при какой температуре замерзает вода в трубах в частном доме без отопления

Когда замерзает водопровод?

. минимальный проток водопровод ни разу не перемерз, успешно обеспечивая водой санузлы. Несмотря на некоторую странность темы статьи, попробуем разобраться.

Для ответа на вопрос «Когда замерзает водопровод?» нет необходимости составлять очередной алгоритм и писать программу. В предыдущих публикациях на этом сайте в категории «Теплотехника» есть для этого все необходимые расчеты!

Пример. Расчет в Excel.

Условия задачи:

Проложенный по воздуху в неотапливаемом помещении участок стального водопровода без теплоизоляции длиной L =20 м выполнен из круглой трубы с наружным диаметром D =33,5 мм и с толщиной стенки s =2,8 мм. Температура окружающего воздуха (среды) t_с =-10 °С. Скорость движения воздуха v =1 м/с. Температура воды на входе в трубопровод t₁ =+5 °С. Давление воды в трубопроводе P =0,1 МПа. Коэффициент температуропроводности воды а =0,000000143 м 2 /с. Температура замерзания воды t₃ =0 °С.

1. Найти время начала замерзания воды в трубе при отсутствии расхода.

2. Вычислить минимальный расход воды, при котором водопровод не замерзает.

Решение:

1. Для вычисления плотности, теплоемкости и теплопроводности воды воспользуемся программой из статьи «Теплофизические свойства воды». В исходные данные введем среднюю температуру воды из интересующего нас диапазона +5…0 °С.

Время остывания воды (труба полностью заполнена) до критической температуры замерзания при отсутствии расхода рассчитаем по программе из статьи «Время охлаждения (нагрева)». Все исходные данные для этого у нас есть из условий задачи и предыдущего первого расчета.

Первая часть задачи решена. Время охлаждения неподвижной воды в трубопроводе до 0 °С — около 21 минуты.

Обращаю внимание и напоминаю, что выполненный расчет носит оценочный характер! В частности, теплоемкость оболочки – стенки стальной трубы – этот расчет не учитывает.

2. Минимальный теоретический расход воды, при котором водопровод не должен замерзать, рассчитаем с помощью программы из статьи «Расчет теплоотдачи трубы». Примем температуру воды на выходе из трубопровода t₂ =+1 °С. Это означает, что падение температуры воды на двадцати метрах не должно превысить | d_tтрГГ |=4 °С.

Сравнительно небольшой проток 0,015 кг/с (или примерно 0,92 л/мин) воды с температурой t₁ =+5 °С на входе обеспечит мощность притока тепловой энергии P_трГГ =256,6 Вт, которой достаточно для поддержания системы в стационарном равновесном состоянии. При этом температура воды на выходе двадцатиметровой трубы будет равна t₂ =+1 °С.

Проверка:

Рассчитанная мощность Q =262 Вт приближенно равна теплоотдаче из предыдущего третьего расчета P_трГГ =256,6 Вт, а вычисленный коэффициент теплоотдачи α =9,6 Вт/(м 2 *К) равен коэффициенту теплоотдачи из второго расчета, где его в исходных данных мы определили по скорости движения воздуха.

Ответ:

1. Замерзает водопровод при отсутствии движения воды уже через 21 минуту.

2. При расходе воды около 1 л/мин (при средней скорости движения воды

Заключение.

Конечно, в реальных условиях температуру воды +1 °С на выходе из трубопровода поддерживать нельзя. Желательно иметь запас подальше от точки кристаллизации с учетом возможных колебаний скорости и температуры, как воздуха, так и воды. Также необходимо учитывать наличие сужений и массивных теплоотводов-холодильников в виде опор трубопровода, корпусов и других деталей запорной арматуры.

Все четыре использованные в статье теплотехнические программы в Excel доступны на сайте для свободного скачивания.

Прошу уважающих труд автора скачивать файлы с программами расчетов после подписки на анонсы статей!

P. S. (25.11.2019)

Проверил в программе Agros2D результаты расчетов, выполненных в статье.

Результат: при всех тех же исходных данных и коэффициенте теплоотдачи на наружной поверхности трубы α =9,6 Вт(м 2 *К) процесс замерзания воды в трубе при отсутствии движения начнется через

23 минуты (1380 секунд). Расчет в Agros2D выполнен без учета конвективного перемешивания воды в трубе, но с учетом теплоемкости стенки трубы, которая «добавила» к предыдущему результату пару минут.

Источник

При какой температуре замерзает вода в трубах в частном доме без отопления

Выпал снег, и появилась угроза замерзания воды в садовом водопроводе:

Компостная куча и деревья в снегу:

Ветви ели и электрические провода в снегу:

Начну с того, что на даче я живу только в тёплое время года, когда температуры воздуха исключительно положительные. Дом у меня хотя и утеплённый, но по своим теплоизоляционным характеристикам не предназначен для зимнего проживания. Да, он утеплён слоями пенопласта и фольгированной изоляцией, но это утепление недостаточно для существенных температурных минусов. Поэтому и с водопроводом я особенно не стал заморачиваться. Погружной насос в колодце накачивает воду в гидроаккумулятор, находящийся в неотапливаемом хозблоке, по трубе ПНД диаметром 32 мм, а раздача на восемь точек на участке идёт трубами ПНД диаметром 25 мм. Трубы, где они не мешают, лежат прямо на поверхности земли, а в других местах просто слегка углублены в грунт.

