Kabel pro ohřev plynové trubky: konstrukce, výběr podle parametrů, způsoby montáže

V chladném období roku dochází k nepříjemným výpadkům v provozu plynovodů. Nevznikají jen kvůli nízkým teplotám. Problém lze s vysokou pravděpodobností získat, pokud byla instalace komunikací nekvalitní. Pak se běžným jevem stává zamrzání se zastavením pohybu v potrubí.

K vyřešení problému bude nutné nainstalovat kabel pro ohřev plynové trubky, a to nejlépe před příchodem mrazů. Dále vám povíme, jak správně vybrat topný kabel a podělíme se o jemnosti jeho montáže.

Stavba topného kabelu

Konstrukce vodičů pro ohřev zahrnuje až 5 prvků — přítomnost té či oné součásti závisí na typu výrobku, a existují pouze dva, pokud nepočítáme zřídka používané:

• samoregulační;
• rezistivní.

Samoregulační kabel má dvě žíly s různými fázemi. Po těchto měděných vodičích přichází elektřina. Nacházejí se uvnitř vodivé matrice, která ohřívá kabel a funguje jako mozek systému.

Každá součást tohoto vnitřku je součástí elektrického obvodu s umístěním přesně uprostřed mezi vodiči. Napájecí žíly ohřívá a reguluje právě matrice.

Kromě vlastní tepelně izolační vrstvy se vodiče používají v páru s vnější izolací. To je nutné k ochraně kabelu před vlivy vnějšího prostředí.

Hlavní část kabelu se vždy protahuje do tepelně izolační vrstvy, které se také říká termoochrana nebo izolační kryt. Tepelnou izolaci obaluje stínící síťovina z plochých měděných plátků. Toto opletení se používá k ochraně před elektromagnetickými vlnami zvenčí a také k připojení uzemnění. Vnější plášť na síťovině je jakýsi štít proti mechanickému poškození.

Rezistivní kabely jsou jedno- a dvoužilové. Liší se tedy počtem vodičů. Konstrukce připomíná samoregulační variantu, ale bez matricového systému. Místo toho se přidává další termoochranná vrstva.

Samoregulační topný vodič

Takový kabel funguje podobně jako běžný vodič elektřiny. Zahřívání vede ke zvýšení odporu a podle jednoduchého fyzikálního zákona ke snížení proudu. V chladných místech trubky je teplota vodiče nižší a odpor menší, a kvůli většímu proudu v těchto bodech ohřívač pracuje intenzivněji.

Když je kabel zapnutý, postupně zvyšuje výkon a v určitém okamžiku začne pracovat na plný výkon. Ukazuje se, že ohřev plynové trubky tento proces urychluje.

Samoregulační kabel nepřestává pracovat. Není třeba se obávat, protože ohřev pokračuje pouze do dosažení požadované teploty, poté kabel funguje s nižším výkonem. Činnost ohřívače je postavena na nastavené teplotě.

Samoregulační varianta topného kabelu má proměnný odpor s přímou závislostí na teplotě, takže výkon vodiče může sám růst.

V plynových trubkách nemrzne samotný plyn, ale vlhkost, v důsledku čehož přestává proudit. Je nutné zvolit takovou teplotu trubky, aby byla pravděpodobnost zamrznutí zanedbatelná. Zvláštností samoregulačních modelů je, že ohřev se nevypíná ani nezapíná, jakmile se plynovod stane teplejším nebo chladnějším, než je optimální hodnota. Intenzita práce se jednoduše výrazně změní směrem ke snížení nebo zvýšení.

Výdaje za výkon by zase neměly zasáhnout do peněženky, protože kabely spotřebovávají přibližně 10 W na 1 metr délky. Existují slabé modely s energetickou náročností v rozmezí 5 W a výkonné s ukazatelem až 150. Vzhledem k širokému výběru lze vždy najít přijatelnou variantu, abyste si mohli dovolit mít zařízení neustále zapnuté.

