Cavo riscaldante per tubi fognari: tipi, come scegliere e installare correttamente

L'approfondimento della fognatura esterna al di sotto del livello di congelamento del terreno – è un lavoro faticoso, soprattutto se i lavori vengono eseguiti in inverno. Un'opzione alternativa per la protezione dal congelamento – è il cavo scaldante per tubi fognari. Vale la pena familiarizzare con le caratteristiche della sua installazione, non è d'accordo?

Dall'articolo che Le proponiamo, apprenderà tutto sul sistema di riscaldamento a cavo per tubazioni fognarie. Le spiegheremo come funziona il cavo scaldante e come scegliere l'opzione migliore. Per i proprietari che vogliono procedere autonomamente, viene fornita una guida passo passo per l'installazione e il fissaggio.

Perché la fognatura si congela?

Il problema del congelamento del tubo fognario non viene rilevato immediatamente. A differenza delle tubature dell'acqua, qui il flusso del liquido non è costante e non riempie completamente la sezione del tubo.

Inoltre, i reflui che entrano nel sistema fognario hanno solitamente una temperatura più elevata rispetto, ad esempio, all'acqua di pozzo. Pertanto, il congelamento dei reflui avviene gradualmente.

All'inizio può congelare solo una piccola parte del contenuto della fognatura, poi si forma un altro strato di reflui congelati e così via. Gradualmente, l'intero lume del tubo si riempie di una massa congelata e compatta, dopodiché il problema diventa evidente. Il problema può essere aggravato da un impianto sanitario difettoso, ad esempio un rubinetto o uno sciacquone che perde.

Piccole quantità d'acqua entrano nella fognatura, si raffreddano rapidamente e congelano. Anche una corretta installazione dei tubi fognari e la presenza di uno strato isolante non sempre impediscono il congelamento dei reflui. Sbrinare una fognatura congelata è fastidioso, inoltre questo fenomeno può danneggiare i tubi, alcuni dei quali dovranno essere sostituiti.

Il congelamento del tubo fognario può avvenire gradualmente, strato dopo strato, e un impianto sanitario che perde leggermente aumenta solo il pericolo di questo spiacevole fenomeno.

Per questo motivo si consiglia di posare la fognatura al di sotto del livello di congelamento del terreno con obbligatorio isolamento delle tubature. Se nelle regioni meridionali e nella zona temperata scavare una trincea sufficientemente profonda di solito non è un problema, al nord la situazione è un po' più complicata. In questo caso, l'uso di un cavo scaldante speciale è più che appropriato.

Utilizzando un sistema di questo tipo, il volume dei lavori di scavo si riduce notevolmente, poiché la profondità della trincea può essere ridotta a un livello accettabile senza preoccuparsi del congelamento del terreno.

Come funziona il cavo scaldante?

Un cavo scaldante o termico è un sistema di riscaldamento per tubi interrati nel terreno. Il cavo elettrico con guaina isolante viene fissato al tubo e collegato all'alimentazione. Il tubo si riscalda, di conseguenza le acque reflue raggiungono una temperatura costantemente elevata, che le protegge in modo affidabile dal congelamento.

Si distinguono cavi per il riscaldamento esterno o interno del tubo. Il primo viene posato all'esterno della struttura, mentre il secondo – all'interno. Si ritiene che l'installazione esterna sia più semplice di quella interna, pertanto è più richiesta. Oltre al cavo esterno, viene utilizzata anche una pellicola riscaldante.

Il riscaldamento tramite pellicola per i sistemi fognari non viene utilizzato spesso. È necessario avvolgere l'intero tubo con il materiale, il che complica l'installazione, ma garantisce un riscaldamento uniforme.

Con questo materiale si avvolge completamente la struttura, quindi lo si fissa. La pellicola garantisce un riscaldamento più uniforme del tubo rispetto al cavo, ha una potenza inferiore, consentendo di ridurre leggermente i costi di esercizio.

