Riscaldamento della tubatura dell'acqua: le migliori opzioni di riscaldamento + analisi delle caratteristiche tecniche

In inverno, a causa del drastico calo della temperatura dell'aria e del congelamento del terreno, nei rami esterni del sistema di approvvigionamento idrico possono formarsi tappi di ghiaccio. Per evitare ciò, è necessario organizzare il riscaldamento dell'acquedotto utilizzando una o più tecnologie efficaci.

Nell'articolo che presentiamo sono descritti tutti i metodi che impediscono la formazione di ghiaccio nei tubi dell'acqua. Spiegheremo come mantenere correttamente la funzionalità delle comunicazioni durante il gelo e prevenire danni alle apparecchiature. Gli artigiani fai-da-te troveranno qui istruzioni per la realizzazione di sistemi di isolamento termico e riscaldamento.

Opzioni per l'isolamento dell'acquedotto

Il problema dell'isolamento termico e del riscaldamento dei tubi è sorto a causa del cambiamento stagionale della temperatura e, di conseguenza, della comparsa di uno strato superiore di terreno soggetto a congelamento.

In inverno, la profondità di congelamento raggiunge in media 0,8-1,8 m, mentre nei punti più settentrionali della Russia arriva fino a 3,5 m.

Scavare trincee profonde ma strette per la posa dei tubi dell'acqua è estremamente irrazionale. In caso di rottura, i lavori di riparazione sarebbero complessi e faticosi.

Oltre a scavare canali a grande profondità, sarà necessario realizzare una testata – installare un cassone, dove di solito si trova l'attrezzatura della pompa. Si tratta di operazioni costose e irrazionali, per le quali è necessario ricorrere a macchinari speciali.

Per risparmiare sulle spese e rendere più facile la manutenzione dell'impianto idraulico, viene posato a poca profondità, utilizzando vari mezzi di isolamento – dal materiale termoisolante al cavo scaldante.

Tabella delle perdite di calore. Lo spessore del materiale termoisolante dipende dal diametro del tubo. Di conseguenza, le perdite di calore vengono calcolate tenendo conto di entrambi i parametri.

Spesso il metodo di riscaldamento dell'acquedotto sotterraneo viene scelto in base alle condizioni di installazione e a considerazioni economiche. A volte è più vantaggioso combinare due diverse tecnologie. Ad esempio, si installa un cavo per tutta la lunghezza del tubo, compresa l'estremità calata nel pozzo, e la parte superiore interrata viene coibentata con un rivestimento in polistirene espanso.

Metodo n. 1 — utilizzo di materiale isolante

Il metodo tradizionale e più richiesto per riscaldare i tubi interrati, nonché gli acquedotti «aerei», è l'isolamento meccanico, che viene realizzato utilizzando materiali speciali.

Il rivestimento viene scelto in base alle condizioni della regione specifica e alle particolarità geologiche locali, ad esempio l'aggressività del terreno o la presenza di acque sotterranee elevate.

Esiste una serie di requisiti richiesti per i materiali. Essi devono possedere qualità come:

• bassa conducibilità termica – garanzia di efficienza energetica e risparmio;
• resistenza all'usura, lunga durata senza perdita delle proprietà principali;
• resistenza a sostanze organiche e chimiche, nonché a microrganismi e batteri del suolo;
• assenza di deformazione in condizioni di elevata umidità e basse temperature.

Di solito i produttori corredano i prodotti con un elenco di specifiche tecniche da considerare nella scelta di alternative. Ci sono casi in cui è molto più razionale utilizzare il guscio in polistirene espanso estruso rispetto ai costosi spruzzatori in poliuretano.

Isolanti popolari:

Tutti i materiali elencati sono attuali e facilmente reperibili in commercio. Si dovrebbe dare la preferenza a un isolamento con bassa conducibilità termica e elevata resistenza.

È più facile installare quella che non richiede strumenti aggiuntivi, ha peso leggero e volume ridotto, e si lavora facilmente.

