Topný kabel pro kanalizační trubky: druhy, jak vybrat a správně provést montáž

Prohloubení venkovní kanalizace pod úroveň zamrzání půdy – je to náročná práce, zvláště pokud se práce provádějí v zimním období. Alternativní možnost ochrany před zamrzáním – topný kabel pro kanalizační potrubí. S jeho vlastnostmi pokládky stojí za to se seznámit, souhlasíte?

Z námi nabízeného článku se dozvíte vše o zařízení kabelového vytápění kanalizačního potrubí. Řekneme vám, jak topný kabel funguje a jak správně vybrat optimální variantu. Pro domácí kutily je uveden podrobný návod pro pokládku a upevnění.

Proč kanalizace zamrzá?

Problém zamrzání kanalizačního potrubí se neodhalí hned. Na rozdíl od vodovodního potrubí zde tok kapaliny není trvalý a zcela nevyplňuje průřez potrubí.

Kromě toho mají odpadní vody vstupující do kanalizačního systému obvykle vyšší teplotu než například voda ze studny. Proto zamrzání odpadních vod probíhá postupně.

Nejprve může zamrznout jen malá část obsahu kanalizace, pak se objeví další vrstva přimrzlých nečistot atd. Postupně se celé světlost potrubí vyplní hustou zmrzlou hmotou, poté se problém stane zřejmým. Zhoršit problém může vadné sanitární zařízení, například prosakující kohoutek nebo nádržka.

Malá množství vody se dostanou do kanalizace, rychle se ochladí a zamrznou. Ani správná pokládka kanalizačního potrubí a přítomnost izolační vrstvy ne vždy zabrání zamrzání odpadních vod. Rozmrazování zmrzlé kanalizace je náročné a tento jev může vést k poškození potrubí, z nichž část bude nutné vyměnit.

Zamrzání kanalizačního potrubí může probíhat postupně, vrstvu po vrstvě, a mírně prosakující sanitární zařízení jen zvyšuje nebezpečí tohoto nepříjemného jevu.

Proto se doporučuje pokládat kanalizaci pod úroveň zamrzání půdy s povinným zateplením vedení. Pokud v jižních oblastech a středním pásmu není vykopání dostatečně hlubokého výkopu obvykle problém, na severu je to trochu složitější. V této situaci je použití speciálního topného kabelu více než vhodné.

Při použití tohoto systému se výrazně snižuje objem zemních prací, protože hloubku výkopu lze snížit na přijatelnou úroveň, aniž byste se museli starat o zamrzání půdy.

Jak funguje topný kabel?

Topný kabel představuje systém vytápění trubek uložených v zemi. Elektrický kabel v izolačním plášti se upevní na trubku a připojí k elektrickému napájení. Trubka se zahřeje, v důsledku čehož odpadní voda dosahuje stabilně vysoké teploty, což ji spolehlivě chrání před zamrznutím.

Rozlišujeme kabel pro vnější ohřev trubky nebo vnitřní. První se pokládá vně konstrukce, druhý – uvnitř. Má se za to, že vnější montáž je jednodušší než vnitřní, proto je více žádaná. Kromě vnějšího kabelu se také používá topná fólie.

Ohřev pomocí fólie pro kanalizační systémy se používá zřídka. Materiálem je třeba obalit celou trubku, což komplikuje montáž, ale zajišťuje rovnoměrné prohřátí.

Tímto materiálem se konstrukce zcela obalí, poté se upevní. Fólie poskytuje rovnoměrnější ohřev trubky než kabel, má menší výkon, což umožňuje mírně snížit provozní náklady.

Pro ohřev trubek lze použít kabel tří druhů:

• samoregulační;
• rezistivní;
• zonální.

Samoregulační kabel je považován za velmi výhodnou variantu, protože může automaticky měnit teplotu ohřevu v závislosti na klimatických podmínkách. Odpor kabelu se snižuje, pokud se země více zahřívá, a zvyšuje se při poklesu teploty.

Samoregulační kabel je v současných podmínkách nejvíce žádaný, protože se snadno pokládá, je spolehlivější a nevyžaduje další prvky pro montáž.

Taková změna provozního režimu snižuje celkový výkon systému, tj. umožňuje šetřit elektrickou energii. Změna odporu může být různá na jednotlivých úsecích potrubí. Výsledkem je vyšší kvalita prohřevu, samotný samoregulační kabel vydrží déle a není nutné instalovat termoregulátory.

Rezistivní kabel takové schopnosti nemá, ale liší se od samoregulačních systémů mírnější cenou. Při montáži kabelu tohoto typu bude nutné nainstalovat sadu teplotních čidel a termoregulátorů, aby byla zajištěna změna provozního režimu systému při změně počasí.

