Verwarming van de waterleiding: de beste verwarmingsopties + uitleg van technische kenmerken

In de winter kunnen door de sterke daling van de luchttemperatuur en het bevriezen van de grond in de externe takken van het waterleidingsysteem ijsproppen ontstaan. Om dit te voorkomen, moet u de waterleiding verwarmen met behulp van een of meerdere effectieve technieken.

In het door ons gepresenteerde artikel worden alle methoden beschreven die de vorming van ijs in waterleidingbuizen voorkomen. We leggen uit hoe u de werking van de leidingen bij vorst goed kunt onderhouden en schade aan apparatuur kunt voorkomen. Zelfstandige vakmensen vinden bij ons instructies voor het aanleggen van thermische isolatie- en verwarmingssystemen.

Opties voor isolatie van de waterleiding

Het probleem van thermische isolatie en verwarming van leidingen is ontstaan door de seizoensgebonden temperatuurverandering en als gevolg daarvan het ontstaan van een bevriezende bovenlaag van de grond.

In de winter bereikt de vriesdiepte gemiddeld 0,8-1,8 m, en in de meest noordelijke punten van Rusland tot 3,5 m.

Het graven van diepe maar smalle sleuven voor het leggen van waterleidingbuizen is uiterst onrendabel. Als er een breuk optreedt, zullen reparatiewerkzaamheden ingewikkeld en arbeidsintensief zijn.

Naast het graven van greppels op grote diepte moet u ook een kop inrichten – een caisson installeren, waar meestal de pompapparatuur wordt geplaatst. Dit zijn kostbare en onpraktische maatregelen, waarvoor speciale machines moeten worden ingezet.

Om geld te besparen en het onderhoud van de waterleiding gemakkelijker te maken, wordt deze op geringe diepte aangelegd, gebruikmakend van verschillende isolatiemiddelen – van thermisch isolatiemateriaal tot verwarmingskabel.

Tabel met warmteverliezen. De dikte van het thermische isolatiemateriaal hangt af van de diameter van de buis. Dienovereenkomstig worden warmteverliezen berekend rekening houdend met beide parameters.

Vaak wordt de methode voor het verwarmen van de ondergrondse waterleiding gekozen op basis van de montageomstandigheden en economische overwegingen. Soms is het voordeliger om twee verschillende technieken te combineren. Bijvoorbeeld: men monteert de kabel over de gehele lengte van de buis, inclusief het in de put neergelaten uiteinde, en boven het gedeelte dat in de grond zit, isoleert men met een omhulsel van polystyreen.

Methode # 1 — gebruik van isolatiemateriaal

De traditionele en meest gewilde manier om in de grond begraven buizen en 'bovengrondse' waterleidingen te verwarmen, is mechanische isolatie, die wordt uitgevoerd met behulp van speciale materialen.

De omhulling wordt gekozen op basis van de omstandigheden van de specifieke regio en de specifieke geologische kenmerken, zoals de agressiviteit van de bodem of de aanwezigheid van hoog grondwater.

Er bestaat een reeks eisen die aan de materialen worden gesteld. Ze moeten eigenschappen bezitten zoals:

• lage thermische geleidbaarheid – de sleutel tot energie-efficiëntie en besparing;
• slijtvastheid, lange levensduur zonder verlies van basiseigenschappen;
• weerstand tegen organische en chemische stoffen, evenals bodemmicro-organismen en bacteriën;
• geen vervorming bij hoge luchtvochtigheid en lage temperaturen.

Normaal gesproken leveren fabrikanten producten met een lijst technische specificaties, waarmee rekening moet worden gehouden bij het kiezen van alternatieve opties. Er zijn gevallen waarin het gebruik van een omhulling van geëxtrudeerd polystyreenschuim veel rationeler is dan dure polyurethaan coatings.

Populaire isolatiematerialen:

Alle genoemde materialen zijn relevant en gemakkelijk te koop. De voorkeur moet uitgaan naar isolatie met een lage warmtegeleiding en hoge sterkte.

Het is gemakkelijker te installeren die geen extra gereedschap vereist, een licht gewicht en klein volume heeft, en goed bewerkbaar is.

