Wasserleitungsheizung: die besten Heizoptionen + technische Besonderheiten im Überblick

Im Winter können aufgrund des starken Abfalls der Lufttemperatur und des Gefrierens des Bodens in den äußeren Leitungen der Wasserversorgung Eisstopfen entstehen. Um dies zu verhindern, ist es notwendig, die Wasserleitung mit einer oder mehreren effektiven Technologien zu beheizen.

In dem von uns vorgestellten Artikel werden alle Methoden beschrieben, die die Bildung von Eis in den Wasserleitungen verhindern. Wir erklären, wie Sie die Funktionsfähigkeit der Leitungen bei Frost richtig aufrechterhalten und Geräteausfälle vermeiden. Heimwerker finden bei uns Anleitungen zur Installation von Wärmedämm- und Heizsystemen.

Optionen zur Isolierung der Wasserleitung

Das Problem der Wärmedämmung und Beheizung von Rohren entstand aufgrund der saisonalen Temperaturänderung und des daraus resultierenden Auftretens einer gefrierenden oberen Bodenschicht.

Im Winter erreicht die Gefriertiefe im Durchschnitt 0,8-1,8 m, und in den äußersten nördlichen Punkten Russlands bis zu 3,5 m.

Tiefe, aber schmale Gräben für die Verlegung von Wasserrohren zu graben, ist äußerst ineffizient. Im Falle eines Rohrbruchs werden die Reparaturarbeiten schwierig und aufwendig sein.

Zusammen mit dem Graben der Gräben in großer Tiefe muss auch ein Kopfschacht angelegt werden – ein Senkkasten, in dem sich in der Regel die Pumpenausrüstung befindet. Dies sind kostspielige und ineffiziente Maßnahmen, für deren Durchführung Spezialmaschinen erforderlich sind.

Um Geld zu sparen und die Wartung der Wasserleitung zu erleichtern, wird sie in geringer Tiefe verlegt, wobei verschiedene Dämmmittel verwendet werden – von Dämmmaterial bis hin zum Heizkabel.

Tabelle der Wärmeverluste. Die Dicke des Wärmedämmmaterials hängt vom Rohrdurchmesser ab. Dementsprechend werden die Wärmeverluste unter Berücksichtigung beider Parameter berechnet.

Die Wahl der Beheizungsmethode für unterirdische Wasserleitungen basiert oft auf den Installationsbedingungen und wirtschaftlichen Überlegungen. Manchmal ist es vorteilhafter, zwei verschiedene Technologien zu kombinieren. Zum Beispiel wird ein Kabel über die gesamte Rohrlänge einschließlich des in den Brunnen abgesenkten Endes verlegt, und der obere Teil im Erdreich wird zusätzlich mit einer Polystyrolschaum-Ummantelung isoliert.

Methode # 1 — Verwendung von Dämmmaterial

Die traditionelle und am häufigsten nachgefragte Methode zur Beheizung von im Erdreich vergrabenen Rohren sowie von „Freileitungs“-Wasserleitungen ist die mechanische Isolierung, die mit speziellen Materialien durchgeführt wird.

Die Ummantelung wird je nach den Bedingungen der jeweiligen Region und den spezifischen geologischen Gegebenheiten wie z. B. der Aggressivität des Bodens oder dem Vorhandensein von hohem Grundwasser ausgewählt.

Es gibt eine Reihe von Anforderungen an die Materialien. Sie müssen folgende Eigenschaften aufweisen:

• niedrige Wärmeleitfähigkeit – der Schlüssel zu Energieeffizienz und Kosteneinsparung;
• Verschleißfestigkeit, lange Lebensdauer ohne Verlust der wesentlichen Eigenschaften;
• Beständigkeit gegen organische und chemische Stoffe sowie gegen Bodenmikroorganismen und Bakterien;
• keine Verformung bei hoher Feuchtigkeit und niedrigen Temperaturen.

Normalerweise stellen die Hersteller den Produkten eine Liste von technischen Eigenschaften bei, die bei der Auswahl alternativer Optionen zu berücksichtigen sind. Es gibt Fälle, in denen die Verwendung einer Schale aus extrudiertem Polystyrol wesentlich sinnvoller ist als teure Polyurethan-Sprühbeschichtungen.

Beliebte Dämmstoffe:

Alle genannten Materialien sind aktuell und leicht im Handel erhältlich. Bevorzugt werden sollte eine Isolierung mit geringer Wärmeleitfähigkeit und hoher Festigkeit.

Einfacher zu installieren ist diejenige, die kein zusätzliches Werkzeug erfordert, ein geringes Gewicht und ein kleines Volumen aufweist und gut bearbeitbar ist.