Rezistivní model topného kabelu

S jednožilovou variantou je to složitější, protože je potřeba napájení z obou konců s následnými omezeními při návrhu. Druhý konec se vrací do místa připojení nebo se k tomuto vzdálenému konci přivádí další napájení. V tom je podstata nepříjemností. Jednožilový vodič v plášti z termoplastu zaujímá na trhu niku nejlevnějších ohřívačů.

Na principu jednožilového kabelu byla vytvořena modifikace HT s 50 watty na 1 metr. Oblast jeho použití se rozšiřuje nejen na potrubí. Zároveň s vyšší spotřebou energie řeší vodič HT otázku úspory samotného materiálu.

Rezistivní topné kabely se vyrábějí pouze v konkrétní délce, kterou nelze nijak zkrátit ani prodloužit – takový vodič nelze stříhat.

Jak už název napovídá, dvoužilový ohřívač se skládá ze 2 žil. Neplní stejné funkce jako u maticových kabelů. Topná žila pracuje společně s vodivou žilou, která má pomocnou roli. Na jedné straně je kabel napájen a na opačné straně je namontována utěsněná spojka.

Navrhování a instalace vodiče nezpůsobí potíže, ale spojka se často stává problémem. Praxe ukázala souvislost poruch s touto součástí ve více než polovině případů. Pro postupné nahrazování problematických výrobků začali výrobci vyrábět bezespojkové varianty.

Plochý jednožilový kabel modifikace HT umožňuje snížit spotřebu materiálu na 1 m² plochy plynového potrubí, která potřebuje vytápění.

Odporové topné kabely mají následující výhody:

• stabilita parametrů po celou dobu životnosti;
• vysoký tepelný výkon;
• nízké ceny.

Ale z hlediska spolehlivosti poněkud zaostávají za samoregulačními modely, protože v případě poruchy je nutné vyměnit celý úsek s problematickým místem, a také se u nich poměrně často vyskytuje lokální přehřívání. Nepříjemnost spočívá také v tom, že výběr úseků optimální délky zabere čas.

Výběr ideální varianty podle parametrů

U všech venkovních modelů je přínos určen výkonem a rovnoměrností rozložení tepla. Teoreticky jsou oba typy kabelů přibližně stejně vhodné, protože slabé stránky odporového lze kompenzovat typem instalace.

V závislosti na minimálních teplotách v regionu se vybírá kabel, který je dostatečně odolný vůči extrémním teplotám okolí. Může se stát, že hodnota, při které dochází k zamrzání, je pro samotný ohřívač příliš nízká.

Existují i jednoznačnější situace. Pouze samoregulačním vodičem se pokrývají potrubí s podzemním uložením, protože je to výhodnější a pohodlnější. Tenké plynové trubky by se neměly chránit odporovým vodičem – někdy se stane, že potrubí roztaje a v místě kontaktu vznikne díra.

Díky tomuto diagramu je zřejmé, jak velkou výhodu mají samoregulační kabely: jsou uvedeny parametry délky kabelové trasy a teploty ohřívaného objektu.

Bude dobře, pokud budete mít po ruce tabulku tepelných ztrát. V ní je tepelná ztráta určena rozdílem teploty trubky a okolí v kombinaci s poměrem průměru trubky a tloušťky tepelně izolační vrstvy.

Informace jsou k dispozici v přehledném formátu – wattech na 1 běžný metr.

Pro názorný příklad energetické účinnosti je třeba nahlédnout do tabulky tepelných ztrát potrubí – ta pomůže při určení potřebného výkonu kabelu pro plánovanou tloušťku izolace na trubce.

Pravidla a doporučení pro instalaci

Problémy s provozem se neobjeví, pokud jsou dodrženy obecné normy. V souladu s pravidly instalace elektrických zařízení (PUE) musí být systém ochrany proti zamrzání vybaven proudovým chráničem (RCD). Upevnění na neelektricky vodivé povrchy a zařízení se provádí pouze s ochranným opletem. Kabely s takovým povrchem se instalují i na syntetické trubky.

