Как рассчитать греющий кабель для трубы
Обогрев отдаёт столько тепла, сколько уходит в мороз, поэтому сначала считают теплопотери. Руководство DEVI (VIFTH450, раздел 4.5) даёт формулу:
q = 1,3 · 2π · λ · Δt / ln(D/d)
- d: наружный диаметр трубы, мм;
- D: наружный диаметр изоляции, то есть d плюс две толщины утеплителя;
- λ: теплопроводность изоляции, в таблицах DEVI около 0,04 Вт/(м·К);
- Δt: на сколько градусов внутри теплее, чем снаружи;
- 1,3: запас, заложенный в саму формулу.
Потом q делят на мощность кабеля на метр. Выходит n, сколько метров кабеля идёт на погонный метр. Целое n означает прямые нитки, дробное значит спираль. От Ду 125 до Ду 200 ниток минимум две. Длину участка умножают на n и округляют вверх. Калькулятор расчёта мощности греющего кабеля делает то же.
Расчёт предварительный и проект не заменяет. Подключает электрик, через УЗО с током срабатывания не больше 30 мА (DEVI, раздел 1.1).
| Что | Норма | Откуда |
|---|---|---|
| Запас к теплопотерям трубы | 1,3 раза | DEVI VIFTH450, раздел 4.5, формула q трубы |
| Теплопроводность изоляции в таблицах | 0,04 Вт/(м·К) | DEVI VIFTH450, раздел 4.5: λ ≈ 0,04 |
| Кабель на пластиковой трубе, мощность не больше | 10 Вт/м | DEVI VIFTH450, раздел 4.5 |
| Две нитки кабеля и больше на трубе от Ду | 125 мм | DEVI VIFTH450, раздел 4.5: минимум 2 для DN125–200 |
| Самая большая труба в таблицах метода, Ду | 200 мм | DEVI VIFTH450, раздел 4.5, таблицы Ду 15–200 |
| Терморегулятор защиты труб включает обогрев ниже | 5 °C | DEVI VIFTH450, раздел 5: DEVIreg 330 и 610 |
| Крепление алюминиевой лентой, шаг не больше | 30 см | DEVI VIFTH450, раздел 4.5: через каждые 20–30 см |
| Диаметр изгиба кабеля, не меньше | 6 диаметров кабеля | DEVI VIFTH450, раздел 2.1 |
| Самый мелкий шаг укладки в таблице DEVI | 5 см | DEVI VIFTH450, раздел 2.1, таблица шага; раздел 1.2 |
| УЗО, номинальный ток срабатывания не больше | 30 мА | DEVI VIFTH450, раздел 1.1 |
| Напряжение сети для тока | 230 В | DEVI VIFTH450, раздел 2.1: 230 В/400 В |
Мощность греющего кабеля на метр трубы
Водопроводу хватает +5 °C внутри: на эту температуру DEVI настраивает терморегуляторы защиты труб (раздел 5). Ниже теплопотери при +5 °C в трубе, в скобках n для 10 Вт/м.
| d, мм | Изоляция 13 мм, мороз −15 °C | Изоляция 20 мм, мороз −25 °C | Изоляция 30 мм, мороз −35 °C |
|---|---|---|---|
| 20 | 7,8 Вт/м (1) | 8,9 Вт/м (1) | 9,4 Вт/м (1) |
| 25 | 9,2 Вт/м (1) | 10,3 Вт/м (1,03) | 10,7 Вт/м (1,07) |
| 32 | 11 Вт/м (1,1) | 12,1 Вт/м (1,21) | 12,4 Вт/м (1,24) |
| 40 | 13 Вт/м (1,3) | 14,1 Вт/м (1,41) | 14,3 Вт/м (1,43) |
| 50 | 15,6 Вт/м (1,56) | 16,7 Вт/м (1,67) | 16,6 Вт/м (1,66) |
| 63 | 18,9 Вт/м (1,89) | 19,9 Вт/м (1,99) | 19,5 Вт/м (1,95) |
| 110 | 30,8 Вт/м (3,08) | 31,6 Вт/м (3,16) | 30 Вт/м (3,002) |
Где стоит (1), хватает одной прямой нитки. При d 110 мм и −35 °C n = 3,002, чуть больше трёх: калькулятор даст спираль.
ПНД 32 при −25 °C в утеплителе 20 мм теряет 12,1 Вт/м, а в утеплителе 30 мм уже 9,3. Тогда хватает одной нитки на 10 Вт/м.