Methode # 2 — Wärmedämmung mit Luft

Diese Methode wird im kommunalen Bereich und in der Industrie eingesetzt; die Einrichtung eines schützenden Luftpolsters im Gartenhaus ist mit Schwierigkeiten verbunden. Die Technologie besteht darin, warme Luft in einen Kanal zu leiten, in dem sich die Wasserleitung befindet. Von oben wird das Rohr mit einer beliebigen Art von Wärmedämmung abgedeckt.

Dieses Verfahren ist für große Industrieanlagen sinnvoll, wo man große Gräben für die Rohre ausheben und mit speziellen Geräten erwärmte Luft zuführen kann.

Diese Technologie hat Varianten. Wenn der Rohrdurchmesser beispielsweise klein ist, wird es in ein ähnliches Produkt mit größerem Durchmesser eingesetzt. Diese Anordnung verhindert, dass die Wasserleitung direkt mit dem Erdreich in Kontakt kommt und somit auskühlt. Außerdem entsteht zwischen den Wänden ein kleiner Raum, in dem die erwärmte Luft zirkuliert.

Der Nachteil des Verfahrens ist die Unmöglichkeit der Anwendung für eine oberirdisch verlegte Wasserleitung. Es ist nur für im Erdreich verlegte Leitungen geeignet, vorzugsweise unterhalb der Frostgrenze.

Methode # 3 — erhöhter Druck

Es gibt Normen, die die Höhe des Drucks in den Netzen bei verschiedenen Arten der Wasserleitung festlegen. Beispielsweise liegen die optimalen Parameter für Mehrfamilienhäuser bei 4-4,5 bar, während sie in Einfamilienhäusern höher oder niedriger sein können.

Normalerweise ist die Ausrüstung der Pumpstation, die Wasser aus dem Brunnen fördert, für 1,5-2,7 bar ausgelegt. Die werkseitige Einstellung des Druckschalters beträgt 2,8-3 bar.

Als maximaler Betriebsdruck für Wasserversorgungssysteme in Privathäusern gelten 6,5-7 bar, aber solche Werte sind selten; meist liegen sie unter 3 bar. Um die Wasserleitung vor dem Einfrieren zu schützen, wird der Systemdruck erhöht, beispielsweise von 3 auf 5 bar.

Die Hauptbedingung ist die Installation spezieller Geräte, da nicht jedes Gerät einem solchen Druck standhalten kann.

Häufiger wird die Druckerhöhung von Versorgungsunternehmen genutzt; Besitzer von Wochenendhäusern wenden sie äußerst selten an. Wenn die Festigkeit des Systems es zulässt, wird für die Wintersaison die Pumpe ausgeschaltet und der Druck auf 5 bar erhöht.

Methode # 4 — Erwärmung mit elektrischer Energie

Die Installation eines Heizkabels gilt als die effektivste Methode aller aktiven Verfahren. Das Heizprinzip ist einfach: Der elektrische Strom fließt durch das innen oder außen am Rohr verlegte Kabel und erhöht dessen Temperatur, indem elektrische Energie in Wärme umgewandelt wird.

Der elektrische Strom muss so viel Wärme erzeugen, wie nötig ist, um eine Temperatur über 0 °C aufrechtzuerhalten, damit das in flüssiger Phase befindliche Wasser nicht zu kristallisieren und zu Eis zu werden beginnt.

An das Heizkabel werden besondere Anforderungen gestellt. Es muss weitestgehend vor äußeren mechanischen Einflüssen und Feuchtigkeit geschützt werden. Die Ummantelung muss robust sein, ohne Durchbrüche oder Mängel.

Betrachten wir zwei Kabeltypen, die aktiv zur Beheizung von Rohren eingesetzt werden, die Wasser in Privathäuser leiten.

Variante 1 – Kabel mit Widerstandsheizung

Der Vorteil des Produkts ist eine speziell ausgewählte Metalllegierung mit hohem Widerstand, der eine große Wärmeabgabe bewirkt. Von den beiden Kabelarten – einadrig und zweiadrig – ist die zweite Variante praktischer.

Ein 1-adriges Kabel erfordert eine Rückschleifung des Stromkreises. Das bedeutet, dass bei der Montage beide Enden zur Stromquelle geführt werden müssen. Bei einem 2-adrigen Kabel ist es einfacher: Das erste Ende wird an die Stromquelle angeschlossen, das zweite wird „kurzgeschlossen“, indem eine Kontaktmuffe aufgesetzt wird.

