Kabel zur Beheizung von Gasleitungen: Aufbau, Auswahl nach Parametern, Montagemethoden

In der kalten Jahreszeit kommt es zu unangenehmen Störungen im Betrieb von Gasleitungen. Diese treten nicht nur aufgrund niedriger Temperaturen auf. Mit hoher Wahrscheinlichkeit kann ein Problem auftreten, wenn die Installation der Leitungen mangelhaft war. Dann wird das Einfrieren mit Stillstand der Strömung in der Rohrleitung zur gewohnten Erscheinung.

Um das Problem zu lösen, muss ein Kabel zur Beheizung der Gasleitung installiert werden, und zwar idealerweise vor dem Einsetzen des Frosts. Im Folgenden erklären wir, wie man das Heizkabel richtig auswählt, und teilen die Feinheiten seiner Montage mit.

Aufbau des Heizkabels

Der Aufbau der Heizleitungen umfasst bis zu 5 Elemente – das Vorhandensein des einen oder anderen Teils hängt vom Produkttyp ab, und es gibt insgesamt zwei, abgesehen von den selten verwendeten:

• selbstregulierend;
• resistiv.

Selbstregulierendes Kabel hat zwei Adern mit unterschiedlichen Phasen. Über diese Kupferleiter wird der Strom zugeführt. Sie befinden sich in einer leitfähigen Matrix, die das Kabel erwärmt und als das „Gehirn" des Systems fungiert.

Jedes Teil dieses Inneren ist Bestandteil eines Stromkreises mit einer Anordnung genau in der Mitte zwischen den Leitern. Die Speiseadern werden genau von der Matrix erwärmt und geregelt.

Neben der eigenen Wärmedämmschicht werden die Leitungen in Kombination mit einer äußeren Isolierung verwendet. Dies ist notwendig, um das Kabel vor Umwelteinflüssen zu schützen.

Der Hauptteil des Kabels wird stets in eine Wärmedämmschicht eingeführt, die auch als Thermoschutz oder Isolierhülle bezeichnet wird. Die Wärmedämmung wird von einem Abschirmgeflecht aus flachen Kupferplatten umhüllt. Dieses Geflecht dient zum Schutz vor elektromagnetischen Wellen von außen sowie zur Erdung. Der äußere Mantel über dem Geflecht ist eine Art Schutz vor mechanischen Beschädigungen.

Resistive Kabel sind ein- und zweiadrig. Demnach unterscheiden sie sich in der Anzahl der Leiter. Der Aufbau ähnelt der selbstregulierenden Variante, jedoch ohne Matrixsystem. Stattdessen wird eine weitere Thermoschutzschicht hinzugefügt.

Selbstregulierendes Heizkabel

Ein solches Kabel funktioniert ähnlich wie ein gewöhnlicher elektrischer Leiter. Die Erwärmung führt zu einem Anstieg des Widerstands und nach einem einfachen physikalischen Gesetz zu einer Verringerung der Stromstärke. In kalten Bereichen des Rohrs ist die Temperatur des Kabels niedriger und der Widerstand geringer, und aufgrund der höheren Stromstärke an diesen Stellen arbeitet die Heizung intensiver.

Wenn das Kabel eingeschaltet wird, erhöht es allmählich seine Leistung und beginnt irgendwann mit voller Leistung zu arbeiten. Dadurch wird der Erwärmungsprozess der Gasleitung beschleunigt.

Das selbstregulierende Kabel stellt seine Arbeit nicht ein. Sie brauchen sich keine Sorgen zu machen, denn die Erwärmung erfolgt nur bis zum Erreichen der gewünschten Temperatur, danach arbeitet das Kabel mit geringerer Leistung. Der Betrieb der Heizung ist auf die vorgegebene Temperatur ausgelegt.

Die selbstregulierende Variante des Heizkabels hat einen veränderlichen Widerstand, der direkt von der Temperatur abhängt, sodass die Leistung des Kabels von selbst ansteigen kann.

