Protimrazová ochrana potrubí – jak na to?

potrubí a armatury

S příchodem zimního období je v řadě případů nutné zajistit provozuschopnost vodovodního potrubí i v teplotách pod bodem mrazu a případně také zabránit nepříjemným škodám, které napáchá promrznutí nevypuštěného potrubí. Jelikož pouhé zakrytí potrubí tepelnou izolací problém nevyřeší (pouze se oddálí doba promrznutí trubky), je nutné aplikovat systém, který bude teplotu daného úseku aktivně udržovat nad bodem mrazu. Asi nejčastěji se pro tento účel používají elektrické topné kabely, kterým se bude věnovat tento článek.

Dimenzování ohřevu

Pro volbu vhodného typu topného kabelu je nejdůležitější informací hodnota tepelné ztráty potrubí. Tepelná ztráta potrubí závisí na několika parametrech, zejména však na průměru trubky, materiálu, teplotě okolí a tloušťce a typu tepelné izolace. Pokud jsou tyto parametry známé, je možné, dle přiložené tabulky, ­orientačně stanovit potřebný příkon na 1 m délky potrubí. Tuto hodnotu vynásobíme délkou potrubí a získáme tak celkový potřebný výkon topného kabelu.

Zároveň je potřeba pracovat s informací o délce topného kabelu, jelikož jsou na trhu k dostání kabely s různým délkovým výkonem (je rozdíl, zda je okruh o celkovém výkonu např. 200 W vyroben z kabelu o délkovém výkonu 10 W/bm nebo 20 W/bm – délka druhého bude poloviční). Zejména u potrubí větších průměrů se pak doporučuje volit spíše delší a slabší kabely a celkovou délku potrubí tak pokrýt kabelem např. nadvakrát nebo natřikrát, čímž se dosáhne rovnoměrnějšího prohřátí celého potrubí.

Tab. • K zjištění orientačního příkonu potřebného na 1 m potrubí v závislosti na vnitřním průměru trubky, minimální okolní teplotě a tloušťce izolace. Tabulka je platná pro izolace se součinitelem tepelné vodivosti l = 0,05 W·m^–2·K^–1

Typy topných kabelů

Jakmile známe potřebný výkon a délku kabelů, je dalším krokem volba nejvhodnějšího typu, přičemž k dostání jsou na trhu dvě základní skupiny: kabely samoregulační a kabely odporové.

Samoregulační topné kabely zvyšují svůj délkový výkon s klesající teplotou okolí, jsou tak vhodné např. pro aplikace, kde kabel prochází prostředím s různou teplotou, jejich velkou výhodou je také možnost krácení na libovolnou délku. Ač může jejich označení naznačovat, že nepotřebují žádnou regulaci, je vždy s ohledem na ekonomiku provozu nutné jejich napojení přes termostat – samoregulační kabely se totiž samy nikdy úplně nevypínají, a to ani při vysokých okolních teplotách.

Klasické odporové kabely jsou většinou dodávány již jako hotové topné okruhy s definovanou délkou a celkovým výkonem, svůj výkon nemění a je tedy nutné je bez výjimek provozovat s vhodnou regulací, jejich předností je však obecně mnohem nižší cena oproti kabelům samoregulačním.

Regulace ohřevu potrubí je stejně důležitým prvkem jako samotný topný kabel. Nejčastěji se používají relativně jednoduché analogové termostaty do rozvaděče na DIN lištu vybavené externím čidlem pro snímání teploty přímo na povrchu potrubí. Jakmile teplota klesne pod nastavenou hodnotu, termostat sepne topný kabel do doby, než teplota opět vystoupá nad bezpečnou nezámrznou hodnotu.

Specifickým typem kabelu jsou pak kabely s vestavěným termostatem (např. Fenix PFP). Principem se jedná o klasické odporové kabely, na spojce mezi topnou a netopnou částí je však nainstalován příložný termostat, který se instaluje přímo na potrubí. Přívodní kabel je pak opatřen vidlicí pro jednoduché zapojení do elektrické zásuvky. Jedná se tedy o ideální řešení pro jednoduché domácí aplikace, instalaci a zapojení zvládne každý svépomocí.

Instalace

Samotná instalace topných kabelů na potrubí již není nijak složitá a je k ní potřeba jen minimum instalačního materiálu. Při instalaci je pouze potřeba zohlednit, zda se jedná o trubky kovové nebo plastové. Jelikož je plast špatný vodič tepla, je nutné před instalací celý povrch potrubí pokrýt hliníkovou samolepicí páskou, na kovové potrubí je možno upevnit kabely přímo. Je-li délka kabelu větší než délka samotného potrubí, kabel se omotá nebo se uchytí v průvěsech, které se poté k potrubí přichytí např. pomocí hliníkové lepicí pásky nebo elektrikářských stahovacích pásek. Při instalaci je nutno brát v úvahu, že ventily, spojky a příruby mají větší tepelné ztráty, proto je potřeba na tyto části navinout kabel hustěji. Po uchycení se kabel po celé délce opět překryje hliníkovou lepicí páskou. Na potrubí je také nutno upevnit sondu termostatu (ideálně na nejchladnější místo). Celé potrubí se poté překryje vhodnou tepelnou izolací, aby se zabránilo únikům tepla do okolí. Je třeba dbát na to, aby byla zejména při venkovních aplikacích izolace nenasákavá (mokrá izolace ztrácí své vlastnosti).

Obr. • Schéma postupu instalace topného kabelu Fenix PFP na plastové potrubí – obalení hliníkovou samolepicí páskou, fixace topného kabelu a vestavěného termostatu na potrubí, překrytí tepelnou izolací

Závěr

Jak vyplývá z předchozího popisu, není řešení protimrazové ochrany potrubí nic složitého. Největší pozornost je potřeba věnovat určení potřebného výkonu a délky topných kabelů s ohledem na charakter zamýšlené aplikace a volbě vhodné regulace. Při samotné instalaci pak již stačí jen dodržovat obecné zásady a postupy. V případě složitějších aplikací nebo nejasností se však vždy vyplatí konzultovat řešení přímo s dodavatelem technologie ohřevu.