Rezistivní kabel stojí méně než samoregulační analogy. Pokud je zvolena tato varianta, je nutné pečlivě vypočítat vhodný měrný výkon, aby se předešlo přehřátí.

Pokud se tímto požadavkem zanedbá, zvyšuje se riziko přehřátí kabelu a jeho poškození. Zónový kabel také nemá schopnost regulovat odpor, ale tento systém generuje teplo ne po celé délce, ale pouze na jednotlivých úsecích. Tento kabel lze rozřezat na jednotlivé fragmenty, což je výhodné při montáži potrubí složité konfigurace.

Používá se také široce při montáži kovové kanalizace nebo pro vytápění nádrží. Je třeba poznamenat, že vytápění konstrukcí zapuštěných do země – není jedinou oblastí použití topného kabelu. Používá se také pro vytápění potrubí položených na povrchu nebo v místnostech, které nejsou vytápěny.

Někdy se kabel používá pouze pro jednotlivé úseky potrubí, například pro části vystupující na povrch. Systémy, které se montují uvnitř potrubí, se používají relativně zřídka. Nejčastěji se používají, pokud je potrubí již uloženo v zemi a montáž vnějšího kabelu by vyžadovala rozsáhlé zemní práce.

Takže instalace vnitřního kabelu bude podstatně levnější. Ale takové kabely se obvykle doporučují používat pouze uvnitř trubek malého průměru, protože jejich výkon není velký.

Pohybuje se v rozmezí 9-13 W/m, což pro velké kanalizační trubky obvykle nestačí. Délka takového kabelu musí z pochopitelných důvodů odpovídat délce trubky. Vnitřní topný kabel se vyrábí pouze samoregulačního typu.

Jak vybrat správný kabel?

Při výběru vhodného topného kabelu je nutné rozhodnout nejen o jeho typu, ale také správně zvolit jeho výkon.

Přitom je třeba vzít v úvahu tyto parametry:

• účel konstrukce (pro kanalizaci a vodovod se výpočty provádějí odlišně);
• materiál, ze kterého je kanalizace vyrobena;
• průměr potrubí;
• specifika úseku, který má být vytápěn;
• charakteristika použitého tepelně izolačního materiálu.

Na základě těchto údajů se vypočítají tepelné ztráty na každý metr konstrukce, zvolí se typ kabelu, jeho výkon, a poté se určí vhodná délka sestavy. Výpočty lze provést pomocí speciálního vzorce, výpočtových tabulek nebo pomocí online kalkulačky.

Výpočtový vzorec vypadá takto:

Qtr – tepelné ztráty trubky (W); – součinitel tepelné vodivosti izolace; Ltr – délka vytápěné trubky (m); tvn – teplota obsahu trubky (C), tnar – minimální teplota okolí (C); D – vnější průměr komunikací včetně izolace (m); d – vnější průměr komunikací (m); 1,3 – součinitel rezervy

Když jsou tepelné ztráty vypočteny, je třeba vypočítat délku systému. K tomu je třeba získanou hodnotu vydělit měrným výkonem kabelu topného zařízení. Výsledek je třeba zvýšit s ohledem na vytápění dalších prvků. Výkon kabelu pro kanalizaci začíná od 17 W/m a může přesahovat 30 W/m.

Pokud jde o kanalizační potrubí z polyethylenu a PVC, pak 17 W/m – je maximální výkon. Pokud použijete výkonnější kabel, je vysoká pravděpodobnost přehřátí a poškození trubky. Informace o vlastnostech výrobku naleznete v jeho technickém listu.

Pomocí tabulky je výběr vhodné varianty o něco jednodušší. Nejprve je třeba zjistit průměr trubky a tloušťku tepelné izolace, stejně jako předpokládaný rozdíl mezi teplotou vzduchu a obsahem potrubí. Poslední údaj lze najít pomocí referenčních dat v závislosti na regionu.

Na průsečíku příslušného řádku a sloupce lze najít hodnotu tepelných ztrát na jeden metr trubky. Poté je třeba vypočítat celkovou délku kabelu. K tomu je třeba vynásobit hodnotu měrných tepelných ztrát získanou z tabulky délkou potrubí a koeficientem 1,3.

Tabulka umožňuje zjistit hodnotu měrných tepelných ztrát trubky konkrétního průměru s ohledem na tloušťku tepelně izolačního materiálu a provozní podmínky potrubí (+)

Získaný výsledek je třeba vydělit měrným výkonem kabelu. Poté je nutné zohlednit vliv dalších prvků, pokud nějaké existují. Na specializovaných webech lze najít praktické online kalkulačky. Do příslušných polí je třeba zadat potřebné údaje, například průměr trubek, tloušťku izolace, teplotu okolí a pracovní kapaliny, region atd.

