Ochrana potrubí před zamrzáním

Nejčastější aplikací topných kabelů je podlahové vytápění. Tato problematika byla již na stránkách našeho časopisu několikrát zmíněna. Dnešní článek je zaměřen na aplikace topných kabelů na potrubí jako jeho ochranu před zamrzáním.

Ochrana potrubí před zamrzáním

Tato oblast je zajímavá především proto, že topný kabel je v mnoha případech jediným účinným řešením problémů, které s sebou přináší zimní období. Základní funkcí kabelového topného systému je v tomto případě ochrana nádob či vedení, ve kterých je médiem voda, před zamrznutím. Zpravidla stačí udržovat teplotu vody uvnitř na hodnotě cca + 3°C až +5°C.

Patří sem především:

• potrubí ve venkovním prostředí (vodovodní, kanalizační, protipožární, odvodňovací,….)
• nádrže a zásobníky s vodou
• napáječky
• ventily, kohouty, čerpadla, hydranty apod.
• zabránění zamrzání vodní hladiny.

Používané typy kabelů – výběr typů

Pro výše zmíněné použití přicházejí v úvahu tyto topné kabely V-systém:

• odporové topné kabely typu TO 2S
• odporové topné kabely se zabudovaným bimetalovým termostatem typu PG
• samoregulační topné kabely typu SR
• speciální topné kabely (topné okruhy na bezpečné napětí apod.).

Topné kabely typu TO 2S

Jedná se o dvoužilové odporové topné kabely s dvojitou izolací a ochranným opletením o výkonu 17 W na metr délky kabelu. Kabely se vyrábějí v hotových okruzích o určitých délkách, s odpovídajícími výkony.

Tyto okruhy se nesmí zkracovat ani nijak délkově upravovat!!

>Topné kabely jsou na jednom konci vybaveny koncovkou, na druhém konci 2,5 m dlouhým napájecím netopným kabelem v provedení 3 x 1,5C sloužícím k připojení napájení, který je při instalaci možné libovolně zkrátit.

Tento typ kabelu je nutné vždy doplnit vhodným regulátorem.

Topné kabely typu PG

Topné kabely PG jsou stejné konstrukce a platí pro ně stejné zásady jako pro typ TO 2S, pouze jsou vybaveny pevně zabudovaným bimetalovým termostatem, který je nedílnou součástí topného kabelu a nelze ho nijak demontovat, rozebírat ani opravit. Je pevně nastaven na spínání při poklesu teploty pod +3°C a vypínání při vzestupu nad +13°C. Tato poměrně velká diference je dána nutností omezit četnost sepnutí bimetalového termostatu tak, aby životnost termostatu byla řádově stejná, jako životnost topného kabelu (cca 40 let).

Tento topný kabel je určen výhradně pro použití na tzv. „domovní aplikace“ - tedy na krátká potrubí do délky 49 m a průměru DN 50 (tj. asi 2“). Tloušťka tepelné izolace nesmí převýšit 20 mm. Topný kabel je primárně určen k podélné instalaci na potrubí, nikoli k jeho omotávání. Pokud je topný kabel delší, než potrubí, lze ho „omotat“ v mírné šroubovici, ale její stoupání musí být stejné po celé délce potrubí a na metr potrubí nesmí být instalováno více než 2 m topného kabelu.

V případě porušení těchto zásad hrozí možnost přehřátí a poškození topného kabelu.

Topný kabel PG je vybaven 1,5 m dlouhým přívodním kabelem s vidlicí pro připojení do zásuvky.

Rozměry termostatu jsou 70 x 25 x 25 mm.

Samoregulační topné kabely typu SR

Samoregulační topný kabel SR Trace samostatně reguluje topný výkon po celé své délce.

Je tvořen dvěma napájecími paralelně probíhajícími měděnými vodiči, mezi nimiž je umístěno polovodivé topné jádro, které mění svůj odpor, a tedy i topný výkon podle teploty.

Díky tomu se kabel může na své trase libovolně křížit či dotýkat bez nebezpečí přehřátí či přepálení.

Použití je možné i v domovních aplikacích, kde je jeho výhodou zejména možnost libovolného zkracování, ale nejčastější je jeho použití v průmyslu pro ohřev potrubí a technologických celků.

Výkon tohoto kabelu se udává při +10°C a je dodáván ve třech výkonových typech - 9, 15 a 26 W na metr délky. Při dimenzování výkonu na nezámrznou teplotu, která činí zpravidla + 3 až + 5°C, lze tedy počítat s výkonem vyšším. Závislost výkonu na teplotě je v uvažovaném rozsahu okolních teplot přibližně lineární.

