La profundización del alcantarillado externo más profundo que el nivel de congelación del suelo es un trabajo problemático, especialmente si el trabajo se realiza durante el invierno. Una variante alternativa de la protección contra heladas es un cable de calefacción para tuberías de alcantarillado. Con las características de su estilo vale la pena familiar, ¿de acuerdo?
Del artículo propuesto por nosotros, aprenderá todo sobre el dispositivo para calentar la tubería de alcantarillado por cable. Le diremos cómo funciona el cable calefactor y cómo seleccionar correctamente la mejor opción. Para propietarios independientes, se proporciona una guía paso a paso para la instalación y la fijación.
¿Por qué las aguas residuales se congelan?
El problema de la congelación de la tubería de alcantarillado no se detecta de inmediato. A diferencia de las comunicaciones de plomería, aquí el flujo de fluido no es de naturaleza constante y no llena completamente la sección transversal de la tubería.
Además, las aguas residuales que entran al sistema de alcantarillado generalmente tienen una temperatura más alta que, por ejemplo, el agua de un pozo. Por lo tanto, la congelación de los desagües se produce gradualmente.
Al principio, solo una pequeña parte de las aguas residuales puede congelarse, luego aparece otra capa de aguas residuales congeladas y similares. Gradualmente, toda la luz del tubo se llena con una masa congelada densa, después de lo cual el problema se hace evidente. Un plomero defectuoso, como un grifo con fugas o un tanque, puede exacerbar el problema.
Pequeñas porciones de agua caen en el sistema de alcantarillado, se enfrían rápidamente y se congelan. Incluso la instalación adecuada de tuberías de aguas residuales y la presencia de una capa de aislamiento no siempre previene la congelación de las aguas residuales. Descongelar las aguas residuales congeladas es molesto, además, este fenómeno puede provocar daños en las tuberías, algunas de las cuales deberán ser reemplazadas.
La congelación de la tubería de alcantarillado puede ocurrir gradualmente, capa por capa, y un poco de tubería con fugas solo aumenta el riesgo de este fenómeno desagradable.
Por lo tanto, se recomienda colocar la alcantarilla por debajo del nivel de congelación del suelo con aislamiento obligatorio de las comunicaciones. Si en las regiones del sur y la zona media para cavar una zanja lo suficientemente profunda no suele ser un problema, en el norte es un poco más difícil. En esta situación, el uso de calefacción especial o cable caliente es más que apropiado.
Cuando se usa este tipo de sistema, el volumen de movimiento de tierras se reduce significativamente, ya que la profundidad de la zanja se puede reducir a un nivel aceptable sin preocuparse por la congelación del suelo.
¿Cómo funciona el cable calefactor?
La calefacción o cable caliente es un sistema de calefacción para tuberías tendidas en el suelo. El cable eléctrico en la cubierta aislante se fija al tubo y se conecta a la fuente de alimentación. La tubería se calienta y, como resultado, las aguas residuales adquieren una temperatura elevada y estable, que las protege de manera confiable contra la congelación.
Cable distintivo para el tubo de calentamiento externo o interno. El primero se coloca fuera de la estructura, y el segundo - dentro. Se cree que la instalación al aire libre es más fácil de hacer que la interna, por lo que es más demandada. Además del cable externo, también se utiliza una película de calentamiento.
El calentamiento con una película para los sistemas de alcantarillado no se utiliza a menudo. El material debe envolver toda la tubería, lo que complica la instalación, pero garantiza un calentamiento uniforme.
Este material está completamente envuelto en diseño, luego es fijo. La película proporciona un calentamiento más uniforme de la tubería que el cable, tiene menos energía, lo que permite reducir los costos operativos.
Para calentar tuberías, puede utilizar tres tipos de cable:
- autorregulación
- resistivo
- zonal
El cable de autorregulación se considera una opción extremadamente conveniente, ya que puede cambiar automáticamente la temperatura de calentamiento dependiendo de las condiciones climáticas. La resistencia del cable disminuye si el suelo se calienta más y aumenta con la disminución de la temperatura.
El cable autorregulador es el más solicitado en las condiciones modernas, ya que es fácil de colocar, es más confiable y no requiere elementos adicionales para la instalación.
Tal cambio en el modo de operación reduce la potencia general del sistema, es decir, Te permite ahorrar electricidad. Además, el cambio en la resistencia puede ser diferente en ciertas secciones de la tubería. El resultado es una mayor calidad de calefacción, el cable autorregulador en sí mismo durará más tiempo, y no hay necesidad de instalar controladores de temperatura.
