Cavo riscaldante per l'acquedotto: come sceglierlo e installarlo correttamente da soli

In inverno, durante le gelate più intense, i proprietari di case di campagna rischiano di rimanere senza approvvigionamento idrico. I blocchi di ghiaccio nell'acquedotto esterno non solo lasceranno gli abitanti senza doccia, un sistema funzionante di erogazione dell'acqua ai lavandini e altri comfort della civiltà, ma causeranno anche danni ai tubi.

Lo ammetta, la prospettiva è poco allettante. Sarà possibile prevenire tale scenario installando un cavo scaldante per l'acquedotto insieme ai tubi e collegandolo alla rete elettrica. Tutti i lavori possono essere eseguiti autonomamente.

Spiegheremo com'è strutturato l'elemento riscaldante e descriveremo i parametri principali per la sua selezione. Inoltre, esamineremo in dettaglio i metodi di installazione del cavo scaldante e illustreremo le fasi dei lavori con foto esplicative.

A cosa serve il cavo scaldante?

Si potrebbe ragionevolmente obiettare che si può fare facilmente a meno del riscaldamento della conduttura dell'acqua. Basta conoscere il livello di gelo del terreno nella zona e poi, basandosi sui dati, scavare una trincea della profondità necessaria. Di solito è 1,5-1,7 m per la zona centrale, a seconda del tipo di terreno.

I tubi interrati a tale profondità e coibentati non si congelano, poiché il terreno circostante ha una temperatura positiva (ipotizziamo, +2-4°C).

Tuttavia, non è così semplice. Nelle zone paludose o in aree vicine a corpi idrici, è frequente un alto livello delle acque sotterranee. Ciò significa che durante il periodo di piena o lo scioglimento delle nevi, le condutture verranno allagate, il che influenzerà negativamente le loro proprietà funzionali.

Se le tubature vengono interrate solo per mezzo metro, ma in tal caso si collega un cavo elettrico e si effettua un corretto isolamento termico, non sarà necessario scavare fossati profondi.

Accade che negli inverni rigidi si congelano anche le sezioni interrate. Vivere in casa senza un approvvigionamento idrico automatico dal pozzo diventa meno confortevole, a volte impossibile. È necessario eseguire lavori di riparazione d'emergenza.

Non dimentichiamo le zone critiche, le più esposte al freddo: i punti di ingresso della tubatura in casa. Se l'edificio è costruito su una fondazione su pali a vite, al di sotto si trova un tratto di tubatura esposto, che è più facile isolare proprio con un cavo scaldante.

Conclusione: se esiste la possibilità tecnica di installare un sistema di riscaldamento per l'acquedotto, è necessario utilizzarla, almeno come precauzione contro il congelamento.

Quando ci si rivolge a un'azienda specializzata, ci si può trovare di fronte a una certa varietà di offerte. Esaminiamo la gamma.

Costruzione e ambito di applicazione

A seconda del tipo e delle caratteristiche tecniche, i cavi scaldanti vengono utilizzati per riscaldare grondaie, tubature dell'acqua e tubi fognari, serbatoi. Lo scopo principale è proteggere il liquido dal congelamento aumentando la temperatura.

I sistemi di riscaldamento sono adatti per le comunicazioni esterne, cioè per l'uso nel terreno o all'aria aperta.

Il principio di funzionamento si basa sulla capacità del cavo di trasformare l'energia elettrica in calore. Il cavo stesso non può trasmettere energia come fanno i cavi di potenza. Riceve solo l'energia e poi cede calore al tubo (canale, grondaia, cisterna, ecc.).

I sistemi di riscaldamento hanno una capacità utile: l'applicazione zonale. Ciò significa che si può prendere un kit di componenti e assemblare un mini-sistema per riscaldare una singola sezione, senza collegamento all'intera rete.

Si ottiene un risparmio di materiali e di energia elettrica. In pratica si possono incontrare sia miniaturizzati «riscaldatori» di 15-20 cm, sia avvolgimenti di 200 metri.

I componenti principali del cavo scaldante sono i seguenti elementi:

• Anima interna – una o più. Per la sua fabbricazione vengono utilizzate leghe con un elevato coefficiente di resistenza elettrica. Più è alto, maggiore è il valore del calore specifico sviluppato.
• Rivestimento polimerico di protezione. Insieme all'isolamento plastico viene utilizzato uno schermo in alluminio o una rete in filo di rame.
• Robusto rivestimento esterno in PVC, che racchiude tutti gli elementi interni.

