3. Ogrzewanie rur i rurociągów
3.1 Informacje ogólne
Systemy grzejne stosuje siÄ™ do:
1) ochrony rur przed zamarzaniem
" instalacji wodociÄ…gowych
" rur kanalizacyjnych
" instalacji tryskaczowych
" instalacji hydrantowych
" rur odprowadzajÄ…cych skropliny
w instalacjach klimatyzacji
i wentylacji
2) utrzymania pożądanej
temperatury przesyłanej cieczy np.
" w rurociągach z ciepłą wodą
" w rurociągach przemysłowych
służących do transportu płynów
o dużej lepkoS
ci
Ogrzewane mogą być wszystkie
rodzaje rur, zarówno metalowe
(stalowe, miedziane, żeliwne), jak
również z tworzyw sztucznych.
Przewody mogą być układane na
rurach znajdujÄ…cych siÄ™ wewnÄ…trz
i na zewnątrz budynków oraz
w ziemi.
Przewody grzejne ELEKTRA nie mogÄ…
być stosowane w instalacjach,
w których temperatura transporto-
wanego płynu może przekroczyć
65°C, oraz w miejscach, gdzie
przewód może być narażony na
kontakt z tłuszczami, olejami
i chemikaliami.
66
Ogrzewanie rur i rurociągów
3.1.1 Wybór przewodów Straty ciepła na 1m rurociągu Współczynniki przewodnoS
ci cieplnej
grzejnych można obliczyć na podstawie
współczynnik
Do ogrzewania rurociągów wzoru:
materiał przewodzenia
stosuje siÄ™:
2p l
ciepÅ‚a (+10°C)
Q = (TW  TZ)
" przewody grzejne jednostronnie
DZ
ln
[W/mK]
zasilane ELEKTRA VCD10
DN
" przewody grzejne dwustronnie
wata szklana 0,036
zasilane ELEKTRA VC10 gdzie:
wełna mineralna 0,038
" samoregulujące przewody Q  straty ciepła [W/m]
pianka
grzejne ELEKTRA SelfTec® DN  S
rednica rury [mm]
poliuretanowa 0,023
" przewód grzejny z wbudowanym DZ  S
rednica zewnętrzna rury
pianka
termostatem ELEKTRA FreezeTec"! wraz z izolacjÄ… [mm]
kauczukowa 0,035
TW  temperatura utrzymania
pianka
Aby wybrać odpowiedni przewód, wewnÄ…trz rury [°C]
polietylenowa 0,037
niezbędne jest okreS
lenie strat TZ  temperatura otoczenia [°C]
ciepła, które zależą od: l  przewodnoS
ć cieplna właS
ciwa
W
" S
rednicy rurociÄ…gu
izolacji termicznej [ ]
mK
" rodzaju i gruboS
ci izolacji
termicznej
" temperatury płynu wewnątrz
rurociÄ…gu (temperatura
utrzymania)
" minimalnej temperatury
otoczenia
Zabezpieczenie przed zamarzaniem
oznacza utrzymanie dodatniej
temperatury wewnÄ…trz rurociÄ…gu.
D
Z
Zazwyczaj przyjmuje siÄ™ temperaturÄ™
+5°C jako temperaturÄ™ utrzymania
oraz -25°C jako minimalnÄ… tempera-
turÄ™ otoczenia.
67
Ogrzewanie rur i rurociągów
Przykład: projekt systemu Mając dane o stratach ciepła, Podany wzór służy do ogólnego
chroniącego przed zamarzaniem możemy przystąpić do wyboru prze- okreS
lenia strat ciepła w rurociągu
dla rury wodociÄ…gowej o S
rednicy wodu grzejnego. Musi on dostarczyć izolowanym. Jednak przy precyzyj-
2" i izolacji z wełny mineralnej do rurociągu moc co najmniej nym okreS
laniu strat ciepła należy
równą obliczonym stratom ciepła. uwzględnić wiele dodatkowych
o gruboS
ci 20mm.
Aby ochronić opisaną w przykładzie parametrów: współczynnik
długoS
ć instalacji: 5m
rurę przed zamarzaniem należy bezpieczeństwa (zapasu), prędkoS
ć
S
rednica rury DN: 50mm
wybrać jeden z następujących prze- wiatru, zmiany zachodzące
gruboS
ć izolacji: 20mm
wodów grzejnych: w otoczeniu itp. Najwygodniej jest
S
rednica zewnętrzna
rury wraz z izolacją: skorzystać z gotowych tabel,
DZ = 50 + 2 x 20 =90mm 1. przewód ELEKTRA VC 10/95 w których podane są straty ciepła
(o długoS
ci 10m) ułożony
izolacja: wełna mineralna w zależnoS
ci od S
rednicy rurociÄ…gu
podwójnie na rurociągu; i gruboS
ci izolacji termicznej.