Tento topný kabel lze dodat v délkách dle přání zákazníka s libovolně dlouhým připojovacím kabelem.

Topný kabel SR je ukončen pomocí soupravy Izokit a pomocí soupravy Napkit je napojen na přívodní netopný tzv. „studený „ konec. V případě potřeby je možno samoregulační topný kabel napojit přímo v instalační krabici.

Ukončení kabelu a napojení studeného konce si může provést dle připojených návodů bu. sám zákazník (to je výhodné v případech, kdy není předem známa přesná délka kabelu), nebo ho provádí na přání zdarma firma V-systém elektro.

Výběr typu vhodného kabelu

Při výběru nejvhodnějšího typu z výše uvedených topných kabelů a stanovení potřebného výkonu je nutná znalost základních parametrů: typ aplikace, maximální teplota potrubí, průměr a délka potrubí, parametry tepelné izolace.

Správný návrh topného systému není jednoduchou záležitostí. Firma V-systém elektro, resp. její technické oddělení, proto navrhuje tyto systémy individuálně na základě požadavků zákazníků. Základní technický návrh včetně ocenění je zdarma.

Instalace topných kabelů na potrubí

Topné kabely je možné na potrubí instalovat několika způsoby, z nichž nejčastější je podélné přiložení na potrubí.

Používá se zejména v případě potrubí menších průměrů, kde je topný kabel veden pouze 1x podél potrubí a potom zejména zejména v případě potrubí větších průměrů a délek, kdy jsou podél potrubí paraleleně vedeny 2 až 3 topné kabely ovládané jedním společným termostatem.

Topné kabely se v tomto případě instalují do spodní poloviny potrubí (v příčném řezu). Topný kabel se přiloží na očištěné a odmaštěné potrubí a fixuje se k němu samolepicí hliníkovou páskou. Vzdálenost míst fixace musí být taková, aby topný kabel dokonale přilnul k povrchu potrubí, čímž bude jednak zajištěn přenos tepla z topného kabelu do potrubí a jednak bude zabráněno nebezpečí, že se tepelná izolace (např. pokud je používáno zapěnění PUR pěnou) dostane mezi topný kabel a potrubí. V praxi se vzdálenost míst fixace pohybuje mezi 0,15 – 0,5 metru (v místě ohybu, kolen či odboček volíme i menší). Po připevnění kabelu výše popsaným způsobem přelepíme samolepicí Al páskou topný kabel po celé jeho délce. Tento krok provádíme až po dokončení instalace celého kabelu – až se přesvědčíme, že kabel délkově odpovídá délce potrubí a není nutné instalaci upravovat.

Umístění teplotního čidla je patrné z obrázků. Je třeba mu věnovat velkou pozornost, aby snímalo skutečné aktuální teplotu potrubí.

Teplotní čidlo musí být vždy umístěno pod tepelnou izolací !!

Životnost, opravy, údržba a příčiny závad topných systémů

Životnost topných kabelů závisí zejména na jejich typu, tepelném a mechanickém namáhání a pohybuje se v rozmezí 10 až 40 let.

Topné kabely, čidla a termostaty použité pro výše uvedené aplikace obvykle nepotřebují žádnou údržbu.

Nejčastější příčiny závad topných systémů:

• použití teplotně málo odolného kabelu (teplota média v potrubí je vyšší než udávaná teplotní odlonost kabelu)
• nevhodná regulace – pro regulaci odporového topného kabelu pod tepelnou izolací je použit prostorový termostat
• špatná instalace topného kabelu, spočívající v křížení smyček nebo nerovnoměrnosti rozložení výkonu podél potrubí (proměnlivá vzdálenost smyček).
• mechanické poškození topného kabelu přechodem přes ostré hrany
• přetržení topného kabelu v důsledku velké dilatace potrubí
• poškození topného kabelu chemickými látkami unikajícími z potrubí.

Opravy topných kabelů způsobené jejich mechanickým poškozením (přerušením) zpravidla nejsou problémem, jednodušší opravy zvládne běžný elektrikář podle přiloženého návodu pomocí souprav Repkit. Problémem může být v některých případech vyhledání závady, typickým případem jsou dlouhá potrubní vedení opatřená izolací s vnějším ochranným oplechováním.
Pokud dojde k poškození kabelu v důsledku jeho přehřátí, je toto poškození obvykle rozsáhlejší a lze ho řešit obvykle výměnou celého kabelu. U delších úseků je v případě potřeby možno nahradit poškozenou část adekvátní délkou kabelu stejného typu.

V těchto případech je vhodné obrátit se přímo na firmu V-systém elektro, jejíž odborníci navrhnou nejlepší řešení.