Le offerte dei vari produttori possono differire per dettagli – la lega dell'anima o il modo di realizzare la protezione.

I tipi schermati sono considerati più affidabili, dotati di protezione in lamina e con 2-3 anime invece di una. I prodotti unipolari sono una versione economica, che è adatta proprio per l'assemblaggio di sistemi per tratti di tubazione di breve lunghezza (+)

Per migliorare le caratteristiche, la treccia di rame viene nichelata e lo spessore dello strato esterno viene aumentato. Inoltre, il materiale in PVC deve essere resistente all'umidità e non soggetto all'azione dei raggi ultravioletti.

Varietà di cavo riscaldante

Tutti i sistemi scaldanti si suddividono in 2 grandi categorie: resistivi e autoregolanti. Ogni tipo ha il proprio campo di applicazione.

Supponiamo che i cavi resistivi siano adatti per riscaldare brevi tratti di tubi di piccolo diametro – fino a 40 mm, mentre per tratti estesi di conduttura dell'acqua è meglio utilizzare un cavo autoregolante (altrimenti detto autoregolatore, 'autoreg').

Tipo #1 – resistivo

Il principio di funzionamento del cavo è semplice: attraverso una o due anime situate nell'avvolgimento isolante passa una corrente che lo riscalda. La massima intensità di corrente e l'elevata resistenza insieme danno un alto coefficiente di sviluppo termico.

In vendita si trovano pezzi di cavo resistivo di lunghezza determinata, con resistenza costante. Durante il funzionamento, essi cedono la stessa quantità di calore per tutta la loro lunghezza.

Il cavo unipolare, come si può dedurre dal nome, ha un'anima, doppio isolamento e protezione esterna. L'unica anima svolge la funzione di elemento riscaldante.

Durante il montaggio del sistema è necessario ricordare che il cavo unipolare si collega ad entrambe le estremità, come nello schema seguente:

Schematicamente, il collegamento del tipo unipolare ricorda un cappio: prima viene collegato alla fonte di energia, poi viene fatto passare (avvolto) per tutta la lunghezza del tubo e ritorna indietro.

I circuiti di riscaldamento chiusi vengono spesso utilizzati per riscaldare il sistema di grondaia del tetto o per realizzare un 'pavimento riscaldato', ma esiste anche una variante applicabile alla conduttura dell'acqua.

La particolarità del montaggio del cavo unipolare sul tubo dell'acqua è la posa su entrambi i lati. In questo caso si utilizza solo il tipo di collegamento esterno.

Per il montaggio interno, un unico conduttore non è adatto, poiché la posa a 'cappio' occuperebbe molto spazio interno, inoltre l'incrocio accidentale dei cavi rischia di causare surriscaldamento.

Il cavo bipolare si differenzia per la separazione delle funzioni dei conduttori: uno è responsabile del riscaldamento, il secondo dell'alimentazione.

Anche lo schema di collegamento è diverso. Nel montaggio 'a cappio' la necessità viene meno: di conseguenza il cavo viene collegato con un'estremità alla fonte di alimentazione, l'altra viene stesa lungo il tubo.

I cavi resistivi bipolari sono utilizzati per gli impianti idraulici tanto attivamente quanto i cavi autoregolanti. Possono essere montati all'interno dei tubi, utilizzando raccordi a T e guarnizioni.

Il principale vantaggio del cavo resistivo è il costo contenuto. Molti ne sottolineano l'affidabilità, la lunga durata (fino a 10-15 anni) e la facilità di installazione.

Ma ci sono anche degli svantaggi:

• elevata probabilità di surriscaldamento nei punti di incrocio o di vicinanza di due cavi;
• lunghezza fissa – non è possibile né allungare né accorciare;
• impossibilità di sostituire un tratto bruciato – bisognerà sostituirlo interamente;
• assenza di regolazione della potenza – è sempre la stessa su tutta la lunghezza.

Per evitare di spendere per un collegamento continuo del cavo (cosa non opportuna), si installa un termostato con sensori. Non appena la temperatura scende a +2-3°C, avvia automaticamente il riscaldamento; quando la temperatura sale a +6-7°C, l'alimentazione viene disattivata.