l = 0,038 W/mK
2. przewód ELEKTRA VCD 10/70
temperatura utrzymania: +5°C
(o długoS
ci 7m) ułożony spiralnie
(ochrona przed zamarzaniem)
wzdłuż rurociągu;
minimalna temperatura
3. przewód ELEKTRA SelfTec® 16/5
otoczenia:  25°C
(o długoS
ci 5m) ułożony
pojedynczo wzdłuż rurociągu;
Straty ciepła wyniosą:
4. przewód ELEKTRA FreezeTec 12/5
2p 0,038
Q = x [5  ( 25)] (o długoS
ci 5m) ułożony
0,09
ln pojedynczo wzdłuż rurociągu.
0,05
1,50
1,40
1,30
Dla ułatwienia obliczeń podano
1,20
wykres logarytmiczny, z którego
1,10
można odczytać żądaną wartoS
ć
1,00
logarytmu naturalnego. Z wykresu
0,90
0,80
odczytujemy: ln1,8 = 0,588
0,70
Po podstawieniu do wzoru
0,60
0,588
otrzymujemy: 12,2W/m
0,50
Wymagana moc grzejna dla rury: 0,40
0,30
5m x 12,2W/m = 61W
0,20
0,10
0,00
1 1,8 2 3 4
68
Ogrzewanie rur i rurociągów
Straty ciepła podane w W/m dla
rurociągów izolowanych watą
Straty ciepła w zależnoS
ci od S
rednicy rurociÄ…gu i gruboS
ci izolacji termicznej szklaną, ułożonych na zewnątrz
i narażonych na działanie wiatru.
Podane w tabeli wartoS
ci
S
rednica rury [mm]
uwzględniają 10% współczynnik
bezpieczeństwa. Ochrona przed
8 15 20 25 32 40 50 65 80 100 150 200
zamarzaniem przy minimalnej
temperaturze otoczenia  25°C.
10 7,6 10,3 12,1 14,4 17,4 19,5 23,5 27,7 33,0 41,1 59,2 75,8
20 5,1 6,6 7,6 9,0 10,2 11,4 13,6 15,8 18,5 22,9 32,1 40,8
Podane wartoS
ci strat ciepła dotyczą
30 4,2 5,2 5,9 6,8 7,9 8,6 10,1 11,6 13,5 16,4 22,9 28,6
jedynie samych rurociągów.
40 3,7 4,5 5,1 5,7 6,6 7,2 8,3 9,4 10,9 13,1 17,9 22,3
W praktyce należy uwzględnić
50 3,3 4,0 4,5 5,1 5,8 6,2 7,2 8,1 9,3 11,1 15,0 18,6
80 2,8 3,3 3,6 4,0 4,5 4,8 5,4 6,1 6,8 8,0 10,5 12,8 dodatkowo straty ciepła występujące
100 2,6 3,0 3,3 3,6 4,0 4,3 4,8 5,3 6,0 6,9 9,0 10,8 np. na zaworach, kołnierzach,
mocowaniach rurociÄ…gu itp.
i uwzględnić odpowiednią długoS
ć
przewodu, który pokryje straty ciepła
w tych miejscach.
69
gruboS
ć
izolacji [mm]
Ogrzewanie rur i rurociągów
3.1.2 Montaż aluminiową (gr. min. 0,06mm, szer. promień gięcia wynosi 3,5 x d
Przewody grzejne mogą być ok. 50mm), która ułatwia zarówno (d - S
rednica zewnętrzna przewodu).
układane pojedynczo wzdłuż ruro- odbiór ciepła z przewodu jak
ciągu, wielokrotnie wzdłuż rurociągu i przekazywanie ciepła do rurociągu. Czujnik temperatury należy umieS
cić
lub spiralnie. Sposób montażu jest Ponadto taS
ma aluminiowa pomiędzy sąsiednimi odcinkami
uzależniony między innymi od uniemożliwia wciS
nięcie przewodu (zwojami) przewodu grzejnego
S
rednicy rurociÄ…gu, iloS
ci odgałęzień w izolację termiczną i tym samym i w miarę możliwoS
ci w górnej
itp. zabezpiecza go przed ewentualnym częS
ci rury. Końcówka czujnika tem-
przegrzaniem. Rury z tworzywa peratury musi S
ciS
le przylegać do
Przewody należy mocować do sztucznego należy przed ułożeniem rury i być dokładnie owinięta taS
mÄ….
