Czy przewód grzewczy ochroni układ przed mrozem?

Przewód grzewczy ochroni układ przed mrozem tylko pod warunkiem, że jest dobrany do najniższej temperatury projektowej, przylega do chronionego elementu, jest zaizolowany, ma pewne zasilanie i jest monitorowany. Jako sam „dodatek” zamontowany na rurę lub naczynie bez izolacji często zawodzi dokładnie wtedy, gdy mróz i wiatr są największe. Tekst dotyczy zamarzania w instalacjach pomocniczych biogazowni, takich jak odwodnienia, siphony kondensatu, linie dozowania czy zabezpieczenia cieczowe; kryteria doboru ogrzewania zabezpieczenia nadciśnieniowego omawiamy osobno w tekście Jak dobrać ogrzewanie przeciwzamrożeniowe zabezpieczenia.

Jak działa przewód grzewczy

Przewód wytwarza ciepło o mocy nie mniejszej niż straty cieplne chronionego elementu przy najniższej przewidzianej temperaturze. Nie podgrzewa cieczy „na zapas”: utrzymuje temperaturę nad punktem zamarzania, jeżeli moc jest większa niż straty. Straty zależą od średnicy rury, grubości i jakości izolacji, wiatru i różnicy temperatury. Dwa typy spotykane w praktyce: samoregulujące (moc rośnie, gdy robi się zimniej) i o stałej mocy, zwykle z termostatem.

Kiedy przewód grzewczy zawodzi

Sprawdzenie skuteczności

Nie wystarczy zobaczyć, że przewód jest zamontowany. Praktyczny przegląd obejmuje: pomiar poboru prądu (czy przewód faktycznie pracuje), pomiar temperatury w najzimniejszym punkcie układu, kontrolę stanu izolacji i osłon oraz sprawdzenie, czy alarm ze sterowni działa. Najlepiej wykonać go przed sezonem i po każdej awarii zasilania.

Szczególna ostrożność w strefach Ex

Jeśli przewód lub osprzęt znajduje się w strefie zagrożenia wybuchem, powinien być zgodny z wymaganiami dla urządzeń w przestrzeniach zagrożonych wybuchem (dyrektywa 2014/34/UE), mieć klasę temperaturową zgodną z dokumentem zabezpieczenia przed wybuchem, a jego instalację powinna wykonać osoba z uprawnieniami. Modyfikacje „na własną rękę” (np. dodatkowy odcinek przewodu na instalacji biogazowej) są niedopuszczalne bez oceny ryzyka. Zasady ATEX w biogazowni opisujemy w tekście ATEX w biogazowni.

Jak wybrać moc i typ przewodu

Moc wyznacza się z bilansu strat: dla najniższej temperatury projektowej, średnicy rury, grubości i przewodności cieplnej izolacji oraz zapasu na wiatr i starzenie. Producenci przewodów podają moc jednostkową (W/m) w funkcji temperatury, a także maksymalną długość obwodu przy danym zabezpieczeniu. Typ samoregulujący jest wygodny na odcinkach o zmiennych warunkach, bo sam ogranicza pobór mocy w cieplejszych miejscach; typ o stałej mocy wymaga dobrego termostatu. Przy armaturze, kołnierzach i zaworach należy przewidzieć dodatkową długość przewodu, bo te elementy tracą ciepło szybciej niż prosta rura.

Co jeszcze zmniejsza ryzyko zamarznięcia

Ogrzewanie jest ostatnią linią obrony. Wcześniej warto zadbać o to, by ciecz w ogóle nie stała w miejscach narażonych na mróz: właściwe spadki rurociągów, brak „worków” wodnych, skrócenie odcinków zewnętrznych, umieszczenie punktów odwodnienia w ogrzewanych obudowach i zagłębienie przewodów poniżej strefy przemarzania tam, gdzie to możliwe. W niektórych układach stosuje się płyny niezamarzające, przy czym ich zastosowanie wymaga sprawdzenia zgodności z układem i wpływu na działanie zabezpieczeń.

Przykładowa lista kontrolna przed sezonem

• Czy każdy punkt układu, w którym może stać woda, ma zaplanowaną ochronę?
• Czy izolacja jest sucha, ciągła i zabezpieczona osłoną przed deszczem?
• Czy pobór prądu przewodu mieści się w zakresie podanym przez producenta?
• Czy czujnik temperatury jest w najzimniejszym punkcie, a alarm dociera do sterowni?
• Czy po ostatniej awarii zasilania sprawdzono działanie obwodów grzejnych?
• Czy dokumentacja (schemat, moce, daty przeglądów) jest aktualna?

Podsumowanie

Przewód grzewczy jest dobrym elementem ochrony przed mrozem, ale jako część systemu: izolacja, obejmowanie wszystkich punktów, właściwy termostat, zasilanie, monitoring i dokumentacja. Bez tych elementów daje złudne poczucie bezpieczeństwa. Szersze spojrzenie na ciepło w obiekcie daje tekst Bilans cieplny biogazowni zimą.