Methode # 2 — thermische isolatie met lucht

Deze methode wordt gebruikt in de nutssector en de industrie; het aanbrengen van een beschermende luchtkussen in een tuinhuis is lastig. De technologie bestaat uit het toevoeren van warme lucht in het kanaal waarin de waterleiding zich bevindt. De pijp wordt van bovenaf bedekt met elk type thermische isolatie.

De methode is geschikt voor grote industriële objecten waar omvangrijke sleuven voor pijpen kunnen worden gegraven en verwarmde lucht met speciale apparatuur kan worden toegevoerd.

Deze technologie kent varianten. Bijvoorbeeld, als de pijp een kleine diameter heeft, wordt deze in een soortgelijk product met een grotere diameter geplaatst. Een dergelijke plaatsing voorkomt dat de waterleiding direct in contact komt met de grond en dus afkoelt. Bovendien ontstaat er een kleine ruimte tussen de wanden waardoor warme lucht circuleert.

Nadeel van de methode: het kan niet worden toegepast voor waterleidingen die boven de grond lopen. Het is alleen relevant voor leidingen die in de grond zijn geplaatst, bij voorkeur onder de vorstgrens.

Methode # 3 — verhoogde druk

Er bestaan normen die de waarde van de druk in netwerken bepalen voor verschillende soorten waterleidingsystemen. Voor flatgebouwen zijn de optimale parameters bijvoorbeeld 4-4,5 bar, terwijl deze in particuliere woningen hoger of lager kunnen zijn.

Gewoonlijk is de apparatuur van het pompstation dat water uit een put levert, ontworpen voor 1,5-2,7 bar. De fabrieksinstelling van de drukschakelaar is 2,8-3 bar.

De maximale werkdruk voor waterleidingsystemen in particuliere woningen wordt doorgaans gesteld op 6,5-7 bar, maar dergelijke waarden komen zelden voor; vaak bereiken ze niet meer dan 3 bar. Om te voorkomen dat de waterleiding bevriest, wordt de druk in het systeem verhoogd, bijvoorbeeld van 3 naar 5 bar.

De belangrijkste voorwaarde is de installatie van speciale apparatuur, omdat niet elk apparaat een dergelijke druk kan weerstaan.

Vaker wordt drukverhoging toegepast door nutsbedrijven; eigenaren van vakantiehuizen gebruiken het uiterst zelden. Als de sterkte van het systeem het toelaat, wordt de pomp tijdens het winterseizoen uitgeschakeld en wordt de druk verhoogd tot 5 bar.

Methode # 4 — verwarming met gebruik van elektriciteit

Het installeren van een verwarmingskabel wordt beschouwd als de meest effectieve methode van alle actieve. Het verwarmingsprincipe is eenvoudig: elektrische stroom gaat door een draad die binnen of buiten de buis is geïnstalleerd en verhoogt de temperatuur door elektriciteit om te zetten in warmte.

De elektrische stroom moet voldoende warmte afgeven om een temperatuur boven 0°C te handhaven, zodat het water, dat zich in vloeibare fase bevindt, niet begint te kristalliseren en in ijs verandert.

Aan verwarmingskabel worden speciale eisen gesteld. Het moet maximaal worden beschermd tegen invloeden van externe mechanische prikkels en vocht. De omhulling moet stevig zijn, zonder gaten of defecten.

Laten we twee soorten kabels bekijken die actief worden gebruikt voor het verwarmen van leidingen die water aan particuliere huizen leveren.

Optie 1 – resistieve kabel

Het voordeel van het product is een speciaal geselecteerde metaallegering met een hoge weerstand, die een grote hoeveelheid vrijkomende warmte veroorzaakt. Van de twee soorten kabel – eenaderig en tweeaderig – is de tweede optie praktischer.

Een eenaderige kabel vereist een gesloten elektrisch circuit. Dit betekent dat bij de installatie beide uiteinden naar de stroombron moeten worden gebracht. Met een tweeaderige kabel is het eenvoudiger: het ene uiteinde wordt aangesloten op de stroombron en het andere wordt 'gesloten' door er een contactmof op te plaatsen.

Twee aders vervullen verschillende functies: de ene dient als warmtebron die de waterleiding verwarmt, en de andere zorgt voor geleiding. Bij sommige kabels zijn echter beide aders verwarmend.

