica temperatur (ΔT) pomiędzy wymaganą temperaturą utrzymania, zwykle 5°C dla wody użytkowej, przeciwpożarowej i technologicznej, a najniższą temperaturą otoczenia, jaką będzie widzieć linia; rodzaj i grubość izolacji; średnica rury; oraz warunki na trasie, w tym wiatr, głębokość zakopania oraz gęstość zaworów, kołnierzy i podpór.

Na linii stalowej DN50 z wełną mineralną o grubości 30 mm i ΔT 30 K należy spodziewać się około 20-25 W/m. Podwojenie izolacji do 50 mm zwykle zmniejsza tę wartość o jedną czwartą lub więcej, co jest znacznie tańsze niż zakup większego kabla i płacenie za prąd przez następne piętnaście lat.

Dopasuj moc kabla do najzimniejszej nocy, a nie do przeciętnej zimy

Kabel o mocy 30 W/m przy 10°C zazwyczaj dostarcza tylko około 18-22 W/m przy -20°C, więc jedyną wartością wyjściową wartą porównania jest ta uzyskana w minimalnej temperaturze otoczenia zaprojektowanej przez użytkownika.

Kable samoregulujące opisuje się krzywą zależności mocy wyjściowej od temperatury. Liczba 10°C w arkuszu danych to wartość nominalna zmierzona na gołym kablu w nieruchomym powietrzu; rura, izolacja i otoczenie poruszają prawdziwą figurę. Pomnóż obliczoną stratę ciepła przez około 1,2, aby uwzględnić wiatr, starzenie się i armaturę, a następnie znajdź kabel, którego krzywizna pozostaje powyżej tej linii w najzimniejszej porze roku.

Unikaj rażącego przewymiarowania. Dodatkowe waty nie dodają ochrony; podnoszą temperaturę powierzchni, zwiększają zużycie energii w trybie gotowości i mogą przekroczyć temperaturę znamionową rury z tworzywa sztucznego. Rodziny takie jak UFA, UFB, UFC i UFO obejmują różne pasma wyjściowe, a krzywa z arkusza danych, a nie moc znamionowa, jest dokumentem, który powinien decydować o decyzji.

Samoregulujące przewody grzejne SANTO UFB Te samoregulujące kable o większej mocy są przeznaczone do ochrony przed zamarzaniem i utrzymania procesów w temperaturach do 110°C. Są one wyposażone w płaszcze z fluoropolimeru i posiadają atesty do stosowania w obszarach niebezpiecznych; sprawdź szczegóły krzywej i systemu. Zobacz produkt →

Sprawdź materiał rury, trasę i szczegóły pominięte na rysunku

Ten sam kabel zachowuje się zupełnie inaczej na stali i na plastiku, a zamarzanie rzadko zaczyna się w połowie prostej trasy; zaczyna się od zaworów, kołnierzy, podpór, drenów i martwych nóg.

Stal i inne metale przewodzą ciepło wzdłuż i wokół ściany, dlatego często wystarczy pojedynczy prosty bieg. Rura z tworzywa sztucznego (PE, PPR, PVC, PVDF) słabo przewodzi, więc ciepło gromadzi się bezpośrednio pod kablem: owiń kabel spiralnie, dodaj taśmę z folii aluminiowej, aby rozprowadzić ciepło i utrzymuj maksymalną temperaturę kabla poniżej wartości znamionowej rury.

Następnie idź trasą i sprawdź następujące punkty:

• Zawory, kołnierze, pompy i filtry wymagają dodatkowych pętli kablowych, ponieważ masa armatury pozostaje zimna przez wiele godzin.
• Podpory i wieszaki do rur działają jak radiatory; zaizoluj wspornik lub pozostaw krótką przerwę w ścieżce kablowej.
• Zakopane sekcje wymagają płaszcza odpornego na wilgoć i ochrony mechanicznej.
• Obszary zewnętrzne i obszary narażone na działanie wody wymagają odporności na promieniowanie UV i kurtki odpornej na lokalne chemikalia.
• Przymocuj kabel taśmą z włókna szklanego lub zatwierdzonymi opaskami, nigdy za pomocą plastikowych opasek, które miękną w temperaturze roboczej, i co kilka metrów oznaczaj położenie kabla, aby następna ekipa konserwacyjna go nie przecięła.

Wartości temperatur, kurtki i klasyfikacja obszarów

Kiedy linia przechodzi do sklasyfikowanej strefy, mokrego rowu lub atmosfery korozyjnej, atesty mają większe znaczenie niż moc.

Zwykłe i mokre miejsca

Standardowy płaszcz z poliolefiny lub PCV o maksymalnej temperaturze utrzymywania 65°C jest odpowiedni do osłoniętych rurociągów wewnętrznych. Sekcje wilgotne, zakopane lub podatne na ścieranie uzasadniają zastosowanie oplotu z ocynowanej miedzi w celu zapewnienia ciągłości uziemienia i wytrzymałości mechanicznej oraz zewnętrznego płaszcza z fluoropolimeru.

Obszary niebezpieczne

W atmosferze gazowej i pyłowej Strefy 1 lub Strefy 2 kable, skrzynki przyłączeniowe i termostaty wymagają własnego zatwierdzenia Ex; Sam certyfikat Ex e lub Ex d na kablu nie wystarczy. Zamontowanie termostatu o zwykłym obszarze w tajnym cyklu jest jednym z najczęstszych błędów kontrolnych.

Wysoka temperatura i duża odległość

Tam, gdzie utrzymywane temperatury przekraczają limity polimerów lub gdy linia ciągnie się kilometrami, zastosowanie mają kable w izolacji mineralnej (MI) lub systemy z efektem naskórkowości. Należy pamiętać, że kabel MI ma stałą moc i wymaga termostatu; nie jest on samoregulujący, zatem argument bezpieczeństwa uzasadniający zastosowanie kabla samoregulującego nie ma zastosowania.

