Zabezpieczenie rur wody lodowej przed zamarzaniem. Zastosowanie kabli grzejnych ułożonych na rurach w sposób prosty i skuteczny zabezpieczy przed skutkami mroźnej zimy, pozwalając na bezawaryjną pracę tych części układów klimatyzacji, które narażone są na bezpośrednie działanie zimowych warunków zewnętrznych.

Warunki zimowe nie są sprzyjającym okresem dla instalacji na-rażonych na szkodliwe działanie niskiej temperatury. Dotyczy to zewnętrznych fragmentów instalacji wody lodowej i grzewczej przebiegających na zewnątrz budynku w systemach klimatyzacji. Zamarzanie wody w rurach może spowodować uszkodzenia rur i związaną z tym konieczność usunięcia powstałej awarii. Usuwanie awarii w warunkach zimowych jest bardzo uciążliwe i kosztowne. Można tego uniknąć, układając na rurach kable grzejne pod warstwą otuliny termoizolacyjnej. Zastosowanie warstwy termoizolacyjnej na kablach grzejnych jest warunkiem prawidłowej pracy systemu ogrzewania. Ogrzewanie rur polega na dostarczeniu odpowiedniej ilości ciepła pod termoizolację, równoważąc straty ciepła do otoczenia. Wytwarzające ciepło kable grzejne nagrzewają się do temperatury około 65°C. Taka temperatura nie stwarza niebezpieczeństwa uszkodzenia rury wykonanej z tworzyw sztucznych, jak również materiału, z jakiego wykonana jest otulina termoizolacyjna. Odporność termiczna typowych materiałów termoizolacyjnych określana jest na minimum 95°C.

Korzyści płynące z zastosowania ogrzewania rur:

• zapewnienie ciągłości przepływu czynnika chłodzącego i grzewczego,
• utrzymanie żądanej temperatury wody lodowej i grzewczej,
• eliminacja roszenia rur.

Zaletą kabli grzejnych jest ich długa żywotność, niezawodność działania, szybki i łatwy montaż oraz brak konieczności przeprowadzania okresowych przeglądów i niskie koszty eksploatacji.

Rys. 1. Instalacja ogrzewania rur kablem grzejnym

Ochrona rurociągów w systemach klimatyzacji i ogrzewania

W instalacjach rurociągów wody lodowej należy zabezpieczyć czynnik chłodzący przed obniżeniem temperatury poniżej 5°C lub w krytycznych przypadkach przed jego zamarznięciem. Temperatura wody lodowej (może być to czysta woda lub z do-datkami przeciwko zamarzaniu, np. 30% roztwór glikolu etyle-nowego) zwykle wynosi około 5÷6°C.W instalacjach grzewczych wymagane jest zabezpieczenie przed zbytnim wychłodzeniem czynnika grzewczego lub ochrona przed zamarzaniem wody w przypadku wyłączenia obiegu.

Ochronie przed zamarzaniem w systemach klimatyzacji i ogrzewania podlegają natomiast instalacje wody zimnej.

Określanie strat ciepła

Metoda doboru mocy kabli grzejnych zabezpieczających rury polega na określeniu strat ciepła, wynikających z: konieczności utrzymania stałej dodatniej temperatury we wnętrzu rury i za-łożonej najniższej temperatury otoczenia. Straty można określić metodą obliczeniową lub skorzystać z przygotowanych materiałów w postaci tabeli. Niezbędne jest posiadanie podstawowych danych takich jak: średnica zewnętrzna rury, grubość warstwy termoizolacji, najniższa temperatura otoczenia i wymagana temperatura we wnętrzu rury.

Obliczenia strat ciepła dokonać można, posługując się wzorem:

Q = [2π · λ · (tr – tu) / ln(D/d)] · B

gdzie:

x = D/d patrz tabela 1.,

Q – wartość strat ciepła [W/m],λ –  współczynnik przewodności cieplnej izolacji termicznej [W/mK],

tr – temperatura we wnętrzu rury [°C],

tu – temperatura otoczenia [°C],D – średnica zewnętrzna rury (z izolacją) [m],

d – średnica zewnętrzna rury [m],

B –  współczynnik bezpieczeństwa, B = 1,28 dla kabli samoregulujących, B = 1,36 dla kabli o stałej mocy.

(..)

Przykład (..)

Dobór kabli grzewczych (..)

Regulacja temperatury (..)

Zbigniew GAŁĄZEK