Per il riscaldamento dei tubi è possibile utilizzare tre tipi di cavi:

• autoregolante;
• resistivo;
• zonale.

Il cavo autoregolante è considerato un'opzione estremamente comoda, poiché può modificare automaticamente la temperatura di riscaldamento in base alle condizioni climatiche. La resistenza del cavo diminuisce se il terreno si riscalda maggiormente e aumenta al calare della temperatura.

Il cavo autoregolante è il più richiesto nelle condizioni moderne, poiché è facile da posare, più affidabile e non richiede elementi aggiuntivi per l'installazione.

Questo cambiamento del modo di funzionamento riduce la potenza complessiva del sistema, permettendo quindi di risparmiare energia elettrica. Inoltre, la variazione della resistenza può essere diversa nelle singole sezioni della tubatura. Il risultato è una qualità di riscaldamento superiore, il cavo autoregolante stesso durerà più a lungo e non è necessario installare termoregolatori.

Il cavo resistivo non possiede tali capacità, ma si distingue rispetto ai sistemi autoregolanti per un prezzo più moderato. In fase di installazione di questo tipo di cavo sarà necessario installare una serie di sensori di temperatura e termoregolatori per garantire la modifica del regime di lavoro del sistema al variare del tempo.

Il cavo resistivo costa meno rispetto agli analoghi autoregolanti. Se si sceglie questa opzione, è necessario calcolare attentamente la potenza specifica adeguata per evitare il surriscaldamento.

Se si trascura questo requisito, aumenta il rischio di surriscaldamento del cavo e di rottura. Il cavo zonale non ha nemmeno la capacità di regolare la resistenza, ma questo sistema genera calore non su tutta la lunghezza, ma solo su singole sezioni. Tale cavo può essere tagliato in frammenti separati, il che è comodo durante l'installazione di tubazioni di configurazione complessa.

Viene inoltre ampiamente utilizzato nell'installazione di fognature metalliche o per il riscaldamento di serbatoi. Va notato che il riscaldamento di strutture interrate – non è l'unico campo di applicazione del cavo scaldante. Viene utilizzato anche per riscaldare tubi posati in superficie o in ambienti non riscaldati.

A volte il cavo viene utilizzato solo per singole sezioni della tubazione, ad esempio le parti che emergono in superficie. I sistemi montati all'interno del tubo sono usati relativamente raramente. Il più delle volte vengono impiegati se la tubazione è già interrata e l'installazione di un cavo esterno richiederebbe ingenti lavori di scavo.

Così l'installazione di un cavo interno risulterà notevolmente più economica. Tuttavia, tali cavi sono generalmente consigliati solo per tubi di piccolo diametro, poiché la loro potenza è ridotta.

Essa varia tra 9 e 13 W/m, che di solito non è sufficiente per tubi fognari di grandi dimensioni. Per ovvie ragioni, la lunghezza di tale cavo deve essere uguale alla lunghezza del tubo. Il cavo scaldante interno viene prodotto solo di tipo autoregolante.

Come scegliere il cavo giusto?

Nella scelta del cavo scaldante adatto, è necessario decidere non solo il suo tipo, ma anche selezionare correttamente la sua potenza.

A tal proposito, è necessario considerare parametri come:

• la destinazione della struttura (per fognature e acquedotti i calcoli vengono eseguiti in modo diverso);
• il materiale di cui è composta la fognatura;
• il diametro della tubazione;
• le caratteristiche dell'area che si intende riscaldare;
• le caratteristiche del materiale isolante utilizzato.

Sulla base di queste informazioni, si calcolano le perdite di calore per ogni metro di struttura, si sceglie il tipo di cavo, la sua potenza, e quindi si determina la lunghezza adatta del kit. I calcoli possono essere eseguiti utilizzando una formula speciale, tramite tabelle di calcolo o con l'ausilio di un calcolatore online.