De geleiders zijn beschermd door een polymeeromhulling, vaak meerlaags. Daarnaast zijn ze bedekt met een aardscherm en aan de buitenkant met een sterke hittebestendige isolatie van PVC.

Waarom kiest men voor een resistieve kabel? Hij heeft een hoge warmteafgifte, eenvoudig gezegd: hij wordt erg heet en geeft warmte af aan de waterleiding. Hij kan over de gehele lengte van de leiding worden bevestigd en rond verbindingspunten en flenzen worden gewikkeld.

Als de pijpleiding een complexe constructie heeft met veel vormstukken, moet u de kabel ongeveer 2-3 keer langer nemen, zodat deze voldoende is voor het omwikkelen.

Bijkomende voordelen van de resistieve variant zijn de betaalbare prijs en het eenvoudige installatie. Alle voorbereidings- en installatiewerkzaamheden kunt u zelf uitvoeren.

Tot de nadelen behoort de aanschaf van extra apparatuur: automaten, sensoren, controle-eenheden. Men is van mening dat de eindhuls van de fabriek moet zijn – om de veiligheid en correcte werking van de verwarmer te garanderen.

Optie 2 – zelfregulerende verwarmingskabel

Het werkingsprincipe en de constructie van de kabel verschillen fundamenteel van de eerste optie. Zelfregulerende systemen worden erkend als economischer en gebruiksvriendelijker bij installatie.

Structuur van de kabel:

Tussen twee stroomvoerende geleiders bevindt zich een matrix op halfgeleiders, waarvan de belangrijkste functie is om warmte te produceren. De hoeveelheid warmte hangt af van de omgevingstemperatuur.

Vanuit het oogpunt van energieverbruik ziet dit type kabel er ideaal uit. Zodra de luchttemperatuur of die van de buis daalt, verhoogt het het elektriciteitsverbruik en produceert het meer warmte, en bij een temperatuurstijging daalt de geleidbaarheid sterk.

De efficiëntie wordt nog verhoogd door het verwarmen van afzonderlijke delen van de waterleiding. Als de zelfregulerende kabel buiten en in onverwarmde ruimtes is gelegd, zal hij de 'buiten' delen, die kouder zijn, sterker verwarmen. Hoe kwetsbaarder de verwarmde zone, hoe meer warmte de kabel produceert.

Voordelen van zelfregulerende systemen:

• energiebesparing;
• verwarmingsefficiëntie;
• verdeling in 'zones';
• handige lengte.

In tegenstelling tot resistieve kabel, die kant-en-klaar wordt verkocht en een vaste lengte heeft, kan de zelfregulerende kabel naar wens worden afgesneden. Meestal zijn er snijpunten op de mantel aangegeven, met een interval van 20 of 50 cm.

Er is ook een nadeel – het verwarmen van lange stukken kost een aardige duit. Als een kabel met laag vermogen kan worden gekocht voor 0,6-0,75 €/m, dan kan de prijs van een kwalitatieve en krachtige kabel oplopen tot 3 €/m en hoger.

Aanbevelingen en montage-instructies

Het is niet zo moeilijk om de waterleiding met thermische isolatie af te dekken als om de verwarmingskabels aan te sluiten, daarom bekijken we de technische aspecten van de montage die specifiek betrekking hebben op de elektrische apparatuur.

Externe montage van verwarmingskabel

Het bevestigen langs het buitenoppervlak van de buis wordt vaak toegepast wanneer open delen van de waterleiding in de plint, kelder of put moeten worden verwarmd.

U kunt de draad op twee manieren aan de buis bevestigen:

• langs het oppervlak over de gehele lengte trekken;
• spiraalvormig omwikkelen.

De eerste optie is zuiniger en praktischer, als het vermogen van de kabel voldoende is om de buis te verwarmen. In bijzonder koude delen kunt u de tweede methode toepassen, maar het verbruik van de draad zal toenemen.

De bevestiging gebeurt in de volgende volgorde:

Dit is de eenvoudigste manier om de verwarmingskabel te bevestigen.