Tipo #2 – autoregolante

Questo tipo di cavo è universale e può essere utilizzato per varie applicazioni: riscaldamento di elementi del tetto e sistemi di approvvigionamento idrico, condotte fognarie e serbatoi di liquidi.

La sua peculiarità è la regolazione indipendente della potenza e dell'intensità della fornitura di calore. Non appena la temperatura scende al di sotto del punto di controllo (ad esempio +3°C), il cavo inizia a riscaldarsi senza intervento esterno.

Schema del cavo autoregolante. La differenza principale rispetto all'analogo resistivo è la matrice riscaldante conduttiva, che è responsabile della regolazione della temperatura di riscaldamento. Gli strati isolanti non differiscono.

Il principio di funzionamento del cavo autoregolante si basa sulla proprietà del conduttore di diminuire/aumentare la corrente in base alla resistenza. All'aumentare della resistenza, la corrente diminuisce, comportando una riduzione della potenza.

Cosa succede al cavo nel momento del raffreddamento? La resistenza diminuisce – la corrente aumenta – inizia il processo di riscaldamento.

Il vantaggio dei modelli autoregolanti risiede nella 'zonalità' del funzionamento. Il cavo distribuisce autonomamente la sua 'forza lavoro': riscalda accuratamente le zone che si raffreddano e mantiene una temperatura ottimale dove non è necessario un forte riscaldamento.

Il cavo autoregolante funziona continuamente, e ciò è apprezzato nella stagione fredda. Tuttavia, durante il disgelo o in primavera, quando le gelate cessano, tenerlo acceso è irrazionale (+)

Per automatizzare completamente il processo di accensione/spegnimento del cavo, è possibile dotare il sistema di un termostato “collegato” alla temperatura esterna.

Metodi di installazione sull'acquedotto

Esistono due metodi di installazione del cavo scaldante – esterno e interno. Nel primo caso, viene fissato lungo il tubo (o avvolto su di esso), nel secondo, viene inserito all'interno. Entrambe le opzioni hanno un'attiva applicazione pratica, quindi le esamineremo più attentamente.

Opzione #1 – esterno

L'installazione lineare del cavo lungo il tubo dell'acqua è semplice. Il filo viene fissato su un lato utilizzando fascette plastiche resistenti alle alte temperature o nastro adesivo in fibra di vetro.

I supporti vengono fissati con un intervallo di 0,3 m. Non utilizzare fissaggi metallici. Calcolare la lunghezza del cavo è semplice – è uguale alla lunghezza del tubo da riscaldare.

Istruzioni per l'installazione lineare:

Per i tubi interrati, il cavo viene posizionato non rigorosamente in basso o in alto, ma con un leggero spostamento, che si può chiamare 'posizione delle 8 (4) ore'.

Oltre all'installazione lineare, si utilizza il montaggio a spirale – il cavo viene avvolto per tutta la lunghezza del tubo con passo uniforme. Vantaggio: massimo contatto con la superficie del tubo, svantaggio: maggior consumo di materiale.

Il passo tra le spire può essere modificato in base alle condizioni. Ad esempio, per le sezioni soggette a forte congelamento, lo si riduce – in questo modo l'intera superficie del tubo verrà riscaldata al massimo.

Il metodo a spirale è adatto per tubi di diametro medio e grande – per fognature, pluviali, ma si applica anche per il riscaldamento di tubi dell'acqua.

Opzione #2 – interno

Il metodo di installazione interna non è adatto per tutti i tubi, ma solo per quelli dell'acqua con sezione superiore a 40 mm. In tubi di diametro inferiore, il cavo ostruirebbe parzialmente il flusso dell'acqua. Dotare di riscaldamento interno un tubo lungo è difficile, ma per tratti lunghi qualche metro è uno dei metodi migliori.

È più facile infilare il cavo nei tratti verticali – dall'alto verso il basso. La procedura avviene utilizzando un raccordo a T e un giunto di tenuta che impedisce al cavo di scivolare.

In alcuni casi, l'installazione interna del cavo è più razionale di quella esterna – ad esempio, per riparazioni o sostituzione di elementi. Inserire e collegare un sistema già pronto non è difficile, molto più complesso è assemblarlo.