La formula di calcolo è la seguente:

Qtr – perdite di calore del tubo (W); – coefficiente di conducibilità termica dell'isolante; Ltr – lunghezza del tubo riscaldato (m); tvn – temperatura del contenuto del tubo (°C), tnar – temperatura minima ambiente (°C); D – diametro esterno della tubazione con isolante (m); d – diametro esterno della tubazione (m); 1,3 – fattore di sicurezza

Una volta calcolate le perdite di calore, è necessario calcolare la lunghezza del sistema. Per fare ciò, il valore ottenuto deve essere diviso per la potenza specifica del cavo del dispositivo di riscaldamento. Il risultato deve essere aumentato tenendo conto del riscaldamento di elementi aggiuntivi. La potenza del cavo per fognature parte da 17 W/m e può superare i 30 W/m.

Se si tratta di tubazioni fognarie in polietilene e PVC, 17 W/m è la potenza massima. Se si utilizza un cavo più potente, c'è un'alta probabilità di surriscaldamento e danneggiamento del tubo. Le informazioni sulle caratteristiche del prodotto si trovano nella sua scheda tecnica.

Utilizzando una tabella è un po' più semplice scegliere l'opzione adatta. Per farlo, occorre innanzitutto determinare il diametro del tubo e lo spessore dell'isolamento termico, nonché la differenza prevista tra la temperatura dell'aria e quella del contenuto della tubazione. Quest'ultimo dato si può trovare mediante dati di riferimento in base alla regione.

All'intersezione della riga e della colonna corrispondenti si può trovare il valore delle perdite di calore per un metro di tubo. Successivamente, si deve calcolare la lunghezza totale del cavo. Per farlo, il valore delle perdite di calore specifiche ottenuto dalla tabella va moltiplicato per la lunghezza della tubazione e per il coefficiente 1,3.

La tabella consente di trovare il valore delle perdite di calore specifiche di un tubo di un determinato diametro tenendo conto dello spessore del materiale isolante e delle condizioni di funzionamento della tubazione (+)

Il risultato ottenuto va diviso per la potenza specifica del cavo. Successivamente, occorre considerare l'effetto di elementi aggiuntivi, se presenti. Su siti specializzati si possono trovare pratici calcolatori online. Nei campi corrispondenti è necessario inserire i dati richiesti, ad esempio il diametro dei tubi, lo spessore dell'isolante, la temperatura ambiente e del fluido di lavoro, la regione, ecc.

Tali programmi di solito offrono all'utente funzionalità aggiuntive, ad esempio aiutano a calcolare il diametro necessario della fognatura, le dimensioni dello strato di isolamento termico, il tipo di isolante, ecc.

Opzionalmente si può scegliere il tipo di posa, determinare il passo appropriato durante l'installazione del cavo scaldante a spirale, ottenere un elenco e la quantità dei componenti necessari per la posa del sistema.

Quando si sceglie un cavo autoriscaldante, è importante considerare correttamente il diametro della struttura su cui verrà installato. Ad esempio, per tubi con diametro 110 mm si consiglia di prendere il marchio Lavita GWS30-2 o una variante simile di un altro produttore. Per un tubo da 50 mm è adatto il cavo Lavita GWS24-2, per strutture con diametro 32 mm – Lavita GWS16-2, ecc.

Non saranno necessari calcoli complessi per una fognatura utilizzata non frequentemente, ad esempio in una casa estiva o in una casa abitata solo occasionalmente. In tale situazione si prende semplicemente un cavo con potenza 17 W/m e una lunghezza corrispondente alle dimensioni del tubo. Un cavo di tale potenza può essere utilizzato sia all'esterno che all'interno del tubo, senza che sia obbligatorio installare un premistoppa.

Quando si sceglie un'opzione adatta di cavo scaldante, è opportuno confrontare le sue prestazioni con i dati calcolati riguardanti le probabili perdite di calore del tubo fognario.