El cable resistivo no posee tales capacidades, pero difiere en comparación con los sistemas autorregulados a un precio más razonable. Al instalar este tipo de cable, deberá instalar un conjunto de sensores de temperatura y termostatos para asegurarse de que el sistema cambie su modo de funcionamiento cuando cambie el clima.
El cable resistivo cuesta menos que sus homólogos autorregulados. Si se elige esta opción, es necesario calcular cuidadosamente la densidad de potencia adecuada para evitar el sobrecalentamiento.
Si se ignora este requisito, aumenta el riesgo de sobrecalentamiento del cable y su rotura. El cable de zona tampoco tiene la capacidad de regular la resistencia, pero este sistema no genera calor a lo largo de toda la longitud, sino solo en ciertas áreas. Este cable se puede cortar en piezas individuales, lo que es conveniente al instalar tuberías de configuración compleja.
También se usa ampliamente al instalar alcantarillas metálicas o para tanques de calefacción. Cabe destacar que la calefacción de estructuras enterradas en el suelo no es la única área de uso del cable calefactor. También se utiliza para calentar tuberías tendidas en la superficie o en habitaciones que no tienen calefacción.
A veces, el cable se usa solo para secciones individuales de la tubería, por ejemplo, partes que van a la superficie. Los sistemas que se montan dentro de una tubería se usan relativamente raramente. La mayoría de las veces se utilizan si la tubería ya se ha tendido en el suelo, y la instalación de un cable externo requeriría un amplio movimiento de tierras.
Así que la instalación de un cable interno costará mucho más barato. Sin embargo, generalmente se recomienda que dichos cables se usen solo dentro de tuberías de pequeño diámetro, ya que su potencia es pequeña.
Varía en el rango de 9-13 W / m, que generalmente no es suficiente para tuberías de alcantarillado grandes. La longitud del cable, por razones obvias, debe ser igual a la longitud de la tubería. El cable calefactor interno está hecho solo de tipo autorregulador.
¿Cómo elegir el cable correcto?
Al elegir un cable caliente adecuado, debe decidir no solo su tipo, sino también elegir la potencia correcta.
Es necesario tener en cuenta parámetros tales como:
- propósito de la estructura (para alcantarillado y tuberías de agua, los cálculos se realizan de manera diferente);
- material a partir del cual se hacen las aguas residuales;
- diámetro de la tubería;
- Características del sitio a calentar;
- Característica del material aislante utilizado.
Basándose en esta información, las pérdidas de calor se calculan para cada metro de la estructura, se seleccionan el tipo de cable y su potencia, y luego se determina la longitud establecida apropiada. Los cálculos se pueden realizar utilizando una fórmula especial, de acuerdo con las tablas de cálculo o utilizando una calculadora en línea.
La fórmula de cálculo es la siguiente:
Qтр - pérdida de calor de la tubería (W); - coeficiente de conductividad térmica del aislamiento; Lтр - longitud de la tubería calentada (m); tвн - temperatura del contenido de la tubería (C), a continuación - la temperatura ambiente mínima (C); D es el diámetro exterior de las comunicaciones teniendo en cuenta el aislamiento (m); d es el diámetro exterior de las comunicaciones (m); 1.3 - factor de seguridad
Cuando se calculan las pérdidas de calor, se debe calcular la longitud del sistema. Para hacer esto, el valor obtenido debe dividirse por la densidad de potencia del cable del dispositivo de calentamiento. El resultado debe ser aumentado, teniendo en cuenta el calentamiento de elementos adicionales. El cable de alimentación para aguas residuales comienza a partir de 17 W / m y puede superar los 30 W / m.
Si estamos hablando de tuberías de aguas residuales hechas de polietileno y PVC, entonces 17 W / m es la potencia máxima. Si utiliza un cable más eficiente, la probabilidad de sobrecalentamiento y daños en la tubería es alta. La información sobre las características del producto se puede encontrar en su pasaporte técnico.
Usando la tabla para encontrar una opción adecuada un poco más fácil. Para hacer esto, primero debe determinar el diámetro de la tubería y el grosor del aislamiento, así como la diferencia estimada entre la temperatura del aire y el contenido de la tubería. El último indicador se puede encontrar usando datos de referencia dependiendo de la región.