In Gasrohren gefriert nicht das Gas selbst, sondern die Feuchtigkeit, sodass die Gaszufuhr unterbrochen wird. Es muss eine Rohrtemperatur gewählt werden, bei der die Wahrscheinlichkeit eines Einfrierens vernachlässigbar ist. Die Besonderheit selbstregulierender Modelle besteht darin, dass die Heizung nicht ein- oder ausgeschaltet wird, sobald die Gasleitung wärmer oder kälter als der optimale Wert wird. Stattdessen ändert sich die Intensität des Betriebs deutlich in Richtung einer Verringerung oder Erhöhung.

Die Kosten für die Leistung sollten wiederum nicht den Geldbeutel belasten, denn die Kabel verbrauchen etwa 10 Watt pro Meter Länge. Es gibt schwache Modelle mit einem Energieverbrauch von etwa 5 Watt und leistungsstarke mit bis zu 150 Watt. Angesichts der großen Auswahl kann man immer eine akzeptable Variante finden, um es sich leisten zu können, das Gerät ständig eingeschaltet zu lassen.

Resistives Modell des Heizkabels

Bei der einadrigen Variante ist es komplizierter, da eine Stromversorgung von beiden Enden erforderlich ist, was zu Einschränkungen bei der Planung führt. Das zweite Ende wird zum Anschlusspunkt zurückgeführt oder es wird eine zusätzliche Stromversorgung zum fernen Ende verlegt. Darin liegt die Unannehmlichkeit. Ein einadriger Draht mit einem Mantel aus Thermoplast nimmt auf dem Markt die Nische der günstigsten Heizungen ein.

Nach dem Prinzip des einadrigen Kabels wurde eine Modifikation HT mit 50 Watt pro Meter entwickelt. Ihr Anwendungsbereich beschränkt sich nicht nur auf Rohrleitungen. Gleichzeitig mit dem hohen Energieverbrauch löst das HT-Kabel das Problem der Materialeinsparung.

Resistive Heizkabel werden nur in einer bestimmten Länge hergestellt, die weder verkürzt noch verlängert werden kann – ein solches Kabel darf nicht durchtrennt werden.

Wie der Name schon sagt, besteht eine zweiadrige Heizung aus zwei Adern. Sie erfüllen nicht ähnliche Funktionen wie bei Matrixkabeln. Die Heizader arbeitet mit einer stromführenden Ader zusammen, die eine Hilfsrolle spielt. Auf der einen Seite wird das Kabel mit Strom versorgt, auf der gegenüberliegenden Seite wird eine dichte Muffe montiert.

Die Planung und Installation des Kabels bereitet keine Schwierigkeiten, aber die Muffe wird oft zum Problem. Die Praxis hat gezeigt, dass in mehr als der Hälfte der Fälle Defekte mit diesem Bauteil zusammenhängen. Zur schrittweisen Ersetzung problematischer Produkte haben die Hersteller begonnen, muffenlose Varianten herzustellen.

Das flache einadrige Kabel der Modifikation HT ermöglicht es, den Materialverbrauch pro Quadratmeter der zu beheizenden Fläche einer Gasleitung zu reduzieren.

Widerstandsheizkabel bieten die folgenden Vorteile:

• Stabilität der Eigenschaften während der gesamten Betriebsdauer;
• hohe Wärmeabgabe;
• niedrige Preise.

In puncto Zuverlässigkeit stehen sie den selbstregulierenden Modellen jedoch etwas nach, da bei einem Defekt die gesamte Sektion mit der Problemstelle ausgetauscht werden muss und es bei ihnen zudem recht häufig zu lokaler Überhitzung kommt. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Auswahl von Abschnitten mit optimaler Länge Zeit kostet.

Auswahl der idealen Variante nach Parametern

Bei allen Außenmodellen wird der Nutzen durch die Leistung und die Gleichmäßigkeit der Wärmeverteilung bestimmt. Theoretisch eignen sich beide Kabeltypen etwa gleich gut, da die Schwächen des Widerstandskabels durch die Installationsart ausgeglichen werden können.