Die zwei Adern erfüllen unterschiedliche Funktionen: Eine dient als Wärmequelle, die die Wasserleitung erwärmt, und die andere sorgt für die Leitfähigkeit. Bei manchen Kabeln sind jedoch beide Adern heizend.

Die Leiter sind durch eine Polymerschicht geschützt, oft mehrschichtig. Darüber hinaus sind sie von einem Erdungsschirm umgeben und außen mit einer robusten, wärmebeständigen PVC-Isolierung versehen.

Warum wählt man ein Widerstandskabel? Es hat eine große Wärmeabgabe, vereinfacht gesagt, es wird sehr heiß und gibt die Wärme an das Wasserleitungsrohr ab. Es kann entlang der gesamten Rohrleitung befestigt und um Verbindungsstücke und Flansche gewickelt werden.

Wenn die Rohrleitung eine komplexe Konstruktion mit vielen Formstücken aufweist, sollte das Kabel etwa 2-3 Mal länger genommen werden, damit es für die Umwicklung reicht.

Zusätzliche Vorteile der resistiven Variante sind der günstige Preis und die einfache Montage. Alle Vorbereitungs- und Installationsarbeiten können selbst durchgeführt werden.

Zu den Nachteilen zählt der Kauf zusätzlicher Geräte: Schutzschalter, Sensoren, Steuergeräte. Es wird angenommen, dass die Endhülse werkseitig angebracht sein sollte – um die Sicherheit und den ordnungsgemäßen Betrieb der Heizung zu gewährleisten.

Variante 2 – Selbstregulierendes Heizkabel

Das Funktionsprinzip und die Konstruktion des Kabels unterscheiden sich grundlegend von der ersten Variante. Selbstregulierende Systeme gelten als wirtschaftlicher und einfacher zu installieren.

Aufbau des Kabels:

Zwischen zwei stromführenden Leitern befindet sich eine Matrix aus Halbleitern, deren Hauptzweck die Wärmeerzeugung ist. Die Wärmemenge hängt von der Umgebungstemperatur ab.

Aus Sicht des Energieverbrauchs erscheint diese Kabelart ideal. Sobald die Luft- oder Rohrtemperatur sinkt, erhöht sie den Stromverbrauch und gibt mehr Wärme ab; steigt die Temperatur, fällt die Leitfähigkeit stark ab.

Die Effizienz wird zusätzlich durch die Beheizung einzelner Abschnitte der Wasserleitung erhöht. Wenn das Selbstreg-Kabel im Freien und in unbeheizten Räumen verlegt wird, heizt es die 'Straßen'-Abschnitte, die kälter sind, stärker. Je anfälliger die beheizte Zone ist, desto mehr Wärme gibt das Kabel ab.

Vorteile selbstregulierender Systeme:

• Stromeinsparung;
• Heizeffizienz;
• Verteilung nach 'Zonen';
• praktische Länge.

Im Gegensatz zum resistiven Kabel, das fertig konfektioniert verkauft wird und eine bestimmte Länge hat, kann das Selbstreg-Kabel nach Belieben zugeschnitten werden. Normalerweise sind auf der Ummantelung Schnittstellen markiert, deren Abstand 20 oder 50 cm beträgt.

Ein Nachteil ist auch, dass die Beheizung langer Abschnitte ins Geld gehen kann. Während ein Kabel mit geringer Leistung zu einem Preis von 0,60–0,75 €/m erhältlich ist, erreichen die Kosten für ein hochwertiges und leistungsstarkes Kabel 3 €/m und mehr.

Empfehlungen und Montageanleitungen

Die Wasserleitung mit Wärmedämmung zu ummanteln ist nicht so schwierig wie der Anschluss von Heizkabeln, daher betrachten wir die technischen Montagedetails, die speziell die elektrische Ausrüstung betreffen.

Außenmontage des Heizkabels

Die Befestigung entlang der Außenfläche des Rohrs wird häufig praktiziert, wenn offene Rohrleitungsabschnitte im Sockel, Keller oder Kessell beheizt werden müssen.

Das Kabel kann auf zwei Arten am Rohr befestigt werden:

• entlang der gesamten Oberfläche verlegen;
• spiralförmig umwickeln.

Die erste Variante ist wirtschaftlicher und praktischer, wenn die Leistung des Kabels zum Beheizen des Rohrs ausreicht. In besonders kalten Abschnitten kann die zweite Methode angewendet werden, aber der Kabelverbrauch erhöht sich.

Die Befestigung erfolgt in der folgenden Reihenfolge:

Dies ist die einfachste Montagemethode zur Befestigung des Heizkabels.