En la intersección de la fila y columna correspondientes, puede encontrar el valor de la pérdida de calor por metro de tubería. Entonces debes calcular la longitud total del cable. Para hacer esto, el tamaño de la pérdida de calor específica obtenida de la tabla debe multiplicarse por la longitud de la tubería y por un factor de 1.3.
La tabla le permite encontrar el tamaño de la pérdida de calor específica de una tubería de un diámetro específico, teniendo en cuenta el grosor del material aislante y las condiciones de operación de la tubería (+)
El resultado debe dividirse por la densidad de potencia del cable. Entonces necesitas considerar el efecto de elementos adicionales, si los hay. En los sitios de perfil puede encontrar convenientes calculadoras en línea. En los campos apropiados, debe ingresar los datos necesarios, por ejemplo, el diámetro de las tuberías, el espesor del aislamiento, la temperatura del ambiente y el fluido de trabajo, la región, etc.
Tales programas generalmente ofrecen al usuario características adicionales, por ejemplo, ayuda para calcular el diámetro requerido del sistema de alcantarillado, las dimensiones de la capa de aislamiento térmico, el tipo de aislamiento, etc.
Opcionalmente, puede elegir el tipo de instalación, averiguar el paso apropiado al montar el cable calefactor en espiral, obtener una lista y la cantidad de componentes que se necesitarán para instalar el sistema.
Al elegir un cable autorregulador, es importante considerar correctamente el diámetro de la estructura en la que se instalará. Por ejemplo, para tuberías con un diámetro de 110 mm, se recomienda usar la marca Lavita GWS30-2 o una variante similar de otro fabricante. Para una tubería de 50 mm, es adecuado un cable Lavita GWS24-2, para diseños con un diámetro de 32 mm - Lavita GWS16-2, etc.
Los cálculos difíciles no son necesarios para las aguas residuales, que se usan con poca frecuencia, por ejemplo, en una casa de verano o en una casa que se usa, solo ocasionalmente. En tal situación, simplemente tome un cable con una capacidad de 17 W / m con una longitud correspondiente al tamaño de la tubería. El cable de dicha potencia se puede utilizar tanto en el exterior como en el interior de la tubería, mientras que no es necesario instalar el casquillo.
Al elegir una variante adecuada del cable calefactor, su rendimiento debe estar correlacionado con los datos calculados sobre las probables pérdidas de calor de la tubería de alcantarillado.
Para colocar el cable calefactor dentro de la tubería, elija un cable con protección especial contra efectos agresivos, por ejemplo, DVU-13. En algunos casos, para montar en el interior utilizando la marca Lavita RGS 30-2CR. Esto no es del todo correcto, pero es una solución válida.
Este cable está diseñado para calentar el techo o las alcantarillas, por lo que no está equipado con protección contra sustancias corrosivas. Puede considerarse solo como una opción temporal, ya que con el uso prolongado en condiciones inadecuadas, el cable Lavita RGS 30-2CR se romperá inevitablemente.
Reglas para la instalación de cables en tuberías.
La colocación del cable calefactor es un proceso relativamente simple. Simplemente se sujeta a la superficie de la tubería, generalmente a lo largo de una tira. Los proyectos separados proporcionan el montaje en espiral. En este caso, es necesario mantener con precisión el espacio calculado entre las vueltas de la espiral, para que el tubo se caliente de manera uniforme.
Después de que el cable calefactor se fije en la tubería de alcantarillado, se recomienda colocar una capa de aislamiento para mejorar la calidad del calentamiento.
La intersección de secciones individuales del cable calefactor es inaceptable. El cable, según el tipo, se sujeta con cinta adhesiva resistente al calor o con abrazaderas de montaje. El paso entre los puntos de sujeción debe ser de al menos 200 mm. Para sujetar el cable en la funda mineral utilizando sujetadores metálicos: cinta de apriete o un vendaje especial.
Pero la mayoría de las veces todavía uso cinta adhesiva resistente al calor. Los sujetadores no solo deben tolerar altas temperaturas, sino que también deben ser resistentes a los efectos de factores naturales y químicos. A veces se utiliza cinta de aluminio como cierre. Pero en los puntos de conexión, la capacidad térmica del cable aumentará.
Esto no siempre es útil, puede llevar al sobrecalentamiento de las comunicaciones. No se recomienda utilizar sujetadores metálicos al montar el cable calefactor dentro de una funda aislante polimérica. Pero en algunos casos, la cinta de aluminio puede incluso mejorar la situación.
