Альтернатива греющему кабелю

Альтернатива греющему кабелю.​

Дилемма: греющий кабель, или - прокачка воды?​

Как обойтись без греющего кабеля для зимнего обогрева подземной трубы с водой (в основном - стояка). Можно применить совсем другой способ с тем же результатом. Мне он больше понравился, и я его реализовал у себя.
Несколько предварительных замечаний:
1.Конечно, лучше так всё утеплить, чтобы ничего не замерзло. Однако никогда нельзя быть уверенным в сохранении параметров утеплителя через 5, 10, 20 или более лет.
2. Вообще-то, я - не противник греющего кабеля, просто придумалась альтернатива, которая мне понравилась больше.
3. То, что я написал здесь, я в 2012 году установил у себя на даче (один из вариантов) и основательно проверил в боевом режиме. Всё отлично, рекомендую. Внизу - отчётики по датам.
Также - несколько раз оказывал удалённые услуги по формированию подобной системы у клиентов.
Главная идея:
Поскольку зимой вода из скважины идет достаточно теплая (около 6*С), то ею можно нагревать охлаждающуюся на морозе подземную трубу (главное - подземный стояк), по которой вода поступает в дом. Делается это путем прокачки (штатным насосом) определенного количества воды из скважины/колодца в дом.
Прокачать за один раз надо столько воды, чтобы она гарантированно сменилась на более теплую ("свежую") во всех местах потенциально подверженных замерзанию.
В любом варианте (точно также, как и с греющим кабелем) в описываемой системе нужен термостат с выносным термодатчиком.
Теперь варианты исполнений:
Если гидроаккумулятор (ГА) находится в доме, то есть два варианта:
1. Без электромагнитного клапана. Установкой обычного предохранительного клапана.
Предохранительный клапан нужен для того, чтобы после нескольких включений насоса (а он в этом случае не выключается с помощью реле давления), гидроаккумулятор не переполнился и из-за повышенного давления в системе не вышел из строя ни он, и ни что другое.
Например, если на РД установлены давления - 2/3 бара, то клапан надо купить на 3 бара (но, потом нужна подстройка системы, см. ниже). И организовать слив из клапана в канализацию. В этом случае, когда по команде термостата включится реле времени, оно должно включить Ваш штатный скважинный насос, который в течении установленного (и правильно рассчитанного) времени закачает воду в систему. При доведении давления до 3,2 бар (например) автоматически откроется клапан и будет некоторое время сбрасывать лишнее давление. Если за время работы таймера давление в ГА лишь увеличилось, например, до 2,5 бар и сброса не произошло - то это еще лучше (для экономии), т.к. в подземных трубах вода уже сменилась на более теплую...
Проверил работу этого варианта. Работает. Проявился маленький недостаток: мой клапан (фирмы "Emmeti") при сливе начинает вибрировать с частотой примерно 3-6 Герц со средним умеренными амплитудой и уровнем шума (см. ниже). Проверено 3 разных клапана, все вибрируют. Ну, в общем, это - понятно, т.к. после первой порции слива давление падает и клапан призакрывается, тогда давление растет и он приоткрывается и т.д.
2. С электромагнитным клапаном. Сигнал с термостата запускает реле времени, которое управляет этим клапаном. Вода сменится только после штатного включения насоса, не раньше. А насос включится, когда давление в ГА дойдет до минимального рабочего. Причем, если насос включился, то вода почти гарантированно сменится, как в стояке, так и в горизонтальной части трубы. Слив заканчивать лучше к моменту включения насоса, а можно - немного позже. Лично у меня (проверено) это как раз - время слива при максимальном давлении в ГА до включения насоса.
Этот вариант тоже проверен. Слив - в канализацию. Как раз у меня и электро-магнитный клапан завалялся и реле времени тоже рыдало в шкафу без дела...
А если ГА - в кессоне, то необходим электромагнитный клапан, который будет включать слив (в скважину) всего на несколько секунд, не зависимо от включения/выключения насоса, который будет продолжать работать в штатном режиме.
Если же у Вас раньше был установлен электромагнитный клапан для слива воды на период отсутствия людей в доме, то его можно легко приспособить и для прокачки воды в качестве альтернативы греющему кабелю.