Empfehlungen zur Installation:

1. Um ein Polypropylen-Wasserrohr mit einem Durchmesser von bis zu 32 mm zu beheizen, reicht es aus, das Kabel entlang einer Seite zu befestigen – welche, spielt keine Rolle. Soll jedoch die Kanalisation isoliert werden, wird das Kabel ausschließlich von unten fixiert.
2. Wenn eine Wahl des Dämmmaterials besteht, sollte man ein dickeres nehmen. Eine Überhitzung des selbstregulierenden Kabels ist nicht zu befürchten, dafür werden die Wärmeverluste deutlich reduziert. Je dicker der „Mantel“, desto weniger Strom verbraucht das Selbstregelkabel und desto größer ist die Einsparung.
3. Das Aluminium-Selbstklebeband ist das beste Material zur Befestigung am Rohr. Der Acrylkleber wird durch die Wärme, die gleichmäßig über die gesamte beheizte Oberfläche verteilt wird, nicht zerstört.
4. Sonnenstrahlen zerstören einige Arten von Dämmmaterial und Befestigungen. Daher sollte man für offene Bereiche schwarze Kabelbinder und Klebeband wählen, die nicht auf UV-Strahlung reagieren.

Wenn das Kabel nicht gerade, sondern spiralförmig befestigt wird, erfolgt die Isolierung nach dem gleichen Prinzip – Aufziehen des „Mantels“ und Fixierung mit Kabelbindern. Ohne Isolierung würde ein Teil der Energie vergeudet werden, nämlich für die Erwärmung der Luft.

Nuancen beim Anschluss des selbstregulierenden Kabels

Es ist nicht sinnvoll, Kabel vom Verteilerkasten zum Rohr zu verlegen. Daher wird das Selbstregelkabel an ein Netzkabel angeschlossen, das bei Bedarf einfach in eine Steckdose gesteckt wird. Für die Arbeit benötigen Sie einen Heißluftfön, ein Messer, einen Satz Schrumpfschläuche zum Quetschen und Presshülsen zum Verbinden der Kontakte.

Beachten Sie, dass elektrische Geräte in feuchter Umgebung gefährlicher sind. Daher ist der Abdichtung besondere Aufmerksamkeit zu widmen.

Fotoanleitung zum Anschluss:

Wie Sie sehen, gibt es bei der inneren Installation des Kabels keine Schwierigkeiten, nur müssen alle Schritte sehr sorgfältig und in der richtigen Reihenfolge durchgeführt werden.

Bei der Auswahl des Netzkabels müssen Sie die Position der Steckdose berücksichtigen. Wenn sie sich in der Nähe des Rohres befindet, können Sie das kürzeste Produkt kaufen, aber häufiger muss ein 4-5 Meter langes Kabel erworben werden.

Jetzt muss nur noch das Ende des Selbstregulierkabels gecrimpt werden:

Mit dem dicht verschlossenen Ende ist das Kabel vollständig betriebsbereit. Damit das Wasserrohr nicht einfriert, müssen Sie nur noch den Selbstregulierkabel über die gesamte Leitungslänge befestigen, es isolieren und den Stecker in die Steckdose stecken.

In manchen Fällen wird die Installation eines Außenkabels als ungünstig angesehen, z.B. wenn es durch Deckenplatten oder Betonblöcke eines Schachtes verläuft. Dann wird die Innenmontage verwendet.

Wenn für die Außenheizung ein flaches Produkt besser geeignet ist, eignet sich für die Innenheizung ein spezielles Kabel mit rundem Querschnitt und besonders zuverlässiger Abdichtung.

Schema zur Montage des Heizkabels im Rohrinneren. Für die Installation sind ein T-Stück, ein Sanitärarmaturen-Set und eine Stopfbuchse mit Gummidichtung erforderlich.

Die Innenmontage des Heizkabels erfordert besondere Vorsicht und die Einhatung besünter Regeln. Beisielsweise darf das Kabel nicht durch Stelen geführt werden, an denen auf der Inenseite Gewindeverbindungen hervorstehen – scharfe Kanten könnten die Schutzummantelung beshäidigen.

Fazit und nützliche Videos zum Thema

Video #1. Einweisung zur Außenmontage:

Video #2. Detaillierte Beschreibung der Innenmontage:

Video #1. Praktische Anwendung unter Gartenbedingungen:

Wenn Sie die richtige Methode zur Isolierung der Wasserleitung wählen und die Montagearbeiten regelkonform durchführen, werden Sie im Winter keine Probleme mit den Rohren haben. Um die im Erdreich verlegte Hauptleitung sollten Sie sich rechtzeitig kümmern, während offene Abschnitte zu jeder geeigneten Zeit wärmegedämmt werden können.

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