El cable calefactor en la tubería plástica de alcantarillado se puede asegurar con cinta de aluminio para aumentar la eficiencia de calefacción y hacerlo más uniforme.
Cuando se coloca sobre una tubería de polímero, la cinta adhesiva metalizada se coloca debajo del cable y por encima de él. Esto aumenta ligeramente la salida de calor y también contribuye al calentamiento uniforme de la tubería. En el interior del cable de calefacción de alcantarillado se utiliza muy raramente.
Por lo general, las áreas pequeñas del sistema que no están ubicadas en el suelo se calientan de esta manera, por ejemplo, las bombas de aguas residuales que estimulan el movimiento de los desagües si el movimiento natural es difícil o imposible.
Para la instalación del cable interno puede ser necesario sujetar y sellar el manguito, el acoplamiento, el juego de arandelas, así como otros elementos (+)
Para instalar el cable interno en la tubería, cuya instalación se ha completado, primero deberá insertar la T en el sistema. Esto hará un agujero para insertar el cable en la tubería.
Además, es posible que necesite un acoplamiento especial para el pezón. Una solución de este tipo puede degradar ligeramente las características del sistema de alcantarillado, por ejemplo, en el lugar donde se instala la T, la luz de la tubería disminuirá ligeramente.
Esto aumenta la probabilidad de acumulación de escombros y la formación de bloqueos. Las dificultades con el cable interno son inevitables si la tubería tiene varios giros, curvas, etc. No es fácil realizar trabajos internos en la instalación de cable caliente, así como en sistemas de alcantarillado de longitud considerable.
Por supuesto, no debe conectar el sistema a la fuente de alimentación hasta que finalice el trabajo de instalación. Antes de cerrar el cable con aislamiento, debe revisar cuidadosamente todas las conexiones. Si utiliza sensores térmicos, será más fácil determinar el tiempo de activación y apagado del sistema.
Automatiza el proceso con un relé. Si la potencia del cable tendido en una línea no es suficiente, puede instalar la instalación con una bobina o colocar dos líneas paralelas. Lo principal es que las secciones individuales no se superponen, y no hay sobrecalentamiento. Para hacer que el calentamiento de la estructura sea más uniforme, a veces el tubo se envuelve con papel de aluminio y luego se coloca un cable en la parte superior.
Estos ejemplos proporcionan una idea de cómo conectar correctamente la fuente de alimentación y el cable de calefacción, así como el orden de su aislamiento (+)
Los sensores de temperatura se instalan después de que se haya instalado el aislamiento. Desde arriba, se recomienda aplicar una marca que refleje la posición de los elementos calefactores. Para conectar el cable calefactor a la red, necesitará un tubo termocontraíble. Luego, aproximadamente 50 mm de aislamiento y 10 mm de trenza se retiran del borde del cable.
Los extremos divididos y pelados protegen los segmentos de los tubos termorretráctiles de diámetro adecuado y se calientan con un secador de pelo. Ahora necesita quitar aproximadamente 6 mm del cable, enrollarlos y sujetarlos en un tubo de metal. Se deberán realizar manipulaciones similares con el cable de alimentación.
Aproximadamente 80 mm deben quitarse el aislamiento y la funda y dividirse en cables separados. Los extremos resultantes se cortan a 35 mm, pero un cable se debe dejar sin cortar para la conexión a tierra. Los cables de 6 mm también se eliminan aquí.
Ahora los extremos de los cables de los elementos calefactores y la fuente de alimentación están conectados en un tubo termocontraíble, equipado con un manguito de metal. Se calienta y se sujeta, el lugar de contacto se enrolla con cinta térmica y luego se cierra con otro tubo de protección.
El siguiente artículo le dará a conocer las particularidades de elegir tuberías para un dispositivo de alcantarillado autónomo, cuyo contenido le recomendamos leer.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Las recomendaciones detalladas para montar un cable caliente en una tubería con un diámetro de 110 mm se pueden encontrar aquí:
Este video presenta una variante de la colocación de aguas residuales mediante un cable interno:
Aquí hay una descripción general de las características del funcionamiento y la instalación del cable autorregulador:
El cable caliente resuelve el problema de congelar tuberías de alcantarillado en el invierno de manera mucho más eficiente que otros medios. El consumo de electricidad es mínimo. Si la instalación se realiza correctamente, el cable funcionará durante muchos años sin daños.
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