Kabel för uppvärmning av gasrör: konstruktion, val efter parametrar, installationsmetoder

Under den kalla årstiden uppstår obehagliga avbrott i gasledningarnas funktion. De beror inte bara på låga temperaturer. Du kan med stor sannolikhet få problem om installationen av kommunikationerna var av dålig kvalitet. Då blir frysning med stopp i flödet i rörledningen ett vanligt fenomen.

För att lösa problemet måste du installera en kabel för uppvärmning av gasröret, och helst innan frosten kommer. Vidare kommer vi att berätta hur du väljer rätt värmekabel och dela med oss av detaljerna för dess montering.

Värmekabelns konstruktion

Konstruktionen av värmekablar omfattar upp till 5 element — förekomsten av en viss komponent beror på produkttypen, och det finns bara två om man inte räknar sällan använda:

• självreglerande;
• resistiv.

Självreglerande kabel har två ledare med olika faser. Genom dessa kopparledare tillförs el. De befinner sig inuti en ledande matris som värmer kabeln och fungerar som systemets hjärna.

Varje del av denna inre del är ansluten i en elektrisk krets med placering precis mitt emellan ledarna. Det är matrisen som värmer och reglerar strömledarna.

Förutom det egna värmeisoleringsskiktet används kablarna tillsammans med extern isolering. Detta är nödvändigt för att skydda kabeln från påverkan av yttre miljö.

Huvuddelen av kabeln förs alltid in i ett värmeisoleringsskikt, som även kallas termoskydd eller isolerande beläggning. Värmeisoleringen omsluts av ett skärmnät av platta kopparplattor. Denna fläta används för att skydda mot elektromagnetiska vågor utifrån, samt för att ansluta jordning. Den yttre manteln som sitter på nätet är en slags sköld mot mekaniska skador.

Resistiva kablar kan vara en- och tvåledade. De skiljs åt efter antalet ledare. Konstruktionen påminner om den självreglerande varianten, men utan matrissystem. Istället görs ytterligare ett termoskyddande skikt.

Självreglerande värmekabel

En sådan kabel fungerar som en vanlig elektrisk ledare. Uppvärmning leder till ökad resistans och enligt en enkel fysikalisk lag — till minskad strömstyrka. På kalla ställen på röret är ledningens temperatur lägre och resistansen mindre, och på grund av högre strömstyrka på dessa punkter arbetar värmaren desto intensivare.

När kabeln slås på ökar den gradvis effekten och börjar vid någon tidpunkt arbeta för fullt. Det visar sig att uppvärmningen av gasröret accelererar denna process.

Den självreglerande kabeln slutar inte sitt arbete. Ingen anledning att oroa sig, eftersom uppvärmningen bara fortsätter tills önskad temperatur uppnås, och därefter fungerar kabeln med lägre effekt. Värmarens drift är uppbyggd kring en inställd temperatur.

Den självreglerande varianten av värmekabel har ett variabelt motstånd med direkt beroende av temperaturen, därför kan ledningens effekt öka av sig själv.

I gasrör fryser inte själva gasen, utan fukt, vilket leder till att gasen slutar flöda. Det är nödvändigt att välja en sådan rörtemperatur så att sannolikheten för frysning blir obetydlig. Det speciella med självreglerande modeller är att värmen inte kommer att stängas av eller slås på så snart gasledningen blir varmare eller kallare än det optimala värdet. Utan arbetsintensiteten ändras kraftigt i riktning mot minskning eller ökning.

I sin tur bör elkostnaderna inte slå hårt mot plånboken, eftersom kablarna förbrukar cirka 10 W per meter längd. Det finns svaga modeller med energiförbrukning på cirka 5 W och kraftfulla med upp till 150. Med tanke på det stora urvalet kan man alltid hitta ett acceptabelt alternativ för att ha råd att hålla utrustningen påslagen konstant.

Resistiv modell av värmekabel

Med den enkellediga varianten är det mer komplicerat, eftersom strömförsörjning behövs från båda ändar med efterföljande begränsningar vid projektering. Den andra änden återförs till anslutningspunkten eller så lägger man extra strömförsörjning till denna avlägsna ände. Detta är kärnan i olägenheterna. En enkelledig ledning i mantel av termoplast intar på marknaden en nisch som de mest budgetvänliga värmarna.

Baserat på principen för enkelledig kabel har man skapat en modifiering HT med 50 watt per meter. Dess användningsområde sträcker sig inte bara till rörledningar. Samtidigt med hög energiförbrukning löser HT-ledningen frågan om materialbesparing.

Resistiva värmekablar tillverkas endast i specifik längd, som inte kan kortas eller förlängas — en sådan ledning får inte kapas.

Som namnet antyder består en tvåledarvärmare av två ledare. De har inte liknande funktioner som i fallet med matriskablar. Värmeledaren arbetar tillsammans med strömförande ledare, som har en hjälproll. Från ena sidan matas kabeln med ström, och från den motsatta sidan monteras en tät muff.