In Abhängigkeit von den minimalen Temperaturen in der Region wird ein Kabel ausgewählt, das ausreichend widerstandsfähig gegen extreme Umgebungstemperaturen ist. Es kann vorkommen, dass der Wert, bei dem ein Einfrieren auftritt, auch für die Heizung selbst zu niedrig ist.

Es gibt auch eindeutigere Situationen. Nur mit selbstregulierendem Kabel werden erdverlegte Rohrleitungen beheizt, da dies günstiger und bequemer ist. Dünne Gasrohre sollten nicht mit Widerstandskabel geschützt werden – es kommt manchmal vor, dass die Leitung schmilzt und an der Kontaktstelle ein Loch entsteht.

Dank dieses Diagramms wird deutlich, wie groß der Vorteil von selbstregulierenden Kabeln ist: Die Parameter der Kabellängen und der Temperatur des Heizobjekts sind angegeben.

Es ist von Vorteil, wenn eine Tabelle der Wärmeverluste zur Hand ist. Darin wird der Wärmeverlust durch die Differenz zwischen Rohrtemperatur und Umgebungstemperatur in Verbindung mit dem Verhältnis von Rohrdurchmesser und Dicke der Wärmedämmschicht bestimmt.

Die Informationen sind in einem praktischen Format verfügbar – Watt pro laufendem Meter.

Zur Veranschaulichung der Energieeffizienz ist ein Blick in die Tabelle der Wärmeverluste von Rohrleitungen erforderlich – sie hilft bei der Bestimmung der erforderlichen Kabelleistung für die geplante Dämmstärke am Rohr.

Regeln und Empfehlungen zur Installation

Betriebsprobleme treten nicht auf, wenn die allgemeinen Normen eingehalten werden. Gemäß den Regeln für die Installation von Elektrogeräten (PUE) muss das Frostschutzsystem mit einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (UZO) ausgestattet werden. Die Befestigung auf nicht elektrisch leitenden Oberflächen und Aggregaten erfolgt nur mit einer Schutzumflechtung. Mit einem solchen Überzug versehene Kabel werden auch auf synthetischen Rohren installiert.

Bei der Montage ist die Lufttemperatur von Bedeutung: Die Arbeiten werden durchgeführt, wenn sie nicht kälter als -15 °C ist. Erst nach der Installation wird eine obligatorische Wärmedämmung angebracht. Zur Reduzierung der Wärmeverluste wird die Dicke dieser Schicht exakt an den Rohrdurchmesser angepasst. Eine Überschreitung dieses Werts führt zu nichts Schlechtem, sondern wirkt sich nur positiv aus.

Ein Heizleiter gilt als funktionsfähig, wenn der Biegeradius mindestens 3 Durchmesser des Produkts beträgt. Das heißt, wenn der Radius eines gedachten Kreises, dessen Mittelpunkt sich genau am Rand des Biegebereichs des Kabels befindet, mindestens dreimal so groß ist wie der Durchmesser und sechsmal so groß wie der Radius des Leiters selbst.

In der Abbildung ist R der Biegeradius, dh der Kabeldurchmesser, A die Länge des gebogenen Teils, L die Länge des geraden Teils, α der ebene Winkel zwischen zwei gedachten Geraden, die sich im Mittelpunkt des angenommenen Kreises schneiden.

Nach den Arbeiten werden die Wärmedämmung und das Kabel selbst auf ihren Widerstand geprüft. Dann werden am Graben und an der Rohrleitung Markierungen mit einem Warnhinweis auf das Vorhandensein des Heizelements angebracht. Zusätzlich wird ein Schild angebracht.

Die Kabelmontage ermöglicht es den Planern, die Rohrleitung an einem geeigneten Ort zu verlegen. In diesem Fall ist keine Verlegung unter Berücksichtigung der Frosttiefe des Bodens erforderlich.