Metodo n. 2 — isolamento termico con aria

Questo metodo viene utilizzato nel settore pubblico e industriale; l'installazione di un cuscino d'aria protettivo in una casa di campagna comporta difficoltà. La tecnologia consiste nell'immettere aria calda nel canale in cui si trova la tubatura idrica. Dall'esterno il tubo viene coperto con qualsiasi tipo di isolamento termico.

Il metodo è razionale per grandi impianti industriali, dove è possibile scavare trincee profonde per i tubi e immettere aria riscaldata con l'ausilio di attrezzature speciali.

Questa tecnologia ha delle varianti. Ad esempio, se il diametro del tubo è piccolo, viene inserito in un prodotto simile ma di diametro maggiore. Questa disposizione impedisce alla linea idrica di entrare in contatto diretto con il terreno e quindi di raffreddarsi. Inoltre, tra le pareti si crea un piccolo spazio in cui circola aria calda.

Svantaggio del metodo: impossibilità di utilizzo per tubature dell'acqua posate in superficie. È valido solo per condutture interrate, preferibilmente al di sotto del livello di congelamento.

Metodo n. 3 — pressione aumentata

Esistono normative che stabiliscono il valore della pressione nelle reti per diversi tipi di impianti idraulici. Ad esempio, per gli edifici a più piani i parametri ottimali sono 4-4,5 bar, mentre nelle case private possono essere maggiori o minori.

Di solito, l'attrezzatura della stazione di pompaggio che fornisce acqua dal pozzo è progettata per 1,5-2,7 bar. L'impostazione del pressostato in fabbrica è di 2,8-3 bar.

La pressione massima di esercizio per gli impianti idrici delle case private è generalmente considerata 6,5-7 bar, ma tali valori sono rari, più spesso non raggiungono i 3 bar. Per proteggere l'impianto dal congelamento, la pressione viene aumentata, ad esempio, da 3 a 5 bar.

La condizione principale è l'installazione di apparecchiature speciali, poiché non tutte sono in grado di sopportare tale pressione.

Più spesso, l'aumento della pressione viene utilizzato dai gestori dei servizi pubblici, mentre i proprietari di case di campagna lo usano molto raramente. Se la robustezza dell'impianto lo consente, per la stagione invernale si spegne la pompa e si aumenta la pressione fino a 5 bar.

Metodo n. 4 — riscaldamento con elettricità

L'installazione del cavo scaldante è considerato il metodo più efficace tra tutti quelli attivi. Il principio di riscaldamento è semplice: la corrente elettrica passa attraverso un filo installato all'interno o all'esterno del tubo e ne aumenta la temperatura convertendo l'energia elettrica in calore.

La corrente elettrica deve produrre la quantità di calore necessaria a mantenere una temperatura superiore a 0°C, in modo che l'acqua allo stato liquido non inizi a cristallizzarsi e trasformarsi in ghiaccio.

Al cavo scaldante vengono imposti requisiti particolari. Va protetto il più possibile da agenti meccanici esterni e dall'umidità. Il rivestimento deve essere resistente, senza rotture o difetti.

Consideriamo due tipi di cavo che vengono attivamente utilizzati per il riscaldamento dei tubi che forniscono acqua alle case private.

Opzione 1: cavo di tipo resistivo

Il vantaggio del prodotto è una lega metallica appositamente selezionata con elevata resistenza, che provoca una grande quantità di calore prodotto. Dei due tipi di cavo – unipolare e bipolare – la seconda opzione è più pratica.

Il cavo unipolare richiede la chiusura del circuito elettrico. Ciò significa che durante l'installazione entrambe le estremità devono essere portate alla fonte di alimentazione. Con il cavo bipolare è più semplice: la prima estremità viene collegata alla fonte di alimentazione, mentre la seconda viene "chiusa" applicando un manicotto di contatto.

