Cabo de aquecimento para tubulação de água: como escolher e montar corretamente por conta própria

No inverno, durante geadas severas, os proprietários de casas de campo correm o risco de ficar sem abastecimento de água. Bloqueios de gelo no encanamento externo não apenas deixarão os moradores sem chuveiro, sistema de abastecimento de água para pias e outras comodidades da civilização, mas também causarão danos aos canos.

Concorde, a perspectiva é pouco atraente. Será possível evitar esse desenrolar dos acontecimentos se, junto com os canos, instalar um cabo de aquecimento para o encanamento e conectá-lo à rede elétrica. Todos os trabalhos podem realmente ser realizados por conta própria.

Vamos explicar como funciona o elemento de aquecimento e descrever os principais parâmetros para sua escolha. Além disso, examinaremos detalhadamente os métodos de instalação do cabo de aquecimento e ilustraremos as etapas com fotos explicativas.

Para que serve o cabo de aquecimento?

Seria razoável objetar que se pode facilmente prescindir do aquecimento do encanamento. Basta saber o nível de congelamento do solo na região e, em seguida, com base nos indicadores, cavar uma vala da profundidade necessária. Geralmente, 1,5-1,7 m para a faixa central, dependendo do tipo de solo.

Canos enterrados nessa profundidade e isolados não congelam, pois o solo circundante tem temperatura positiva (suponhamos, +2-4°C).

No entanto, nem tudo é tão simples. Em áreas pantanosas ou em territórios próximos a corpos d'água, é comum o alto nível de águas subterrâneas. Isso significa que, durante o período de cheia ou degelo, as comunicações serão inundadas, o que afetará negativamente suas propriedades funcionais.

Se os canos forem enterrados a apenas meio metro, mas com a conexão de um cabo elétrico e realizar o isolamento térmico adequado, então não será necessário cavar valas profundas.

Acontece que, em invernos rigorosos, até mesmo trechos enterrados congelam. Morar em uma casa sem abastecimento automático de água do poço torna-se menos confortável e, às vezes, impossível. É necessário realizar reparos de emergência.

Não vamos esquecer também das zonas críticas, mais suscetíveis ao frio – os pontos de entrada do cano na casa. Se o edifício for construído sobre fundação de estacas helicoidais, sob ele há um trecho exposto do cano, que é mais fácil de isolar justamente com um cabo de aquecimento.

Conclusão: se houver possibilidade técnica de instalação de um sistema de aquecimento para o encanamento, deve-se certamente aproveitá-la, pelo menos como garantia contra o congelamento.

Ao entrar em contato com uma empresa especializada, você pode se deparar com uma certa diversidade de ofertas. Vamos entender a variedade.

Construção e campo de aplicação

Dependendo do tipo e das características técnicas, os cabos de aquecimento são usados para aquecer calhas, tubulações de água e tubos de esgoto, reservatórios. A principal finalidade é evitar o congelamento do líquido aumentando a temperatura.

Os sistemas de aquecimento são relevantes para comunicações externas, ou seja, para uso no solo ou ao ar livre.

A base do funcionamento é a capacidade do cabo de converter energia elétrica em calor. O próprio fio não pode transmitir energia, como fazem os cabos de força. Ele apenas a recebe e depois libera calor para o tubo (calha, conduto, cisterna, etc.).

Os sistemas de aquecimento têm uma capacidade útil – aplicação zonal. Isso significa que você pode pegar um conjunto de elementos e montar um mini-sistema para aquecer um trecho específico, sem conectar a toda a rede.

Isso resulta em economia de materiais e energia elétrica. Na prática, é possível encontrar tanto miniaturas de 'aquecedores' de 15 a 20 cm quanto enrolamentos de 200 metros.

Os principais componentes do cabo de aquecimento são os seguintes elementos:

• Núcleo interno – um ou mais. Para sua fabricação são utilizadas ligas com alto índice de resistência elétrica. Quanto maior ele, maior o valor da dissipação térmica específica.
• Revestimento protetor polimérico. Juntamente com o isolamento plástico, é usado um escudo de alumínio ou uma malha de fio de cobre.
• Capa externa resistente de PVC, cobrindo todos os elementos internos.