Montagemethoden für Heizkabel

Es gibt vier Hauptvarianten für die Verlegung von Heizkabeln, aber am häufigsten werden die ersten beiden angewandt:

• Längsverlegung eines einzelnen Kabels;
• Befestigung des Kabels spiralförmig um die Gasleitung;
• Anordnung mehrerer Heizleiter entlang des Rohrs;
• Installation in wellenförmiger Anordnung.

Das Kabel wird in der Regel an der Unterseite des Rohrs auf Höhe der 4- oder 8-Uhr-Position verlegt, wenn man sich den Querschnitt wie ein rundes Zifferblatt einer mechanischen Uhr vorstellt. An Stoßstellen wird es um 60° angehoben. Dies ist gewissermaßen eine Vorsichtsmaßnahme: den Heizdraht fern von der Befestigungsklammer zu platzieren.

Es gibt separate Verlegemethoden in verschiedenen Knoten des Systems. Neben dem Ventil wird die Ader gebogen, unterhalb des beweglichen Teils verlegt und mit Glasfaserband befestigt. Bei wellenförmiger oder spiralförmiger Befestigung wird die Windungssteigung dort größer gemacht, wo eine Abbiegung in irgendeine Richtung erfolgt. Beispielsweise an Kniegelenkverbindungen.

Bei der Installation des Heizkabels in der Nähe von Knoten und Verbindungen ist es am wichtigsten, einen bequemen Zugang zu allen Steuerelementen zu lassen.

Der Kern der Montage ist denkbar einfach. Es muss lediglich eine Route für das Kabel ausgewählt und es mit Aluminiumband oben befestigt werden. Zuerst wird das Kabel mit Stücken des Bandes fixiert. Danach wird es bis zum festen Kontakt an das Rohr gedrückt. Große Kräfte sollten nicht aufgewendet werden, eine minimale Spannung reicht aus, zumal das Kabel dazu neigt, sich übermäßig zu dehnen.

Später ist eine Fixierung mit Band über die gesamte Kabellänge erforderlich:

• zur Verbesserung der Wärmeableitung;
• für die Festigkeit;
• um einen Kontakt mit der Wärmedämmung zu vermeiden.

Aluminiumband oder Folie wird für die Bearbeitung von Kunststoffrohren verwendet. So wird eine übermäßige Erwärmung des Kunststoffs vermieden und eine gleichmäßigere Wärmeverteilung über die gesamte Fläche und Länge der Gasleitung erreicht. Unabhängig vom Material des Rohres wird eine Muffe daran angebracht und das zuführende kalte Ende mit dem Heizdraht verbunden.

Ebenfalls an der Gasleitung wird der Temperaturregler-Sensor platziert – idealerweise genau in der Mitte zwischen den verlegten Linien. Später ist eine Isolierung des Bereichs erforderlich, danach kann die Arbeit als abgeschlossen betrachtet werden.

Längsinstallation des Heizkabels

Technisch gesehen ist dies eine einfachere Methode. Gleichzeitig sollte man nicht denselben Effekt erwarten wie bei der Spiralmontage, bei der die Gasleitung mit einem 'Netz' aus gewickeltem Kabel bedeckt wird. Die Fixierung erfolgt parallel zum Rohr, näher am unteren Ende. Die Sicherheitsvorschriften verbieten eine höhere Verlegung nicht, jedoch ist die Wahrscheinlichkeit von Beschädigungen von oben definitionsgemäß höher.

Die geradlinige Montage des Heizkabels wird häufig für Gas- sowie Wasserleitungen, Abwasser- und Drainagerohre verwendet.

Das Verteilungsschema der Heizkabel auf dem Gasrohr hängt direkt von ihrer Anzahl ab. Eine Linie wird unten entsprechend der 4-Uhr-Position verlegt, wenn man sich wiederum ein Zifferblatt anstelle des Querschnitts vorstellt. Das Hinzufügen einer zweiten Linie bedeutet die Platzierung auf derselben Höhe, aber auf der anderen Seite.