Aanbevelingen voor de installatie:

1. Om een polypropyleen waterleidingbuis met een diameter tot 32 mm te verwarmen, volstaat het om de kabel langs één zijde te bevestigen – welke zijde maakt niet uit. Als u echter de riolering moet isoleren, bevestigt u de kabel uitsluitend aan de onderkant.
2. Als u een keuze heeft uit isolatiemateriaal, neem dan de dikkere. Oververhitting van de zelfregulerende kabel is geen probleem, maar het warmteverlies wordt aanzienlijk verminderd. Hoe dikker de 'jas', hoe minder elektriciteit de zelfregulerende kabel verbruikt, en hoe meer besparing.
3. Aluminiumfolie-zelfklevende tape is het beste materiaal voor bevestiging aan de buis. Acryllijm wordt niet aangetast door warmte, die gelijkmatig over het te verwarmen oppervlak wordt verdeeld.
4. Zonnestralen beschadigen sommige soorten isolatie en bevestigingen. Kiest u daarom voor open delen zwarte tie-wraps en tape die niet reageren op UV-straling.

Als u de kabel niet recht maar spiraalvormig bevestigt, zal de isolatie volgens hetzelfde principe plaatsvinden – het aantrekken van de 'jas' en bevestigen met klemmen. Zonder isolatie gaat een deel van de energie verloren aan het verwarmen van de lucht.

Nuances bij het aansluiten van zelfregulerende kabel

Het is niet zinvol om draden van de schakelkast naar de buis te trekken. Daarom verbindt u de zelfregulerende kabel met een voedingskabel, die u op zijn beurt eenvoudig in een stopcontact steekt als dat nodig is. U hebt een heteluchtpistool, een mes, een set krimpkousen voor het krimpen en hulzen voor het verbinden van contacten nodig.

Houd er rekening mee dat elektrische apparatuur in een vochtige omgeving gevaarlijker wordt. Besteedt u daarom bijzondere aandacht aan de waterdichtheid.

Foto-instructie voor aansluiting:

Zoals u ziet, zijn er geen problemen bij de interne installatie van de kabel, u moet alleen alle handelingen zeer zorgvuldig en in de juiste volgorde uitvoeren.

Bij het kiezen van de voedingskabel moet u rekening houden met de locatie van het stopcontact. Als deze zich vlakbij de buis bevindt, kunt u het kortste product kopen, maar vaker moet u een 4-5 meter lang snoer aanschaffen.

Het enige dat nog rest is het krimpen van het uiteinde van de zelfregelende kabel:

Met een goed afgedicht uiteinde is de kabel volledig bedrijfsklaar. Om te voorkomen dat de waterleiding bevriest, hoeft u alleen nog de zelfregelende kabel over de gehele lengte van de leiding te bevestigen, deze te isoleren en de stekker in het stopcontact te steken.

In sommige gevallen wordt de installatie van een externe kabel als ongelukkig beschouwd, bijvoorbeeld wanneer deze door vloerplaten of betonblokken van de put loopt. Dan past u interne montage toe.

Als u voor externe verwarming beter een product van het platte type kunt gebruiken, dan is voor interne verwarming een speciale kabel met ronde doorsnede en bijzonder betrouwbare waterdichtheid geschikt.

Schema montage van verwarmingskabel binnenin de buis. Voor installatie is een T-stuk nodig, een set sanitairfittingen en een wartel met rubberen afdichting.

Interne montage van verwarmingskabel vereist bijzondere voorzichtigheid en naleving van enkele regels. Bijvoorbeeld, u mag de kabel niet door knopen leiden waar aan de binnenzijde schroefdraadverbindingen uitsteken – scherpe randen kunnen de beschermende mantel beschadigen.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Video #1. Instructie voor externe montage:

Video #2. Gedetailleerde beschrijving van interne installatie:

Video #1. Praktische toepassing in tuinomstandigheden:

Als u de juiste manier kiest om de waterleiding te isoleren en de montagewerkzaamheden volgens de regels uitvoert, zult u in de winter geen problemen met de leidingen hebben. De isolatie van de leiding die in de grond is gelegd, moet u van tevoren regelen, en open delen kunt u op elk gewenst moment isoleren.

Wilt u vertellen hoe u de waterleiding op uw eigen buitenplaats heeft geïsoleerd? Heeft u informatie over de materiaalkeuze en de aanlegtechniek die u met de bezoekers van de site wilt delen? Schrijf dan uw opmerkingen in het onderstaande blok, stel vragen en plaats foto's over het onderwerp van het artikel.