Per la posa del cavo scaldante all'interno del tubo si sceglie un cavo con protezione speciale contro gli agenti aggressivi, ad esempio DVU-13. In alcuni casi, per l'installazione interna si utilizza la marca Lavita RGS 30-2CR. Non è una soluzione del tutto corretta, ma è ammissibile.

Questo cavo è destinato al riscaldamento di tetti o fognature pluviali, pertanto non è dotato di protezione contro le sostanze corrosive. Può essere considerato solo come una soluzione temporanea, poiché in caso di uso prolungato in condizioni non adatte, il cavo Lavita RGS 30-2CR inevitabilmente si romperà.

Regole per l'installazione del cavo sui tubi

La posa del cavo scaldante – è un processo relativamente semplice. Viene semplicemente fissato sulla superficie del tubo, di solito longitudinalmente, in una singola striscia. Alcuni progetti prevedono un'installazione a spirale. In questo caso, è necessario rispettare con precisione il passo calcolato tra le spire della spirale, in modo che il tubo si riscaldi uniformemente.

Dopo che il cavo scaldante è stato fissato sul tubo fognario, si consiglia di aggiungere uno strato di isolamento termico per migliorare la qualità del riscaldamento.

L'incrocio di sezioni separate del cavo scaldante non è consentito. Il cavo, a seconda del tipo, viene fissato mediante nastro adesivo termoresistente o fascette di montaggio. La distanza tra i punti di fissaggio deve essere di almeno 200 mm. Per fissare il cavo in guaina minerale si utilizzano elementi di fissaggio metallici: fascette o nastri speciali.

Ma molto spesso si utilizza comunque il nastro termoresistente. Il fissaggio deve resistere non solo alle alte temperature, ma anche essere resistente all'influenza degli agenti atmosferici e delle sostanze chimiche. A volte come fissaggio si utilizza del nastro di alluminio. Tuttavia, nei punti di fissaggio la potenza termica del cavo aumenterà.

Non sempre ciò è utile, potrebbe portare al surriscaldamento delle tubazioni. Si sconsiglia di utilizzare elementi di fissaggio metallici per il montaggio del cavo scaldante racchiuso in un rivestimento isolante polimerico. Ma in alcuni casi il nastro di alluminio può persino migliorare la situazione.

Il cavo scaldante su un tubo fognario in plastica può essere fissato con nastro di alluminio per aumentare l'efficacia del riscaldamento e renderlo più uniforme.

Durante la posa su un tubo polimerico, il nastro metallizzato viene posizionato sia sotto che sopra il cavo. Questo aumenta leggermente la potenza termica e favorisce un riscaldamento uniforme del tubo. All'interno della fognatura il cavo scaldante viene utilizzato molto raramente.

Di solito si riscaldano in questo modo piccole sezioni dell'impianto non interrate, ad esempio le pompe fognarie che stimolano il movimento delle acque reflue se il deflusso naturale è difficoltoso o impossibile.

Per l'installazione del cavo interno possono essere necessari un manicotto di serraggio e di tenuta, un giunto di collegamento, un set di rondelle, e altri elementi (+)

Per installare il cavo interno in un tubo la cui posa è completata, sarà necessario prima inserire un raccordo a T nel sistema. In questo modo verrà creato un foro per introdurre il cavo all'interno della tubazione.

Inoltre, potrebbe essere necessario un giunto a nipplo speciale. Tale soluzione potrebbe peggiorare leggermente le caratteristiche del sistema fognario, ad esempio, nel punto di installazione del raccordo a T la luce del tubo si ridurrà leggermente.

Ciò aumenta la probabilità di accumulo di detriti e formazione di intasamenti. Le difficoltà con il cavo interno sono inevitabili se la tubatura presenta diverse curve, pieghe e simili. Non è semplice eseguire i lavori interni di installazione del cavo scaldante, anche nei sistemi fognari di notevole lunghezza.

Naturalmente, non è consigliabile collegare il sistema all'alimentazione elettrica fino al completamento dei lavori di installazione. Prima di coprire il cavo con l'isolante, è necessario controllare attentamente tutti i punti di connessione. Se si utilizzano sensori di temperatura, sarà più facile determinare i tempi di attivazione e disattivazione del sistema.