Bei der Variante mit drei Strängen werden diese in einem imaginären Dreieck auf der unteren Hälfte des Rohres angeordnet, wobei die Spitze leicht nach rechts oder links zeigen sollte. Aus vier Kabeln wird bereits ein regelmäßiges quadratisches Muster gebildet, und dann befinden sich zwei Drähte oben.

Befestigung in Spirale um das Rohr

Diese Methode wird in nördlichen Regionen bevorzugt. Die Wahrscheinlichkeit von Feuchtigkeitsgefrieren in Gasrohren ist dort viel höher, daher wird die Kontaktfläche vergrößert. Die Kontaktzone bei der Spiralmethode bedeckt das Rohr unter verschiedenen Winkeln, ähnlich dem Prinzip einer wellenförmigen Verlegung, aber noch effektiver.

Für die Spiralmontage werden lange Kabel hergestellt. So bieten die Hersteller die Möglichkeit, den Abstand zwischen den Windungen zu wählen. In der Praxis wird der Abstand manchmal auf 5 cm oder weniger reduziert. Das Kabel wird dann etwa doppelt so lang wie die Rohrleitung selbst sein.

Die spiralförmige Montage hat mehr Vorteile: In schwierigen Situationen und bei extremen Temperaturen wird sie bevorzugt.

An manchen Stellen ist die Verlegung des Kabels schwierig. Ein Ausweg ist die spiralförmige Montage, jedoch mit einer anderen Technik. Der Leiter wird zunächst mit Spielraum aufgewickelt und dann unter Änderung der Schleifenrichtung festgezogen.

Wichtige Nuancen der Installation

Eine erfolgreiche Installation umfasst mehrere Komponenten. Den wichtigsten Part spielt der Handlungsablauf. Sie müssen die Rohrleitung zuerst testen und streichen, und für die Installation sollten Sie einen geeigneten Tag ohne Niederschlag wählen. Darüber hinaus ist die Verlegung mancher Kabel nur von einer Seite möglich. Wenn Sie diese eine Nuance übersehen, müssen Sie die gesamte Arbeit von vorne beginnen.

Praktische Aspekte zur Verwendung von Heizkabeln:

• Je tiefer das Kabel liegt, desto besser verlaufen die Wärmeaustauschprozesse;
• Die Klebeschicht beschleunigt die Erwärmung;
• Dünne Metallrohre müssen zusätzlich mit Folie oder Band isoliert werden, ebenso wie Kunststoffrohre.

Beeilen Sie sich nicht mit der Befestigung an Ventilen und Gewindeteilen. Das Kabel sollte so verlegt werden, dass später die Rohrelemente ohne Demontage des Heizsystems gewartet, repariert und ausgetauscht werden können.

Sie müssen dem Kabel in der Nähe der Verbindung eine Schlingenform geben, dann aufrollen bis zu leichter Spannung und mit Band fixieren.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Überblick über das selbstregulierende Heizkabel, einschließlich Funktionsprinzip, Anwendungsmöglichkeiten und Tests:

Anschauliches Beispiel einer Längsinstallation auf einem dünnen Rohr, auch mit Verlegung neben dem Ventil:

Für die Installation an einer Gasleitung gibt es zwei Arten von Kabeln: selbstregulierende und resistive. Sie werden sich kaum den Kopf über die Wahl zerbrechen müssen, denn die erste Variante ist in der Summe der Eigenschaften deutlich besser. Die Installation der Heizung erfolgt längs, spiralförmig oder wellenförmig.

Zuvor wählen Sie die Länge und Leistung der Heizung aus und führen Berechnungen mit einer Vielzahl physikalischer Parameter durch. Denn es muss verstanden werden, was bei der Beheizung eines Gasrohrs mit bestimmten Arten von Heizkabeln passiert und worauf man verzichten sollte. Nach der Installation gehören Unannehmlichkeiten und Probleme mit der Gasversorgung der Vergangenheit an.

Haben Sie noch Fragen oder können Sie unser Material mit wertvollen Informationen ergänzen? Bitte hinterlassen Sie Ihre Kommentare – das Kontaktformular befindet sich unten.