Комплектующие:
1. Термостат нужен цифровой, высокоточный. Я купил RT-12-16, т.к. уже использую такой в качестве комнатного для котла. Цена (в 2012 г.) - около 1400 руб.
Настройка: включение я бы поставил на новой системе - на 3-4*С (для лучшего контроля и запаса в случае неувязок), а потом постепенно перевел бы на 0,5-1,5*С (для экономии), гистерезис (дельта) - чем меньше, тем лучше, например - 0,2*С. Выносной термодатчик должен быть прижат к трубе в самом холодном месте (думаю, что это, как правило, - на уровне земли, или на пару сантиметров выше уровня земли).
2. Реле времени у меня такое - RV-01-15. Цена - около 800 руб.
Установка времени:
Время слива для варианта "с электромагнитным клапаном и ГА в доме" устанавливается на реле заведомо бОльшим, чем время, необходимое для слива этой системой воды с максимального давления в ГА до момента включения насоса штатным реле давления.
Время слива для остальных вариантов рассчитывается через объем необходимого слива и ее скорости.
3. Электро-магнитный клапан я опробовал такой - WaterValve SM55632. Настройка не требуется. Цена - около 1400 руб.
4. Предохранительный клапан купил такой - Emmeti 1/2", 3 бара. Настройка не требуется. Цена - около 200 руб. Продается "везде".
5. Небольшая коррекция давлений РД (и соотв. давления в груше ГА) производится после проверки давления купленного предохранительного клапана, т.к. у клапанов бывает немаленький разброс параметров.
Как я сделал у себя: у меня предохранительный клапан открывается при 3,2 барах, а закрывается при 2,9 барах. Поэтому я подстроил РД так: включение насоса при 1,75 бар, а отключение при 2,85 бар. Дельта получилась 1,1 бара. Это - немного, но больше ее делать не стоит, иначе резиновая груша гидроаккумулятора быстрее износится (в 2021 году будет 9 лет жизни этой груши) - у меня максимальное давление в конце слива было 3,4 бара. А 3,4 минус 1,75 = 1,65 бара, что и так чуть превышает рекомендованные (если я не ошибаюсь) 1,5 бара. На реле времени установлено время работы насоса - 12 секунд (см. раздел "Штатная эксплуатация и доп. тест:").
Контроль работоспособности:
Постоянный контроль (между делом): морозным утром перед первым использованием воды смотрите на показания термостата. Если температура на термостате выше установленной Вами, то - всё в порядке, а если - ниже, то что-то не работает. Однако, если всегда "всё в порядке", то могут появиться сомнения. Тогда:
Периодический контроль:
Для этого ставим температуру включения термостата несколько выше той, которую он сейчас показывает. Система тут же должна сработать - слить/прокачать штатную порцию воды. У меня, при срабатывании предохранительного клапана, через него сливается не меньше минуты. Это, казалось бы долго, но - понятно, т.к. предохранительный клапан то закрывает, то открывает выпускное отверстие с частотой 3-6 раз в секунду (это и есть то, что я назвал "вибрацией").
Варианты автоматического контроля:
1. Возможно, я заведу сигнал от срабатывания таймера на систему Умный дом Livivcom, которая у меня уже год как работает - сигнал о срабатывании получу на телефон, а утром посмотрю.
2. В идеале - нужен простой счетчик количества срабатываний. В молодости сделал такой, сейчас - лень. Наверное, продаются где-то какие-то. Кто знает про недорогие - сообщите пож. мне. Спасибо.
Достоинства и недостатки.
Как и у любой технической системы у этой тоже есть свои достоинства и недостатки. Попробую их сформулировать:
Достоинства:
1. Все устройства находятся в доме, под рукой (кроме, естественно, термодатчика), а не в скважине и не в трубе, что повышает надежность, возможность контроля и удобство замены при проблемах.
2. Предположительно, стоимость ниже, чем у качественного греющего кабеля. Это если считать, что греющий кабель длиной 3 метра. А если он длинней, т.е. - и на горизонтальную часть трубы тоже, то - стоимость данного способа будет точно ниже.
3. Возможность применения отечественных комплектующих (покупая нелицензионные CD-диски мы поддерживаем отечественного производителя).
4. В нашу чистую, кристальную, любимую питьевую воду мы не суем ни электрику (теоретическая опасность поражения током при пользовании водой), ни изоляцию греющего кабеля (теоретическая опасность того, что она вредна для здоровья, особенно при нагреве).