Konstruktion och installation av kabeln är inte problematisk, men muffen blir ofta ett problem. Praktiken har visat att över hälften av felen är kopplade till denna detalj. För att gradvis ersätta problematiska produkter har tillverkarna börjat tillverka mufflösa varianter.

Platt enledarkabel av modell HT gör det möjligt att minska materialåtgången per 1 m² av den gasledningsyta som behöver värmas

Resistiva värmekablar har följande fördelar:

• stabila egenskaper under hela livslängden;
• hög värmeavgivning;
• låga priser.

Men när det gäller tillförlitlighet är de något sämre än självreglerande modeller, eftersom man vid ett fel måste byta ut hela sektionen med problemområdet, och de har ganska ofta lokal överhettning. En annan nackdel är att det tar tid att välja sektioner med optimal längd.

Val av idealiskt alternativ efter parametrar

För alla utomhusmodeller bestäms nyttan av effekten och jämn värmedistribution. I teorin passar båda kabeltyperna ungefär lika bra, eftersom de svaga sidorna hos resistiva kablar kan kompenseras av installationstypen.

Beroende på de lägsta temperaturerna i regionen väljer man en kabel som är tillräckligt motståndskraftig mot extrema omgivningstemperaturer. Det kan hända att den temperatur vid vilken frysning inträffar är för låg även för själva värmaren.

Det finns också mer entydiga situationer. Endast självreglerande kabel används för nedgrävda rörledningar, eftersom det är mer lönsamt och bekvämt. Tunna gasledningar bör inte skyddas med resistiv kabel – det händer ibland att röret smälter och ett hål bildas vid kontaktpunkten.

Tack vare detta diagram blir det tydligt hur stor fördel självreglerande kablar har: parametrar för kabellängd och temperatur på värmeobjektet anges

Det är bra om du har tillgång till en tabell över värmeförluster. I den bestäms värmeförlusten av skillnaden mellan rörets och omgivningens temperatur i kombination med förhållandet mellan rördiameter och tjockleken på isoleringsskiktet.

Informationen finns i ett bekvämt format – watt per 1 löpmeter.

För ett tydligt exempel på energieffektivitet bör man titta i tabellen över värmeförluster i rörledningar — den hjälper till att bestämma den nödvändiga kabeleffekten för den planerade isoleringstjockleken på röret.

Regler och rekommendationer för installation

Driftsproblem uppstår inte om allmänna normer följs. Enligt installationsreglerna för elektriska apparater (PUE) måste frysningsskyddssystemet förses med en jordfelsbrytare (UZO). Infästning på icke-elektriskt ledande ytor och enheter utförs endast med skyddsfläta. Kablar med sådan beläggning installeras även på syntetiska rör.

Vid installation har lufttemperaturen betydelse: arbetet utförs om den inte är kallare än -15 °C. Efter installationen utförs obligatorisk värmeisolering. För att minska värmeförlusterna anpassas tjockleken på detta lager exakt till rörets diameter. Att överskrida detta mått leder inte till något dåligt, utan blir bara bättre.

Värmekabeln anses funktionell om böjradien är minst 3 gånger kabelns diameter. Det vill säga om radien för en tänkt cirkel vars centrum ligger direkt vid kanten av kabelns böjzon är minst tre gånger större än diametern och 6 gånger större än själva kabelns radie.

I figuren är R böjradien, dh är kabeldiametern, A är längden på den böjda delen, L är längden på den raka delen, α är den plana vinkeln mellan två tänkta linjer som skär varandra i mitten av en tänkt cirkel.

Efter arbetet kontrolleras isoleringen och själva kabeln med avseende på motstånd. Sedan görs markeringar på diket och rörledningen med varning om närvaro av värmeelement. Dessutom sätts en skylt upp.

Kabelinstallationen gör det möjligt för konstruktörer att placera röret på en lämplig plats. I så fall behövs ingen nedgrävning med hänsyn till markens frysnivå.

Monteringsmetoder för värmekablar

Det finns fyra huvudsakliga alternativ för placering av värmekabel, men de två första används oftast:

• längsgående läggning av en kabel;
• fastsättning av kabeln i en spiral runt gasledningen;
• placering av flera värmeledningar längs röret;
• installation med vågformad kontur.

Kabeln dras vanligtvis längs den nedre delen av röret vid klockan 4 eller 8, om man föreställer sig att dess tvärsnitt är en rund urtavla på en mekanisk klocka. Vid skarvar höjs den 60°. Detta är på sätt och vis en försiktighetsåtgärd: att placera värmekabeln bort från fästbygeln.

Det finns separata läggningsmetoder för olika systemdelar. Nära ventilen böjs ledaren, placeras under den rörliga delen och fästs med glasfiberband. Vid vågformad eller spiralinfästning görs stigningen större där det finns en sväng åt något håll. Till exempel på knäledsskarvar.