È possibile automatizzare il processo utilizzando un relè. Se la potenza del cavo posato in una linea non è sufficiente, si può eseguire l'installazione a spirale o posare due linee parallele. L'importante è che le singole sezioni non si intersechino e non ci sia surriscaldamento. Per rendere il riscaldamento della struttura più uniforme, a volte il tubo viene prima avvolto con un foglio di alluminio e poi sopra viene posato il cavo.

Questi esempi permettono di farsi un'idea su come eseguire correttamente il collegamento del cavo di alimentazione e del cavo scaldante, nonché sulla procedura del suo isolamento (+)

I sensori di temperatura vengono installati dopo aver posato l'isolamento. Si consiglia di applicare sopra una marcatura che indichi la posizione degli elementi riscaldanti. Per il collegamento del cavo scaldante alla rete elettrica è necessario un tratto di tubo termoretraibile. Quindi, dall'estremità del cavo si rimuovono circa 50 mm di isolante e 10 mm di treccia.

Le estremità separate e spellate vengono protette con tratti di tubo termoretraibile del diametro adeguato e riscaldate con un phon. Ora è necessario spellare circa 6 mm di filo, arrotolarli a spirale e serrarli in un tubo metallico. Manipolazioni simili dovranno essere eseguite con il cavo di alimentazione.

Circa 80 mm devono essere puliti dall'isolamento e dalla guaina e separati in singoli fili. Le estremità ottenute vengono tagliate a 35 mm, ma un filo deve essere lasciato non tagliato per la messa a terra. Anche qui si spelano 6 mm di filo.

Ora le estremità dei cavi degli elementi riscaldanti e dell'alimentazione vengono collegate in un tubo termoretraibile dotato di un manicotto metallico. Si riscalda e si stringe, il punto di contatto viene avvolto con nastro termico, quindi viene chiuso con un altro tubo di protezione.

Le particolarità della scelta dei tubi per un sistema fognario autonomo sono illustrate nel seguente articolo, il cui contenuto consigliamo di consultare.

Esempio di sistema fognario riscaldato

Prendiamo in esame un esempio di realizzazione di un sistema di drenaggio per un'abitazione privata. Secondo il progetto, alla rete fognaria principale vengono collegati diversi rami. Tutti vengono posati al di sopra del livello di gelo stagionale del terreno, pertanto sono dotati di cavo riscaldante.

Affinché il funzionamento del sistema elettrico riscaldante sia efficace e diretto specificamente al mantenimento della temperatura positiva del tubo fognario, le tubature vengono posate in una trincea coibentata:

Dopo aver verificato la tenuta della tubatura fognaria assemblata o dopo aver eliminato eventuali perdite, se presenti, si procede alla posa del cavo scaldante.

Nell'esempio, il cavo scaldante viene posato vicino al fondo del vassoio, ma senza toccarlo. Viene fissato al tubo a forma di un grande anello che parte dal montante situato in casa e vi ritorna.

Dopo aver determinato la posizione ottimale del cavo scaldante, si procede al suo fissaggio:

Affinché il sistema di riscaldamento delle tubature possa funzionare in modalità automatica, vi si collega un sensore di temperatura:

Conclusioni e video utili sull'argomento

Raccomandazioni dettagliate per l'installazione del cavo scaldante su un tubo di diametro 110 mm sono disponibili qui:

In questo video viene presentata una variante di posa della fognatura utilizzando un cavo interno:

Qui viene dimostrata una panoramica delle caratteristiche di funzionamento e installazione del cavo autoregolante:

Il cavo scaldante risolve il problema del congelamento dei tubi fognari in inverno in modo molto più efficace rispetto ad altri metodi. Il consumo di elettricità è minimo. Se l'installazione è eseguita correttamente, il cavo funzionerà per molti anni senza guasti.

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