Недостатки:
1. Если в доме используется система резервного питания (СРП), то для этого метода она нужна мощней - в соответствии с мощностью насоса (0,5-1,5кВт), а для греющего кабеля - всего десятки (до сотни) Ватт. Однако, делать СРП только для греющего кабеля никто, думаю, не будет. Впрочем резервное питание для греющего кабеля можно сделать и без инвертора. Чаще СРП делают - еще и для котла с насосами, конечно же - освещения, а потом захочется для холодильника, ну и, естественно, для телевизора. Ну, а тогда 1,5 кВт точно наберётся, т.к. это - минимальная пусковая мощность среднего холодильника... Т.е. - для всего дома.
2. При установке слишком маленького времени на реле времени имеется теоретическая опасность замерзания воды в стояке (см. ниже раздел Авария). Правда, это из серии - "если целый год не делать глупостей, то можно сойти за умного".
3. "Шумная" вибрация предохранительного клапана при сливе. Однако - в соседней спальне в полной тишине при закрытых дверях и слабой шумоизоляции (стена - щитовая с почти никакой шумоизоляцией) этот звук слышен не сильно.
4. Летом понял, что через мой предохранительный клапан вода слегка протекает в канализацию (50 грамм в час). Думаю, что это связано с близостью давления открывания клапана и максимального рабочего давления в системе. Впрочем, при такой мизерной величине это - не недостаток, а просто информация к сведению. Впрочем, если прокрутить клапан несколько раз, то поток снижается.
5. При выходе из строя насоса, система защиты, естественно, перестанет работать. Чтобы избежать замерзания стояка в этой ситуации есть 2 варианта: либо надежный насос, либо дополнительный контроль температуры с выдачей сигнала человеку. Например, через систему GSM контроля.
***
Ну вот, так расписал достоинства и недостатки, что теперь и самому стало ясно, что такая система лучше.
(Профессор жалуется: студенты такие бестолковые - надо по нескольку раз объяснять одно и то же - уже и сам начинаешь понимать, а они всё никак.)
Затраты электроэнергии:
Прикидка затрат электроэнергии в сравнении с греющим кабелем проведена. Результат: и там и там - копейки. В обоих случаях расчет был с учетом использования термостата. Без термостата (с самогреем) расход на греющий кабель будут в разы выше.

Первые эксперименты на холоде:
1). 29 ноября 2012г. (на улице до минус 4*С): у меня сейчас темп. стояка у поверхности земли (под домом) - плюс 4-4,5*С, а темп. воды, идущей из скважины около 7оС. При настройке термостата на 6оС система штатно срабатывала, после чего температура стояка минут за пять поднималась до 6,5*С и потом медленно снижалась.
2). 8 декабря 2012г. (на улице около минус 3*С): утром темп. воды под домом была 3,2*С. Включил насос и она за 1 минуту поднялась до 4,4*С.
Штатная эксплуатация и дополнительный тест:
23 декабря 2012г. (на улице - минус 20-25*С). Уставка температуры =+2,3*С. Ночью были срабатывания.
Днем после того, как насос не включался в течение ~1,5 часов, температура этого термодатчика (воды) опустилась до 2,2*С, но уже под моим контролем. Причем, я для эксперимента снизил время работы таймера с 15-ти до 6 секунд (соответствует прокачке всего лишь навсего 1,5 литров воды). В результате, за несколько минут температура поднялась с 2,2*С до 3,6*С. Это говорит о том, что и 6-ти секунд вполне достаточно для нормальной работы системы. Оставляю у себя - 6 секунд.
21 января 2013г. Все отлично работает, в том числе при морозе. Например: после 6-ти секундного включения насоса температура стояка на уровне земли за 10 минут поднялась с 1,5 до 3*С (максимум).
Это всё было так, однако:
Авария:
В ночь с 25 на 26 января 2012г. (ночью у нас было до минус 32*С) произошла авария: встаю утром, а на термостате описываемой системы минус 1*С (это - на стояке на уровне поверхности земли под домом). Т.е. система ночью не сработала. Повезло, что стояк не успел замерзнуть. Начал проверять и разбираться в причине. Все подсистемы работали нормально, однако при установленном мной времени включения реле, равным 6 секундам и плавном пуске насоса, (т.е. насос работал всего - 4-5 сек) мои 1,5 литра воды (см. зачеркнутое выше) не смогли нагреть трубу и термостат не отключился и поэтому больше не давал команду "включить насос" на реле времени. Напомню, что успешный эксперимент с 6-ти секундами проводился мной при минус 10*С на улице.