As ofertas de diferentes fabricantes podem diferir em nuances – a liga do núcleo ou o método de disposição da proteção.

Os tipos blindados são considerados mais confiáveis, equipados com proteção de folha e tendo 2-3 núcleos em vez de um. Os produtos de núcleo único são uma opção econômica, que é boa justamente para montagem de sistemas para trechos de tubulação de água de pequena extensão (+)

Para melhorar as características, a trança de cobre é niquelada e a espessura da camada externa é aumentada. Além disso, o material de PVC deve ser resistente à umidade e não suscetível à radiação ultravioleta.

Variedades de cabo de aquecimento

Todos os sistemas de aquecimento são divididos em 2 grandes categorias: resistivos e autorreguláveis. Cada tipo tem sua área de aplicação.

Suponhamos que os resistivos são bons para aquecer trechos curtos de tubos de pequeno diâmetro – até 40 mm, e para trechos extensos de tubulação de água é melhor usar um cabo autorregulável (também chamado de autorregulante, 'samreg').

Tipo #1 – resistivo

O princípio de funcionamento do cabo é simples: a corrente passa por um ou dois núcleos localizados no enrolamento de isolamento, aquecendo-o. A corrente máxima e a alta resistência juntas resultam em um alto coeficiente de dissipação térmica.

São vendidos pedaços de cabo resistivo de comprimento específico, com resistência constante. Durante o funcionamento, eles liberam a mesma quantidade de calor ao longo de toda a extensão.

O cabo de núcleo único, como se pode deduzir pelo nome, tem um núcleo, dupla isolação e proteção externa. O único núcleo desempenha a função de elemento de aquecimento.

Ao instalar o sistema, é necessário lembrar que o cabo de núcleo único é conectado em ambas as extremidades, como no diagrama a seguir:

Esquematicamente, a conexão do tipo de núcleo único se assemelha a um laço: primeiro ele é conectado à fonte de energia, depois é esticado (enrolado) ao longo de todo o comprimento do tubo e retorna.

Circuitos de aquecimento fechados são usados com mais frequência para aquecimento do sistema de calhas do telhado ou para instalação de 'piso aquecido', mas também existe uma variante aplicável à tubulação de água.

Uma característica da instalação de um cabo unipolar em um tubo de água é a sua instalação em ambos os lados. Neste caso, apenas o tipo de conexão externa é usado.

Para instalação interna, um único condutor não é adequado, pois a instalação em 'laço' ocupará muito espaço interno, além disso, a interseção acidental dos fios pode causar superaquecimento.

O cabo de dois condutores se diferencia pela divisão das funções dos condutores: um é responsável pelo aquecimento, o outro pelo fornecimento de energia.

O esquema de conexão também difere. Na instalação 'em laço', a necessidade desaparece: como resultado, o cabo é conectado por uma extremidade à fonte de alimentação, e a outra é estendida ao longo do tubo.

Os cabos resistivos de dois condutores são usados em sistemas de água tão ativamente quanto os autorreguláveis. Eles podem ser instalados dentro dos tubos, usando tês e vedantes.

A principal vantagem do cabo resistivo é o baixo custo. Muitos destacam a confiabilidade, longa vida útil (até 10-15 anos) e facilidade de instalação.

Mas também há desvantagens:

• alta probabilidade de superaquecimento nos pontos de interseção ou proximidade de dois cabos;
• comprimento fixo – não pode ser aumentado nem encurtado;
• impossibilidade de substituir uma seção queimada – será necessário substituí-lo completamente;
• ausência de ajuste de potência – ela é sempre a mesma ao longo de todo o comprimento.

Para não gastar com a conexão constante do cabo (o que não é prático), é instalado um termostato com sensores. Assim que a temperatura cai para +2-3°C, ele inicia automaticamente o aquecimento; quando a temperatura sobe para +6-7°C, a energia é desligada.