Takové programy obvykle nabízejí uživateli další možnosti, například pomáhají vypočítat potřebný průměr kanalizace, rozměry vrstvy tepelné izolace, typ izolace atd.

Volitelně lze vybrat typ pokládky, zjistit vhodný krok při montáži topného kabelu spirálou, získat seznam a množství komponentů, které budou potřeba pro pokládku systému.

Při výběru samoregulačního kabelu je důležité správně zohlednit průměr konstrukce, na kterou bude instalován. Například pro trubky o průměru 110 mm se doporučuje použít značku Lavita GWS30-2 nebo obdobnou variantu od jiného výrobce. Pro trubku o průměru 50 mm se hodí kabel Lavita GWS24-2, pro konstrukce o průměru 32 mm – Lavita GWS16-2 atd.

Složité výpočty nebudou potřeba pro kanalizaci, která se používá zřídka, například na letní chatě nebo v domě, který se využívá jen občas. V takové situaci se jednoduše vezme kabel o výkonu 17 W/m s délkou odpovídající rozměrům trubky. Kabel s tímto výkonem lze použít jak zvenčí, tak uvnitř trubky, přičemž není nutné instalovat ucpávku.

Při výběru vhodného typu topného kabelu je třeba porovnat jeho výkon s vypočtenými údaji o pravděpodobných tepelných ztrátách kanalizační trubky.

Pro pokládku topného kabelu uvnitř trubky se vybírá kabel se speciální ochranou proti agresivnímu prostředí, například DVU-13. V některých případech se pro vnitřní montáž používá značka Lavita RGS 30-2CR. Není to zcela správné, ale přípustné řešení.

Takový kabel je určen k vytápění střechy nebo dešťové kanalizace, proto není vybaven ochranou proti žíravým látkám. Lze jej považovat pouze za dočasné řešení, protože při dlouhodobém používání v nevhodných podmínkách kabel Lavita RGS 30-2CR nevyhnutelně selže.

Pravidla montáže kabelu na potrubí

Pokládka topného kabelu – je poměrně jednoduchý proces. Jednoduše se upevní na povrch trubky, obvykle podélně, v jednom pruhu. Některé projekty předpokládají spirálovou montáž. V tomto případě je třeba přesně dodržet vypočtený rozestup mezi závity spirály, aby se trubka prohřívala rovnoměrně.

Poté, co je topný kabel upevněn na kanalizační trubce, se doporučuje dodatečně položit vrstvu tepelné izolace, aby se zlepšila kvalita vytápění.

Křížení jednotlivých úseků topného kabelu není dovoleno. Kabel se v závislosti na typu upevňuje pomocí tepelně odolné lepicí pásky nebo montážních stahovacích pásků. Rozestup mezi upevňovacími body musí být alespoň 200 mm. K upevnění kabelu v minerálním plášti se používá kovové upevnění: stahovací pásky nebo speciální bandáž.

Nejčastěji se však používá tepelně odolná páska. Upevnění musí snášet nejen vysoké teploty, ale také být odolné vůči vlivům přírodních faktorů a chemických látek. Někdy se jako upevnění používá hliníková páska. Ale v místech upevnění se tepelný výkon kabelu zvýší.

Ne vždy je to užitečné, může to vést k přehřátí vedení. Nedoporučuje se používat kovové upevnění při montáži topného kabelu uzavřeného v polymerovém izolačním plášti. Ale v některých případech může hliníková páska situaci dokonce zlepšit.

Topný kabel na plastové kanalizační trubce lze upevnit hliníkovou páskou, aby se zvýšila účinnost zahřívání a bylo rovnoměrnější.

Při pokládce na polymerovou trubku se metalizovaná páska umísťuje jak pod kabel, tak nad něj. To mírně zvyšuje tepelný výkon a také přispívá k rovnoměrnému vytápění potrubí. Uvnitř kanalizace se topný kabel používá velmi zřídka.

Obvykle se takto vytápějí malé úseky systému, které nejsou umístěny v zemi, například kanalizační čerpadla, která stimulují pohyb odpadních vod, pokud je přirozený pohyb obtížný nebo nemožný.

Pro montáž vnitřního kabelu může být potřeba upínací a těsnicí průchodka, spojovací spojka, sada podložek a další prvky (+)

Pro instalaci vnitřního kabelu do trubky, jejíž pokládka je dokončena, bude nejprve nutné do systému vyříznout T-kus. Tím vznikne otvor pro zavedení kabelu dovnitř potrubí.