Nie pomijaj elementów sterujących, skrzynek połączeniowych ani izolacji

Kabel stanowi mniej więcej połowę niezawodnego systemu ochrony przed zamarzaniem; druga połowa to przyłącze zasilania, sterowanie i izolacja, która zatrzymuje ciepło.

• Puszki przyłączeniowe zasilania muszą odpowiadać klasyfikacji obszaru i stopniowi ochrony IP, posiadać odpowiednie wejścia kablowe i uszczelkę.
• Użyj zestawu zakończeń zimnych przewodów dostarczonego przez producenta. Ręcznie klejone złącze jest częstą przyczyną zwarcia doziemnego w lutym.
• W celu zabezpieczenia przed zamarzaniem termostat otoczenia, który włącza napięcie w temperaturze około 3°C i wyłącza w temperaturze około 10°C, chroni rurę i oszczędza energię; termostat liniowy z czujnikiem powierzchniowym jest lepszym wyborem, gdy konieczne jest utrzymanie określonej temperatury.
• Zamocuj czujnik do ściany rury, z dala od kabla i pod izolacją, nigdy na samym kablu grzejnym.
• Wykończ warstwą taśmy foliowej, izolacją termiczną, zabezpieczeniem przed warunkami atmosferycznymi i etykietą w każdym miejscu wejścia.

DATC-X Elektroniczny termostat powierzchniowy do systemów przewodów grzejnych Akcesorium termostatyczne z czujnikiem powierzchniowym przeznaczone do systemów przewodów grzejnych; przydatne przy określaniu sterowania wraz z kablem, podłączeniem zasilania i izolacją; zapoznaj się ze specyfikacją PDF. Zobacz produkt →

Pięć kontroli przed złożeniem zamówienia

Uruchom te pięć kontroli, a specyfikacja zapisze się sama.

1. Potwierdź projektową minimalną temperaturę otoczenia i utrzymuj temperaturę, ponieważ ΔT steruje wszystkim innym.
2. Porównaj straty ciepła na metr z mocą wyjściową kabla przy minimalnej temperaturze otoczenia, zachowując margines 10-20%.
3. Sprawdź materiał rury i jej maksymalną dopuszczalną temperaturę powierzchni.
4. Sprawdź klasyfikację obszaru i stopień ochrony IP każdego komponentu: kabla, skrzynki przyłączeniowej, termostatu i czujnika.
5. Dobierz rozmiar obwodu — prąd zimnego rozruchu, maksymalną długość obwodu i parametry wyłącznika zgodnie z arkuszem danych — a następnie wypisz zestawy zakończeń, taśmy, etykiety i wsporniki w zestawieniu materiałów.

SANTO 1MF25-C Skrzynka przyłączeniowa zasilania do systemów przewodów grzejnych Akcesoria do puszek przyłączeniowych zasilania wymienione w pliku PDF ze specyfikacją; przydatne przy sprawdzaniu szczegółów połączeń i zakończeń w kompletnej instalacji przeciwzamrożeniowej. Zobacz produkt →

Często zadawane pytania

Czy samoregulujący przewód grzejny można przyciąć na miejscu?

Tak. Jego moc wyjściową dostosowuje się do zainstalowanej długości, zatem nie ma wymagań dotyczących minimalnej lub stałej długości. Zakończ oba końce odpowiednim zestawem, zachowaj przewody magistrali w stanie nienaruszonym, a dostarczana moc po prostu podąża za rezystancją dłuższego lub krótszego rdzenia.

Czy może nakładać się na siebie podczas instalacji?

Z kablem samoregulującym tak. Nakładanie się nie powoduje powstania gorącego punktu, jak w przypadku kabla o stałej mocy, ponieważ rdzeń zmniejsza swoją moc wyjściową w miarę nagrzewania się. Nadal postępuj zgodnie ze wskazówkami producenta dotyczącymi odstępów i zakryj przebieg taśmą foliową.

Czy nadal potrzebuję izolacji termicznej?

Tak. Izolacja zatrzymuje ciepło; bez niego żaden praktyczny kabel nie utrzyma linii zewnętrznej powyżej zera w nocy -25°C. Kabel pokrywa resztkowe straty ciepła, a nie całe zadanie.

Samoregulacja czy stała moc w celu ochrony przed zamarzaniem rur?

W przypadku izolowanych linii wodnych i technologicznych o długości do kilkuset metrów, samoregulacja jest zwykle lepszym kompromisem: elastyczne długości, niższe koszty eksploatacji i brak niekontrolowanego przegrzania. Stała moc, w tym MI, sprawdza się na bardzo długich liniach, w utrzymaniu wysokich temperatur oraz tam, gdzie wymagana jest precyzyjna moc wyjściowa sterowana termostatem.

Wybór samoregulującego przewodu grzejnego do ochrony rur przed zamarzaniem sprowadza się do czterech czynników: najniższej temperatury otoczenia, wymaganej temperatury utrzymania, określonej izolacji i klasyfikacji obszaru. Mając pod ręką, rodzina kabli, pasmo wyjściowe i lista akcesoriów podążają niemal automatycznie.

Jeśli Twoja linia obejmuje odcinek z tworzywa sztucznego, trasę zakopaną, przejście przez Strefę 1 lub kolektor parowy, warto omówić szczegóły z zespół inżynierski przed złożeniem zamówienia. Praktyka terenowa dotycząca odstępów, taśmowania i zakańczania jest opisana w naszym artykule uwagi instalacyjne dotyczące zabezpieczenia rur przed zamarzaniem .