Вывод по аварии:
Если проверка на минимальном времени работы насоса проходила не при самой низкой температуре за бортом, то для самых морозов это время надо заметно увеличить.
Сейчас я его увеличил до - 12 секунд (10-11 секунд работы насоса), что соответствует прокачке примерно 4-х литров воды.
3 марта 2013г. - всё отлично работает. Установил температуру начала прокачки на +0,5*С, дельту (естественно!!!) - на 0,1*С.
11 декабря 2013 года:
Холода (до -20*С), система ночью штатно отработала.
Вариант без таймера:
Зима 2013г.: Между делом провел такое измерение:
При температуре на уровне земли, равной +1*С включился насос, после чего температура поднялась на 0,3*С (до 1,3*С) за 35 секунд. Т.е. через 35 секунд высокоточный термостат сам отключит насос даже без использования реле времени.
Это означает, что для тех, кто использует высокоточный термостат (с дельтой 0,1*С) и у кого достаточно большой ГА (литров от 100, например), вполне можно обойтись без таймера. То бишь - всем тем, для кого 35 секунд прокачки воды - не слишком большое время.
В принципе, теоретически, без таймера можно делать всем, просто при малых ГА (у меня - 30 литров) будет происходить более длительный слив и, значит, более длительный тарахтёж системы.
15 января 2014г.: Тоже между делом провел еще одно измерение: при температуре на уровне земли, равной +1,9*С включился насос, после чего температура поднялась на 0,3*С (до 2,2*С) за 43 секунды.
17 января 2014г.: Еще одно измерение: при Т=0,8*С, температура поднялась на 0,3*С - за 52 секунды.
18 января 2014г.: Сегодня наблюдал три прокачки с +0,5*С. Все три раза температура поднималась на 0,3*С примерно за 50+-5 секунд, а затем доходила до максимума (+3,8*С) примерно за 10 минут. Причем, один раз удалось даже засечь интервал между прокачками - 3,5 часа. Уличная температура уже несколько дней -20-25*С.
В ночь на 19 января 2014г. (температура на улице - минус 25*С) была зафиксирована трехкратная прокачка воды, а также однократное - срабатывание защитного клапана (штатный слив части воды из ГА в канализацию). Всё нормально, поэтому я уже с чистой совестью могу именно рекомендовать всем описанный способ защиты стояка водоснабжения от замерзания.
Июль 2014 года. Две зимы прошло, всё отлично.
Август 2015г. Летняя авария.
У меня летом система продолжает показывать температуру на уровне земли. Тут вдруг вижу - на термостате вместо градусов - прочерки.
Проширкал контакт термодатчика - не он. Вытащил датчик из под пола, а он влажный - конденсат попал, хоть я ввод датчика в трубу и герметизировал. А на датчик хоть и одета плотно штатная трубка, но видимо, за годы вода просочилась к контактам по щелям. А может быть и сквозь изоляцию провода тоже. Подсушил, заработало. Буду герметизировать уже лучше.
Октябрь 2015г.
Загерметизировал термоусадочной трубкой.
Январь 2016г.
1. Начались срабатывания системы при -15*С на улице. Видимо, потому, что снега почти нету...
Все штатно работает.
2. Поднял термодатчик системы Кситал-GSM с глубины 1,3 метра на глубину - ноль, т.е. - рядом со штатным датчиком описанной системы, но, не под утеплителем, а - снаружи.
На нем сейчас (то бишь - под полом у самой земли) - минус 2,5*С.
Лето 2017 г.
Зиму система отработала без замечаний.
Конец марта 2021 г.
Зиму система отработала без замечаний.
Также рекомендую почитать:
Обзор методов зимней защиты водопровода.
Еженедельные измерения всю зиму. Динамика температур под землей, под домом и в скважине.
На фото:
1. Ввод сливного шланга в канализационную трубу.
2. Термостат, реле времени, автомат, он же - выключатель.
3. Вариант слива с предохранительным клапаном.
4. Вариант слива с электромагнитным клапаном.