Při montáži má význam teplota vzduchu: práce se provádějí, pokud není chladněji než -15 °C. Již po instalaci se zařizuje povinná tepelná izolace. Pro snížení tepelných ztrát se tloušťka této vrstvy přesně přizpůsobí průměru trubky. Překročení tohoto ukazatele nepovede k ničemu špatnému, ale bude jen lepší.

Topný vodič je považován za funkční, pokud poloměr ohybu dosahuje alespoň 3 průměrů výrobku. To znamená, pokud je poloměr pomyslného kruhu, jehož střed se nachází přímo na okraji zóny ohybu kabelu, alespoň třikrát větší než průměr a 6krát větší než poloměr samotného vodiče.

Na obrázku R je poloměr ohybu, dh je průměr kabelu, A je délka ohnuté části, L je délka přímé části, α je plochý úhel mezi dvěma pomyslnými přímkami, které se protínají ve středu pomyslného kruhu.

Po práci se zkontroluje izolace a samotný kabel na odpor. Poté se na rýze a potrubí provedou značky s upozorněním na přítomnost topného prvku. Dodatečně se instaluje štítek.

Montáž kabelu umožňuje projektantům umístit trubku na vhodné místo. V takovém případě není nutné pokládat s ohledem na hloubku promrzání půdy.

Způsoby montáže topných kabelů

Existují čtyři základní varianty umístění topného kabelu, ale nejčastěji se používají první dvě:

• podélné uložení jednoho kabelu;
• upevnění kabelu spirálou kolem plynovodu;
• umístění několika topných vodičů podél trubky;
• instalace vlnitým obrysem.

Kabel se obvykle vede po spodní části trubky na úrovni 4. nebo 8. hodiny, pokud si představíme, že její příčný řez je kulatý ciferník mechanických hodin. V místech spoje se nadzvedne o 60°. Je to svým způsobem opatření: umístit topný kabel daleko od upevňovací spony.

Existují samostatné způsoby pokládky v různých uzlech systému. Vedle ventilu se žíla ohne, uloží pod pohyblivou část a zajistí sklolaminátovou páskou. Při vlnitém nebo spirálovém upevnění se krok závitu zvětší tam, kde je otočení na nějakou stranu. Například na kolenních spojích.

Při instalaci topného kabelu v blízkosti uzlů a spojů je nejdůležitější ponechat pohodlný přístup ke všem ovládacím prvkům.

Podstata montáže je velmi jednoduchá. Stačí pouze zvolit trajektorii kabelu a upevnit jej shora hliníkovou páskou. Nejdříve se vodič fixuje jejími fragmenty. Poté se přitiskne k trubce do těsného kontaktu. Není třeba vyvíjet velkou sílu, stačí minimální napětí, tím spíše, že kabel má tendenci se příliš natahovat.

V dalším bude potřeba fixace páskou po celé délce kabelu:

• pro zlepšení odvodu tepla;
• pro pevnost;
• aby se zabránilo kontaktu s tepelnou izolací.

Hliníková páska nebo fólie se používají pro úpravu plastových trubek. Tím se zabrání nadměrnému zahřívání plastu a dosáhne se rovnoměrnějšího rozložení tepla po celé ploše a délce plynovodu. Z jakéhokoli materiálu je trubka vyrobena, nainstaluje se na ni spojka a upevní se přívodní studený konec a topný vodič.

Tamtéž, na plynovodu, se umísťuje i čidlo termoregulátoru – ideálně přesně uprostřed mezi položenými liniemi. V dalším bude potřeba izolovat úsek, poté lze práci považovat za dokončenou.

Podélná instalace topného kabelu

Technicky je to jednodušší způsob. Zároveň však nelze očekávat stejný efekt jako při spirálové montáži, kdy je plynovod pokryt „sítí“ z vinutého kabelu. Fixace se provádí rovnoběžně s trubkou blíže ke spodní části. Bezpečnostní předpisy nezakazují vyšší pokládku, ale pravděpodobnost poškození shora bude definičně vyšší.