I due conduttori svolgono funzioni diverse: uno funge da fonte di calore che riscalda la tubatura, l'altro garantisce la conduttività. Ma in alcuni cavi entrambi i conduttori sono riscaldanti.

I conduttori sono protetti da un involucro polimerico, spesso multistrato. Inoltre, sono ricoperti da uno schermo di terra e all'esterno da un robusto isolamento termoresistente in PVC.

Perché scegliere un cavo resistivo? Ha un'elevata potenza termica, in parole povere, si riscalda molto e trasferisce calore al tubo dell'acqua. Può essere fissato per tutta la lunghezza della linea, avvolto attorno a giunti e flange.

Se la tubatura ha una struttura complessa con molti raccordi, è necessario prendere un cavo circa 2-3 volte più lungo per avere abbastanza per l'avvolgimento.

Ulteriori vantaggi della versione resistiva: costo accessibile e facilità di installazione. Tutte le operazioni di preparazione e installazione possono essere eseguite autonomamente.

Tra gli svantaggi rientra l'acquisto di apparecchiature aggiuntive: interruttori automatici, sensori, unità di controllo. Si ritiene che il manicotto terminale debba essere di fabbrica – per garantire la sicurezza e il corretto funzionamento del riscaldatore.

Opzione 2 – cavo scaldante autoreglabile.

Il principio di funzionamento e la struttura del cavo differiscono radicalmente dalla prima opzione. I sistemi autoregolanti sono considerati più economici e facili da installare.

Struttura del cavo:

Tra due conduttori portanti è racchiusa una matrice a semiconduttori, il cui scopo principale è generare calore. La quantità di calore dipende dalla temperatura ambiente.

Dal punto di vista del consumo energetico, questo tipo di cavo sembra ideale. Non appena la temperatura dell'aria o del tubo diminuisce, aumenta il consumo di elettricità e produce più calore, mentre quando la temperatura sale, la conduttività diminuisce bruscamente.

L'efficienza aumenta anche grazie al riscaldamento di singole sezioni dell'impianto idrico. Se il cavo autoregolante è posato all'esterno e all'interno di ambienti non riscaldati, riscalderà più intensamente le sezioni 'esterne', più fredde. Quanto più vulnerabile è la zona riscaldata, tanto più calore emette il cavo.

Vantaggi dei sistemi autoregolanti:

• risparmio energetico;
• efficienza di riscaldamento;
• distribuzione per 'zone';
• lunghezza comoda.

A differenza del cavo resistivo, che viene venduto già pronto e ha una lunghezza fissa, il cavo autoregolante può essere tagliato a piacere. Di solito sulla guaina sono indicati i punti di taglio, con un intervallo di 20 o 50 cm.

C'è anche uno svantaggio: il riscaldamento di sezioni estese costa caro. Se un cavo di bassa potenza si può acquistare a un prezzo di 0,60-0,75 €/m, il costo di uno di qualità e potente arriva a 3 €/m e oltre.

Raccomandazioni e istruzioni di montaggio

Coprire la tubatura con isolamento termico non è così complicato come collegare i cavi scaldanti, quindi esamineremo le sfumature tecniche di installazione riguardanti specificamente l'apparecchiatura elettrica.

Montaggio esterno del cavo scaldante

Il fissaggio lungo la superficie esterna del tubo viene spesso praticato quando è necessario riscaldare tratti aperti dell'impianto idrico situati nello zoccolo, nel seminterrato, nel cassone.

È possibile fissare il filo sul tubo in due modi:

• far passare lungo la superficie per tutta la lunghezza;
• avvolgere a spirale.

La prima opzione è più economica e pratica se la potenza del cavo è sufficiente per riscaldare il tubo. In zone particolarmente fredde si può applicare il secondo metodo, ma il consumo di filo aumenterà.

Il fissaggio avviene nel seguente ordine:

Questo è il metodo più semplice per fissare il cavo scaldante.