Tipo #2 – autorregulável

Este tipo de cabo é universal e pode ser usado para diversas aplicações: aquecimento de elementos de telhado e sistemas de abastecimento de água, redes de esgoto e tanques de líquidos.

Sua característica é o ajuste independente da potência e intensidade do fornecimento de calor. Assim que a temperatura cai abaixo do ponto de controle (por exemplo, +3°C), o cabo começa a aquecer sem intervenção externa.

Esquema do cabo autorregulável. A principal diferença em relação ao equivalente resistivo é a matriz de aquecimento condutora, que é responsável pelo ajuste da temperatura de aquecimento. As camadas de isolamento não diferem.

O princípio de funcionamento do cabo autorregulável baseia-se na propriedade do condutor de diminuir/aumentar a corrente elétrica dependendo da resistência. Quando a resistência aumenta, a corrente diminui, o que leva a uma redução da potência.

O que acontece com o cabo no momento do resfriamento? A resistência cai – a corrente aumenta – o processo de aquecimento começa.

A vantagem dos modelos autorreguláveis reside na 'zonificação' do funcionamento. O cabo distribui sua 'força de trabalho' por si só: aquece cuidadosamente as áreas que esfriam e mantém a temperatura ideal onde não é necessário aquecimento intenso.

O cabo autorregulável funciona constantemente, e isso é benéfico durante a estação fria. No entanto, durante o degelo ou na primavera, quando as geadas param, mantê-lo ligado não é racional (+).

Para automatizar completamente o processo de ligar/desligar o cabo, pode-se equipar o sistema com um termostato que está “vinculado” à temperatura externa.

Métodos de instalação no encanamento

Existem dois métodos de instalação do cabo de aquecimento – externo e interno. No primeiro caso, ele é fixado ao longo do tubo (ou enrolado nele); no segundo, é inserido no interior. Ambas as opções têm aplicação prática ativa, portanto vamos examiná-las mais detalhadamente.

Opção #1 – externa

A instalação linear do cabo ao longo do tubo de água é facilmente realizada. O fio é fixado de um lado com braçadeiras plásticas resistentes a altas temperaturas ou fita adesiva de fibra de vidro.

Os suportes são fixados com intervalo de 0,3 m. Não é permitido usar fixadores de metal. Calcular o comprimento do cabo é simples – ele é igual ao comprimento do tubo que precisa ser aquecido.

Instruções para instalação linear:

Para tubos enterrados no solo, o cabo é posicionado não exatamente na parte inferior ou superior, mas com um pequeno deslocamento, que pode ser chamado de 'posição 8 (4) horas'.

Além da instalação linear, utiliza-se a montagem em espiral – o cabo é enrolado ao longo de todo o tubo com passo uniforme. Vantagem: contato máximo com a superfície do tubo; desvantagem: maior consumo de material.

O passo entre as voltas pode ser alterado dependendo das condições. Por exemplo, para áreas sujeitas a congelamento intenso, ele é reduzido – assim, toda a superfície do tubo será aquecida ao máximo.

O método de enrolamento é adequado para tubos de médio e grande diâmetro – esgoto, águas pluviais – mas também é usado para aquecimento de sistemas de água potável.

Opção #2 – interna

O método de instalação interna não é adequado para todos os tubos, apenas para tubulações com seção superior a 40 mm. Em tubulações de menor diâmetro, o cabo obstruirá parcialmente o fluxo de água. Equipar um tubo longo com aquecimento interno é difícil, mas para trechos de alguns metros de comprimento, é uma das melhores maneiras.

É mais fácil passar o cabo em trechos verticais – de cima para baixo. O procedimento é realizado com um T e uma luva de vedação que impede o cabo de escorregar.

Em alguns casos, a instalação interna do cabo é mais racional do que a externa – por exemplo, para reparo ou substituição de componentes. Inserir e conectar um sistema pronto é simples, muito mais difícil é montá-lo.