На пластик DEVI разрешает не больше 10 Вт/м. Если одной нитки мало, мотают спиралью или кладут вторую нитку, но мощнее не берут. Шаг навивки калькулятор находит по геометрии: s = π · d / √(n² − 1). Этой формулы у DEVI нет, у них только n.
Пример расчёта
Водопровод из ПНД 32 идёт к дому из колодца, открытый участок 10 м. Изоляция 20 мм, зимой бывает −25 °C, внутри держим +5 °C, Δt = 30. D = 32 + 40 = 72 мм. q = 1,3 · 2π · 0,04 · 30 / ln(72/32) = 12,1 Вт/м, в таблице DEVI для этих условий тоже 12. Резистивный кабель 10 Вт/м: n = 1,21, мотаем спиралью с шагом 14,8 см. Нужно 10 · 1,21 = 12,1 м, берём 13 м. Мощность 130 Вт, рабочий ток 0,57 А. Диаметр изгиба витка около 101 мм.
Длина греющего кабеля для водопровода
Условия те же: ПНД 32, утеплитель 20 мм, мороз −25 °C, 10 Вт/м спиралью. Расход посчитан без перерывов в обогреве.
| Длина трубы | Длина кабеля | Мощность | Расход за сутки |
|---|---|---|---|
| 10 м | 13 м | 130 Вт | 3,12 кВт·ч |
| 20 м | 25 м | 250 Вт | 6 кВт·ч |
| 50 м | 61 м | 610 Вт | 14,64 кВт·ч |
Нагревательный элемент DEVI запрещено резать и укорачивать (раздел 1.1), укорачивают только питающий провод. Готовую секцию берут не короче расчёта. Её фактическая длина может отличаться от этикетки на 2 % (раздел 2.1).
Саморегулирующийся или резистивный
Формула теплопотерь одна. Разница в том, какую мощность на метр вводить и как класть.
- Резистивный. Мощность на метр постоянная, она на этикетке. Нитки не должны касаться и пересекаться (раздел 1.2), внахлёст его не кладут.
- Саморегулирующийся. Мощность меняется с температурой, в поле вводят цифру из паспорта марки. Максимальную и минимальную длину задаёт производитель, калькулятор их не знает.
Ток для саморегулирующегося калькулятор не выводит. При включении на морозе он в несколько раз выше рабочего, и автомат по номиналу может выбивать. Автомат и предельную длину на один автомат берут по таблице производителя марки.
Сколько потребляет греющий кабель
Максимум выходит, когда обогрев не отключается: мощность умножают на 24 часа. 130 Вт за 30 дней возьмут до 94 кВт·ч. С терморегулятором, который включает обогрев ниже +5 °C, меньше: в оттепель он стоит.
Обогрев трубы греющим кабелем: снаружи или внутри
- Снаружи. Греющий кабель на трубу кладут прямой ниткой на 5 или 7 часов, если смотреть на торец как на циферблат. Клеят алюминиевой лентой через каждые 20–30 см и сверху по всей длине, на пластике лента идёт и под кабель.
- Греющий кабель внутри трубы. Заводят через уплотнительную муфту (сальник), через краны и клапаны не проводят, не включают, пока труба не заполнена. Допускает ли марка питьевую воду, смотрят в её паспорте: у DEVI об этом ни слова.
- Витки. Не касаются и не пересекаются (раздел 1.2). Диаметр изгиба не меньше шести диаметров кабеля (раздел 2.1): на тонкой трубе с мелким шагом сверьте с паспортом то, что покажет калькулятор.
- Частые витки. Самый мелкий шаг в таблице DEVI 5 см (раздел 2.1). Труба 20 мм в утеплителе 20 мм при −60 °C и 3 Вт/м даёт n = 6,44 и шаг около 1 см: витки почти вплотную. Выход: мощнее на метр (на пластике до 10 Вт/м), прямые нитки или утеплитель толще.
- Подключение. Поверх идёт изоляция. Экран заземляют, линию ведут через УЗО и выключатель, который отключает все полюсы (раздел 1.1).
Ёмкость с водой (бак, кессон) калькулятор не считает: метод DEVI дан только для труб до Ду 200.
По рабочему току резистивного кабеля электрик подберёт автомат, а секцию купит нужной длины. В программе RemontCRM обогрев трубы входит в смету, а цена фиксируется до начала работ. Заказчик видит смету целиком и фото каждого рабочего дня.