Raccomandazioni per l'installazione:

1. Per riscaldare un tubo dell'acqua in polipropilene con diametro fino a 32 mm, è sufficiente fissare il cavo lungo un lato – quale non ha importanza. Tuttavia, se è necessario isolare una tubatura fognaria, il cavo viene fissato esclusivamente nella parte inferiore.
2. Se c'è possibilità di scegliere l'isolante, si deve prendere quello più spesso. Il cavo autoregolante non rischia il surriscaldamento, ma le perdite di calore si ridurranno notevolmente. Più è spesso il 'cappotto', meno elettricità consumerà il cavo autoregolante, maggiore sarà il risparmio.
3. Il nastro autoadesivo in alluminio è il miglior materiale per il fissaggio al tubo. La colla acrilica non si degrada sotto l'effetto del calore, che viene distribuito uniformemente su tutta la superficie riscaldata.
4. I raggi solari deteriorano alcuni tipi di isolante e fissaggi, quindi per le parti esposte è meglio scegliere fascette nere e nastro adesivo non reattivo ai raggi UV.

Se il cavo viene fissato non in linea retta ma a spirale, l'isolamento avverrà secondo lo stesso principio – applicazione del 'cappotto' e fissaggio con fascette. Senza isolante, una parte dell'energia verrebbe sprecata per riscaldare l'aria.

Dettagli per il collegamento del cavo autoregolante

Non è opportuno tirare i cavi fino al tubo dal quadro elettrico, quindi il cavo autoregolante viene collegato a un cavo di alimentazione che, a sua volta, viene semplicemente inserito in una presa quando necessario. Per il lavoro occorrono un asciugacapelli da cantiere, un coltello, un set di tubi termoretraibili per crimpare e manicotti per il collegamento dei contatti.

È importante ricordare che le apparecchiature elettriche in ambienti umidi diventano più pericolose, pertanto occorre prestare particolare attenzione alla tenuta stagna.

Istruzioni fotografiche per il collegamento:

Come vede, non ci sono difficoltà nell'installazione interna del cavo, è sufficiente eseguire tutte le operazioni con molta attenzione e in modo sequenziale.

Nella scelta del cavo di alimentazione è necessario considerare la posizione della presa. Se si trova vicino al tubo, è possibile acquistare il prodotto più corto, ma più spesso è necessario procurarsi un cavo da 4-5 metri.

Resta da crimpare l'estremità del cavo autoregolante:

Con l'estremità trattata ermeticamente, il cavo è completamente pronto per l'uso. Per evitare che il tubo dell'acqua si congeli, non resta che fissare il cavo autoregolante per tutta la lunghezza della condotta, isolarlo e inserire la spina nella presa.

In alcuni casi l'installazione del cavo esterno è considerata non riuscita, ad esempio se passa attraverso solai o blocchi di cemento del pozzo. In tal caso, si ricorre al montaggio interno.

Se per il riscaldamento esterno è preferibile utilizzare un prodotto di tipo piatto, per quello interno è adatto un cavo speciale a sezione tonda con isolamento particolarmente resistente all'acqua.

Schema di installazione del cavo scaldante all'interno del tubo. Per l'installazione sono necessari un raccordo a T, un kit di accessori idraulici e un premistoppa con guarnizione in gomma.

Il montaggio interno del cavo scaldante richiede particolare cautela e il rispetto di alcune regole. Ad esempio, non si deve far passare il cavo attraverso giunti dove sporgono internamente raccordi filettati – i bordi taglienti potrebbero danneggiare il rivestimento protettivo.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Video n.1. Istruzioni per l'installazione esterna:

Video n.2. Descrizione dettagliata dell'installazione interna:

Video n.1. Applicazione pratica in condizioni di campagna:

Se si sceglie correttamente il metodo di isolamento dell'acqua e si eseguono i lavori di installazione seguendo le regole, non ci saranno problemi con i tubi durante l'inverno. È necessario prendersi cura in anticipo dell'isolamento della conduttura interrata, mentre i tratti esposti possono essere coibentati in qualsiasi momento opportuno.

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