Přímá montáž topného kabelu se často používá pro plynová, stejně jako vodovodní potrubí, kanalizační a drenážní trubky

Schéma rozložení topných kabelů na plynové trubce přímo závisí na jejich množství. Jedna linie se pokládá dole odpovídající 4. hodině, pokud si opět představíme ciferník místo řezu. Přidání druhé bude znamenat umístění na stejné úrovni, ale na druhé straně.

V případě se třemi větvemi je vykládají do pomyslného trojúhelníku na spodní polovině trubky, přičemž by měl směřovat mírně doprava nebo doleva. Ze čtyř kabelů již vytvoří pravidelný čtvercový obrazec, a pak budou dva vodiče nahoře.

Fixace spirálou kolem trubky

Této metodě dávají přednost v severních regionech. Pravděpodobnost zamrznutí vlhkosti v plynových trubkách je tam mnohem vyšší, proto se zvětšuje plocha kontaktu. Kontaktní zóna při spirálové metodě pokrývá trubku pod různými úhly, podle principu podobného vlnité pokládce, ale ještě účinněji.

Pro spirálovou montáž se vyrábějí dlouhé kabely. Výrobci tak poskytují možnost volby rozteče mezi závity. V praxi se interval někdy snižuje až na 5 cm a méně. Kabel pak přesáhne délku samotného potrubí přibližně 2krát.

Spirálový způsob montáže má více výhod: v obtížných situacích a při extrémních teplotách se dává přednost právě jemu

V některých místech je pokládání kabelu obtížné. Řešením bude právě šroubovitá montáž, ale odlišnou technologií. Jádro se nejprve navine s rezervou a poté se utáhne se změnou směru smyček.

Důležité nuance instalace

Úspěšná instalace zahrnuje několik složek. Hlavní roli hraje algoritmus postupů. Potrubí je nejprve nutné otestovat a natřít a pro instalaci je třeba vybrat vhodný den bez srážek. Navíc – pokládání některých kabelů je možné pouze jednou stranou. Stačí přehlédnout tuto jednu nuanci a celá práce se bude muset začít znovu.

Praktické body ohledně použití topných kabelů:

• čím níže je vodič umístěn, tím lépe probíhají procesy výměny tepla;
• lepicí vrstva urychluje ohřev;
• tenké kovové trubky je třeba dodatečně izolovat fólií nebo páskou, stejně jako plastové.

Není třeba spěchat s procesem připevňování k ventilům a závitovým dílům. Vodič by měl být položen tak, aby bylo možné později bez problémů servisovat, opravovat a vyměňovat prvky trubky bez demontáže topného systému.

Kabelu je třeba dát tvar smyčky u spoje a poté jej stočit do mírného napětí a zajistit páskou.

Závěry a užitečné video k tématu

Přehled samoregulačního topného kabelu, včetně principu činnosti, možností použití a testů:

Názorný příklad podélné instalace na tenkou trubku, také s pokládkou u ventilu:

Kabely pro instalaci na plynovod jsou dvojího typu: samoregulační a rezistivní. Nad výběrem si pravděpodobně nebudete lámat hlavu, protože první varianta je z hlediska souhrnu vlastností jednoznačně lepší. Montáž topného systému se provádí podélně, spirálou nebo vlnovkou.

Předtím se zvolí délka a výkon ohřívače, provádějí se výpočty s velkým množstvím fyzikálních ukazatelů. Je totiž třeba pochopit, co se děje při ohřevu plynové trubky konkrétními druhy topného kabelu a čeho bychom se měli vyvarovat. Po instalaci bude nepohodlí a problémy s dodávkou plynu minulostí.

Zůstaly vám otázky nebo můžete náš materiál doplnit cennými informacemi? Prosím, zanechte své komentáře – blok pro kontakt se nachází níže.