rurociągu, co ok. 30cm, używając przewodów grzejnych okleić taS
mÄ…
samoprzylepnej taS
my montażowej aluminiową. Poprawia ona odda- Przewody zasilające ( zimne )
odpornej na wysokie temperatury wanie ciepła i chroni rurę przed przewodów grzejnych doprowadza-
(np. taS
my z włókna szklanego). miejscowym przegrzaniem. my do puszki elektrycznej lub
Nie wolno używać drutu lub opasek bezpoS
rednio do tablicy zasilajÄ…cej.
kablowych, które mogą uszkodzić Układając przewody grzejne należy
przewód. Po przymocowaniu pamiętać, aby nie przechodziły przez Mufa łącząca przewód grzejny
przewód grzejny należy okleić na ostre krawędzie, nie krzyżowały się z przewodem  zimnym musi
całej długoS
ci samoprzylepnÄ… taS
mą i nie stykały ze sobą. Minimalny znajdować się na ogrzewanej rurze.
Montaż przewodu na rurze metalowej
Montaż przewodu na rurze z tworzywa sztucznego
70
Ogrzewanie rur i rurociągów
Jeżeli straty ciepła są większe niż 10W/m, przewód można ułożyć podwójnie
czujnik temperatury
lub spiralnie
przewód grzejny
Sposób układania przewodu na łukach i kolanach
71
Ogrzewanie rur i rurociągów
Sposób układania przewodu grzejnego
na zaworach i kołnierzach
72
Ogrzewanie rur i rurociągów
Tylko przewody samoregulujÄ…ce
ELEKTRA SelfTec® mogÄ… stykać siÄ™
ze sobą lub krzyżować.
Sposób ukÅ‚adania przewodu samoregulujÄ…cego ELEKTRA SelfTec® na zaworze
Przewód grzejny z wbudowanym termostatem ELEKTRA FreezeTec"!
73
Ogrzewanie rur i rurociągów
3.1.3 Sterowanie ELEKTRA ETV ELEKTRA ETI
Przy ogrzewaniu rurociągów Montaż na szynie DIN Montaż na szynie DIN
przewodami stałooporowymi Regulator temperatury wyposażony Regulator temperatury wyposażony
(przewody grzejne ELEKTRA VC w czujnik temperatury. Niewielkie w czujnik temperatury. Regulowana
i VCD) należy zastosować gabaryty (2 moduły). Dioda histereza pozwala na okreS
lenie
regulatory przeznaczone do sygnalizująca pracę systemu. dokładnoS
ci pomiaru temperatury.
montażu na szynie DIN, Niewielkie gabaryty (2 moduły).
wyposażone w zewnętrzny Dioda sygnalizująca pracę systemu.
czujnik temperatury.
Przewody samoregulujÄ…ce
ELEKTRA SelfTec® nie wymagajÄ…
stosowania regulatora temperatury.
Jeżeli instalacja z przewodu
samoregulujÄ…cego ma ponad 10m
długoS
ci, to wskazane jest zastoso-
wanie regulatora temperatury ze
względu na koszty eksploatacyjne.
Regulator temperatury ETV-1991 Regulator temperatury ETI-1544
(wyposażony w czujnik temperatury) (wyposażony w czujnik temperatury)
Przewody grzejne ELEKTRA
FreezeTec"! z wbudowanym
termostatem nie wymagajÄ…
dodatkowego sterowania.
ELEKTRA ETN W szczególnych przypadkach, gdy rury
Montaż na szynie DIN mogą być tłuste lub chwilowa
Regulator temperatury wyposażony temperatura w rurach np. podczas
w czujnik temperatury. Regulowana mycia czy pÅ‚ukania przekracza +50°C
histereza pozwala na okreS
lenie należy zastosować regulator ETI-1522
dokładnoS
ci pomiaru temperatury. ze specjalnie skonstruowanym
Dioda sygnalizująca pracę systemu. czujnikiem, który może pracować w
Wyposażony w wyÅ‚Ä…cznik. temperaturze od -40°C do +120°C.
Regulator temperatury ETN-1441 Regulator temperatury ETI-1552
(wyposażony w czujnik temperatury) (wyposażony w czujnik temperatury
z otworem montażowym)
74
Ogrzewanie rur i rurociągów
3.2 Tabela doboru produktów
S
rednica przewody grzejne
przewody grzejne
rury moc grzejna sterowanie z wbudowanym
SelfTec®
na mb termostatem
VC10 VCD10
(samoregulujÄ…ce)
FreezeTec"!
[mm]
Ć < 50 wg wzoru
+ + + +
ETN-1441
lub tabeli
ETV-1991
ETI-1544
Ć > 50 wg wzoru
¾
+ + +
ETI-1522
lub tabeli
Katalog produktów str. 91
75
Ogrzewanie rur i rurociągów