Você pode aprender como preparar corretamente os fios para inserção dentro do tubo nas instruções a seguir.

Isolamento térmico de cabos de aquecimento

Independentemente do tipo de cabo, é necessário realizar o isolamento. O isolamento térmico é instalado sobre o sistema de aquecimento e o tubo de água. Se a tubulação de água junto com o cabo de aquecimento não for colocada em um 'casulo' hermético, o aquecimento se espalhará em todas as direções, ou seja, principalmente para o ar.

A espessura da camada de isolamento térmico é escolhida dependendo de fatores externos. Suponhamos que para instalação no solo, uma camada de 20-30 mm seja suficiente, enquanto para instalação acima do solo, será necessário um isolante com pelo menos 50 mm de espessura.

Isolantes confiáveis e eficazes são o poliestireno expandido ou o polietileno expandido. Eles são resistentes à umidade e criam certa amortecimento protetor para o tubo, mas também precisam de proteção.

Por esta razão, é frequentemente usada a construção 'tubo dentro de tubo', onde os tubos de água localizados no solo ou ao ar livre, juntamente com o isolamento, são colocados dentro de outro tubo de diâmetro maior.

Quais características são importantes para a escolha?

Antes de ir à loja, certifique-se de verificar o diâmetro do cano de água, o comprimento do trecho que precisa de aquecimento e a temperatura mínima do ar (solo) – isso facilitará sua escolha, pois há muitas opções disponíveis.

Portanto, preste atenção nos seguintes aspectos:

• presença de película protetora – fornece aterramento e torna o cabo mais confiável;
• tipo de isolamento externo;
• classe de temperatura e potência;
• empresa fabricante.

Talvez para um sistema de esgoto um cabo com isolamento de poliolifina seja adequado, mas para instalação interna em tubulação de água, recomendamos proteção de fluoroplástico. Para instalação externa, serve o fluoropolímero, que protege contra umidade e radiação ultravioleta.

Se for necessário aquecer tubos de pequeno diâmetro, um condutor de baixa temperatura é adequado. Ele aquece até +65 ºC, potência máxima de cerca de 15 W/m.

Sistemas de temperatura média são adequados para tubos de diâmetro maior. Temperatura máxima de aquecimento +120°C, potência de até 33 W/m.

Os sistemas de alta temperatura são considerados os mais potentes, com temperatura máxima de até +190°C e potência específica de até 95 W/m. No entanto, eles geralmente não são usados em residências – são produtos para uso industrial.

A potência adequada pode ser escolhida com base no diâmetro do tubo. Por exemplo, para tubulações de água com diâmetro de até 2,5 cm, cabos de 10 W/m são adequados; de 2,5 cm a 4 cm – 16 W/m; de 4 a 6 cm – 24 W/m, e assim por diante.

Existem várias marcas de cabo de aquecimento que há muito se destacam positivamente.

Produtos conhecidos de empresas estrangeiras:

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

Entre os fabricantes russos, destaca-se a empresa SST (Teplolyuks), que produz itens de alta qualidade para uso doméstico.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Os vídeos oferecem a oportunidade de conhecer a aplicação prática das instruções.

Dicas para instalação do cabo de aquecimento no tubo:

Opção de montagem com braçadeiras:

Instruções para conectar o cabo dentro do tubo:

A escolha e instalação de um sistema de aquecimento para a tubulação de água está ao alcance até de um iniciante. Com conhecimentos teóricos, você rapidamente entenderá os tipos de cabos, e para a instalação não é necessário dominar habilidades especiais.

O resultado do trabalho pode ser gratificante: você esquecerá para sempre o problema do congelamento da água na tubulação durante a estação fria.

Você tem experiência na instalação de cabo de aquecimento para uma tubulação de água autônoma? Ou talvez queira compartilhar suas impressões sobre o uso do elemento de aquecimento? Por favor, compartilhe sua opinião e deixe comentários.