Vid installation av värmekabel nära noder och anslutningar är det viktigaste att lämna bekväm åtkomst till alla kontrollenheter

Själva installationen är extremt enkel. Det krävs bara att välja en bana för kabeln och fästa den ovanpå med aluminiumtejp. Först fästs kabeln med tejpbitar. Därefter trycks den mot röret tills tät kontakt uppnås. Det är inte nödvändigt att använda stor kraft, minimal spänning räcker, särskilt eftersom kabeln har en tendens att sträcka sig för mycket.

Därefter kommer fixering med tejp längs hela kabelns längd att behövas:

• för att förbättra värmeavledning;
• för styrka;
• för att undvika kontakt med värmeisolering.

Aluminiumtejp eller folie används för att behandla plaströr. På så sätt undviks överdriven uppvärmning av plasten och man uppnår en jämnare värmefördelning över hela gasledningens yta och längd. Oavsett material på röret monteras en koppling och den kalla ledningsänden och värmekabeln sammanfogas.

På samma ställe, på gasledningen, placeras även termostatens givare – helst precis mitt emellan de dragna linjerna. Därefter behövs isolering av området, varefter arbetet kan anses vara klart.

Längsgående installation av värmekabel

Tekniskt sett är detta en enklare metod. Samtidigt bör man inte förvänta sig samma effekt som vid spiralmontering, där gasledningen täcks med ett 'nät' av lindad kabel. Fästningen görs parallellt med röret nära botten. Säkerhetsreglerna förbjuder inte högre dragning, men risken för skador uppifrån är per definition högre.

Rätlinjig montering av värmekabel används ofta för gas-, vatten-, avlopps- och dräneringsrör

Schemat för distribution av värmekablar på en gasledning beror direkt på deras antal. En linje dras längs botten motsvarande klockan 4, om man återigen föreställer sig en urtavla istället för genomskärningen. Tillägg av en andra innebär placering på samma nivå men på andra sidan.

I fallet med tre grenar placeras de i en imaginär triangel på den nedre halvan av röret, och den ska vara vänd något åt höger eller vänster. Med fyra kablar gör man ett kvadratiskt mönster, och då hamnar två ledningar ovanpå.

Infästning i spiral runt röret

Metoden föredras i nordliga regioner. Sannolikheten för fuktighetsfrysning i gasledningar är mycket högre där, så kontaktytan ökas. Kontaktzonen vid spiralmetoden täcker röret i olika vinklar, liknande principen som vid vågformad dragning men ännu effektivare.

För spiralmontering tillverkas långa kablar. På så sätt ger tillverkarna möjlighet att välja stigning mellan varven. I praktiken kan intervallet ibland vara så litet som 5 cm eller mindre. Kabeln blir då ungefär dubbelt så lång som själva ledningen.

Spiralmonteringsmetoden har fler fördelar: i svåra situationer och vid extrema temperaturer föredras den.

På vissa ställen är det svårt att lägga kabeln. Lösningen är spiralmontering, men med en annan teknik. Kärnan lindas först med överlapp och dras sedan åt med ändrad öglriktning.

Viktiga nyanser vid installation

En lyckad installation innefattar flera delar. Först och främst kommer handlingsalgoritmen. Rörledningen måste först testas och målas, och för installationen ska man välja en lämplig dag utan nederbörd. Dessutom är det bara möjligt att lägga vissa kablar på en sida. Om man missar denna detalj måste allt arbete göras om.

Praktiska aspekter vid användning av värmekablar:

• ju lägre kabeln är, desto bättre fungerar värmeväxlingsprocesserna;
• det självhäftande lagret påskyndar uppvärmningen;
• tunna metallrör måste isoleras ytterligare med folie eller tejp, precis som plaströr.

Skynda inte på fastsättningen vid ventiler och gängade delar. Kabeln ska läggas på ett sätt som gör att du senare kan underhålla, reparera och byta ut rörelement utan att demontera värmesystemet.

Kabeln ska formas till en ögla vid anslutningen och sedan rullas upp till lätt spänning och fästas med tejp.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Översikt över självreglerande värmekabel, inklusive funktionsprincip, användningsområden och tester:

Tydligt exempel på längsgående installation på ett tunt rör, samt med läggning nära ventilen:

Kablar för installation på gasledningar finns i två typer: självreglerande och resistiva. Du behöver nog inte fundera länge på valet, eftersom det första alternativet är klart bättre när det gäller egenskaper. Värmeinstallationssystemet installeras längsgående, spiralformat eller i en våglinje.

Innan dess väljer man längd och effekt på värmaren och gör beräkningar med många fysiska parametrar. Man måste förstå vad som händer vid uppvärmning av ett gasrör med specifika typer av värmekabel och vad man bör undvika. Efter installationen kommer obehag och problem med gasförsörjningen att vara ett minne blott.

Har du frågor eller kan du komplettera vårt material med värdefull information? Lämna gärna dina kommentarer – kontaktformuläret finns nedan.