Come preparare correttamente i cavi per l'introduzione all'interno del tubo, lo può apprendere dalla seguente istruzione.

Isolamento termico dei cavi scaldanti

Indipendentemente dal tipo di cavo, è necessario effettuare l'isolamento termico. L'isolamento termico viene montato sopra il sistema di riscaldamento e la tubatura dell'acqua. Se la conduttura dell'acqua insieme al cavo scaldante non viene racchiusa in un 'bozzolo' ermetico, il riscaldamento si disperderà in tutte le direzioni, cioè in gran parte nell'aria.

Lo spessore dello strato di isolamento termico si sceglie in base ai fattori esterni. Supponiamo che per l'installazione nel terreno sia sufficiente uno strato di 20-30 mm, mentre per l'esecuzione fuori terra sarà necessario un isolante di almeno 50 mm di spessore.

Come isolanti affidabili ed efficaci si utilizzano polistirene espanso o polietilene espanso. Sono resistenti all'umidità e forniscono una certa protezione ammortizzante per il tubo, ma necessitano anch'essi di protezione.

Per questo motivo si utilizza spesso la costruzione 'tubo nel tubo', quando i tubi dell'acqua situati nel terreno o all'aria aperta, insieme all'isolante, vengono inseriti all'interno di un altro tubo di diametro maggiore.

Quali caratteristiche sono importanti per la scelta?

Prima di andare al negozio, accertatevi del diametro del tubo dell'acqua, della lunghezza del tratto che necessita di riscaldamento, della temperatura minima dell'aria (del terreno) – così sarà più facile scegliere, perché le offerte sono davvero numerose.

Quindi, prestiamo attenzione ai seguenti punti:

• presenza di una pellicola protettiva – garantisce la messa a terra e rende il cavo più affidabile;
• tipo di isolamento esterno;
• classe di temperatura e potenza;
• azienda produttrice.

Forse per un sistema fognario può andare bene un cavo con isolamento in poliolefina, ma per il montaggio interno in un tubo dell'acqua consigliamo una protezione in fluoroplastica. Per l'installazione esterna è adatto un fluoropolimero, che protegge sia dall'umidità che dai raggi UV.

Se è necessario riscaldare tubi di piccolo diametro, è adatto un conduttore di tipo a bassa temperatura. Si riscalda fino a +65 °C, la potenza massima è di circa 15 W/m.

I sistemi a media temperatura sono adatti per tubi di diametro maggiore. La temperatura massima di riscaldamento è +120 °C, la potenza raggiunge 33 W/m.

I sistemi ad alta temperatura sono considerati i più potenti, con temperatura massima fino a +190 °C e potenza specifica fino a 95 W/m. Tuttavia, di solito non vengono utilizzati in ambito domestico – sono prodotti per uso industriale.

La potenza adatta può essere scelta in base al diametro del tubo. Ad esempio, per tubi dell'acqua con diametro fino a 2,5 cm sono adatti cavi da 10 W/m, da 2,5 cm a 4 cm – 16 W/m, da 4 a 6 cm – 24 W/m, ecc.

Esistono diverse marche di cavo scaldante che da tempo si sono dimostrate solo sotto il miglior aspetto.

Prodotti noti di aziende estere:

• Nelson;
• Lavita;
• Devi;
• Ensto;
• Raychem;

Tra i produttori russi si distingue l'azienda SST (Teplolux), che produce articoli di qualità per uso domestico.

Conclusioni e video utili sull'argomento

I video offrono la possibilità di conoscere l'applicazione pratica delle istruzioni.

Consigli per l'installazione del cavo scaldante sul tubo:

Opzione di montaggio su fascette:

Istruzioni per il collegamento del cavo all'interno del tubo:

La scelta e l'installazione di un sistema di riscaldamento per l'acqua corrente sono alla portata anche di un principiante. Con le conoscenze teoriche si capiranno rapidamente i tipi di cavi, e per l'installazione non è necessario possedere abilità speciali.

Il risultato del lavoro può essere soddisfacente: dimenticherà per sempre il problema del congelamento dell'acqua nell'impianto idrico durante la stagione fredda.

Ha esperienza nell'installazione di cavi scaldanti per un sistema idrico autonomo? O forse vuole condividere le sue impressioni sull'uso dell'elemento riscaldante? Per favore, condivida la sua opinione e lasci commenti.