Kromě toho může být potřeba speciální vsuvková spojka. Toto řešení může mírně zhoršit vlastnosti kanalizačního systému, například v místě instalace T-kusu se světlost trubky mírně zmenší.

To zvyšuje pravděpodobnost hromadění nečistot a vzniku ucpávek. Potíže s vnitřním kabelem jsou nevyhnutelné, pokud má potrubí několik ohybů, zatáček apod. Není snadné provádět vnitřní práce při montáži horkého kabelu, a to ani v kanalizačních systémech značné délky.

Samozřejmě není vhodné připojovat systém k elektrickému napájení až do úplného dokončení montážních prací. Před zakrytím kabelu izolací je třeba pečlivě zkontrolovat všechna místa spojení. Pokud použijete teplotní čidla, bude snazší určit dobu aktivace a vypnutí systému.

Proces lze automatizovat pomocí relé. Pokud výkon kabelu položeného v jedné linii nestačí, lze provést montáž spirálou nebo položit dvě paralelní linie. Hlavní je, aby se jednotlivé úseky nekřížily a nedocházelo k přehřívání. Aby byl ohřev konstrukce rovnoměrnější, někdy se trubka nejprve obalí fólií a poté se na ni položí kabel.

Tyto příklady umožňují získat představu o tom, jak správně provést spojení napájecího a topného kabelu, a také o postupu jeho izolace (+)

Teplotní čidla se instalují až po položení izolace. Nahoře se doporučuje provést značení, které odráží polohu topných prvků. Pro připojení topného kabelu k elektrické síti bude potřeba kus smršťovací trubice. Poté se z okraje kabelu odstraní asi 50 mm izolace a 10 mm opletení.

Rozdělené a odizolované konce se chrání kusy smršťovací trubice vhodného průměru a zahřívají se horkovzdušnou pistolí. Nyní je třeba odizolovat asi 6 mm vodiče, stočit je do spirály a upnout do kovové trubičky. Podobné manipulace bude nutné provést s napájecím kabelem.

Asi 80 mm je třeba očistit od izolace a pláště a rozdělit na jednotlivé vodiče. Získané konce se zastřihnou na 35 mm, ale jeden vodič by měl zůstat nezastřižený pro uzemnění. Zde se také odizoluje 6 mm vodiče.

Nyní jsou konce kabelů topných prvků a napájení spojeny ve smršťovací trubici, opatřené kovovou průchodkou. Zahřeje se a stlačí, místo kontaktu se obalí termopáskou a poté se uzavře další ochrannou trubicí.

S podrobnostmi výběru samotných trubek pro zařízení autonomní kanalizace vás seznámí následující článek, s jehož obsahem doporučujeme se seznámit.

Příklad zařízení vyhřívané kanalizace

Podívejme se na příklad stavby odvodňovacího systému pro soukromou domácnost. Podle projektu je k hlavní kanalizační trase připojeno několik větví. Všechny jsou položeny nad úrovní sezónního zamrzání půdy, a proto jsou vybaveny topným kabelem.

Aby byl provoz topného elektrického systému účinný a zaměřený přímo na udržování kladné teploty kanalizační trubky, jsou komunikace uloženy v izolovaném výkopu:

Po ověření těsnosti sestaveného kanalizačního potrubí nebo po odstranění případných netěsností se přistoupí k pokládce topného kabelu.

Topný kabel se v příkladu pokládá blízko ke dnu žlabu, aniž by se ho dotýkal. Upevňuje se k trubce ve formě velké smyčky, která začíná od stoupačky umístěné v domě a vrací se zpět.

Po určení optimální polohy topného kabelu se přistoupí k jeho upevnění:

Aby systém pro ohřev komunikací mohl fungovat v automatickém režimu, připojí se k němu teplotní čidlo:

Závěry a užitečné video k tématu

Podrobné doporučení pro montáž topného kabelu na trubku o průměru 110 mm si můžete prohlédnout zde:

V tomto videu je představena varianta pokládky kanalizace s použitím vnitřního kabelu:

Zde je představen přehled vlastností fungování a montáže samoregulačního kabelu:

Topný kabel řeší problém zamrzání kanalizačních trubek v zimě mnohem účinněji než jiné prostředky. Spotřeba elektrické energie je přitom minimální. Pokud je montáž provedena správně, kabel bude po mnoho let fungovat bez jakýchkoli poruch.

Chcete se podělit o zkušenosti získané při pokládání topného kabelu na trubky vlastní kanalizace na venkovském pozemku? Máte informace, které by mohly být užitečné návštěvníkům webu zajímajícím se o tuto problematiku? Napište prosím komentáře do bloku níže, pokládejte dotazy a přidávejte fotografie k tématu.