P.S.: Знаю ещё, что не замерзает текущая вода. Видимо потому, что не успевает выстроится кристаллическая решётка. Ну и если речь о водопроводе, то новые порции воды всегда на несколько градусов теплее нуля. Так, на дне колодца температура воды около +4 градусов. Так что при экстремальном минусе можно немного приоткрыть краники на концах раздаточных водопроводных линий. Главное, чтобы вода в колодце не кончилась )))

В общем, эксперимент пришлось прервать из-за отсутствия достаточного количества воды в колодце )))
У меня из 8 точек разбора воды 7 находятся на улице. Поскольку они все были приоткрыты во избежание порчи шаровых кранов, то за день они высосали у меня весь колодец! Осень была довольно сухая, и дебет колодца сейчас весьма низок. В итоге я слил таки всю воду из системы и вытащил насос.

Источник

При какой температуре замерзает вода в трубах под давлением

Если всё-таки труба замёрзла и повредилась, то придётся её менять. Это лишние траты из вашего кошелька. Если туба просто замерзла и нет повреждений, то можно попытаться ее отогреть. Поэтому стоит позаботиться о проблемных местах на улице под землей, где проходят ваши трубы.

Следует проверить подвал вашего дома. Если зимой в нём слишком холодно, то стоит подумать о дополнительном прогреве подвала. Далее следует утеплить все двери и окна, чтобы холодный воздух не распространялся по вашему дому. Эти правила помогут избежать понижения температуры в доме, а соответственно и замерзанию труб.

Эффективный способ как отогреть воду в пластиковой трубе

Во многих домах водоснабжение осуществляется по пластиковым трубам. Если вы обнаружили, что зимой ваша труба замёрзла, то следует её хорошенько отогреть.

Для того, чтобы это сделать, вам придётся взять:

Мерелон – это утеплитель для труб, который выступает как защита от замерзаний

Первым делом сделайте проволоку ровной. Приготовьте гидроуровень. Один конец проволоки заверните в петлю. Изолентой соедините петлю к трубке гидроуровня. Головка уровня должна выходить на 1 сантиметр. Возьмите изоленту и соедините проволоку с уровнем на всю длину. Оставшийся конец гидроуровня закрепите к клизме. Теперь проволоку с трубкой засуньте в пластиковую трубу, где замёрзла ваша вода. Двигайте её до момента, когда почувствуете, что упёрлись в лёд. Теперь клизмой вводите кипяток и толкайте проволоку внутрь трубы. Под конец трубопровода поставьте ведро, чтобы лилась холодная вода.

Далее удалите изоляцию с провода из меди. Сделайте несколько витков оголённым проводом на конце. Витки делайте таким образом, чтобы они были плотно друг к другу. Кусачками отрежьте лишнюю часть. Оголите вторую часть провода и намотайте также, как написано выше. В конце концов, у вас выйдет прибор, который называют «бурбулятор».

Какой выбрать утеплитель?

Эксплуатация водопровода за пределами помещения, тоесть на улице, осуществляется в экстремальных условиях. К его утеплителю выставляется два требования: низкая теплопроводность и низкая водопоглощаемость.

Находясь в земле, магистраль одновременно контактирует с холодом с одной стороны, и теплом – с другой, поэтому на ее поверхность выступает конденсат. Материал должен быть устойчивым к образованию грибков и плесени, податливым к монтировке и обладать максимально возможным сроком эксплуатации.

Различают следующие утеплители труб водопровода:

Главный вопрос — как не разморозить емкость с водой

Один из популярных дедовских методов как не разморозить емкость с водой – это применение бревнышек. Для этого в емкость следует опустить бревнышки. Сегодня вместо таких бревен уже используют обычные бутылки из пластика. Их засыпают песком, закрывают на пробку и оставляют в емкости с водой на всю зиму.

Пластиковые бутылки следует оставлять полупустыми –засыпайте песок только наполовину

Есть ещё один метод как не разморозить емкость с водой. Для этого надо вырыть яму на 2 кубометра. Далее застилаем её в два слоя полиэтиленом. Он должен быть толстым и прочным. В яму опускаем ёмкость с водой и закапываем её. Допускается оставить на поверхности пару сантиметров ёмкости.

На сегодня эти два способа являются самыми распространёнными среди дачников.

Используем стекловату

Теплоизоляция из стекловаты была очень популярна, но появление новых утеплителей постепенно вытесняют её с рынка. Лёгкость её использования и низкая цена не могут перевесить её недостатков:

При укладке необходима максимальная защита кожи и органов дыхания от контакта с материалом. Требуется устройство защитного кожуха в целях предупреждения уменьшения изоляционного слоя под весом земли. Он же потребуется и при утеплении трубы, проложенной открытым способом с целью предупреждения разрушения утеплителя под воздействием воды и ветра, а также обеспечения необходимой безопасности людей.

Как отогреть замерзший водопровод: 4 эффективных способа

Когда температура на улице опустилась ниже нормы, и вы заметили, что водопровод замерз, не спешите покупать новые трубы. Есть проверенные способы, которые помогут вам справиться с этой проблемой.

С помощью горячей воды

Если вы обнаружили или на 100% уверены, что участок вашего водоснабжения замёрз на «открытом» месте, где можно использовать кипяток для обогрева трубы – то используйте кипяток. Перед этим возьмите ветошь и обмотайте трубу вокруг. Она заберёт всю воды и увеличит время взаимодействия кипятка с трубой. Лейте горячую воду до момента, пока лёд полностью не растает. Чтобы ускорить процесс, можете включить кран.

Способ хорош для помещений. Если у вас замерз подземный незамерзающий трубопровод, то кипяток тут явно не поможет. Придётся осуществлять отогрев трубы таким способом на протяжении более 10 часов, чтобы лёд смог оттаять.

Использовать строительный фен

При отогревании водопровода с помощью строительного фена, замёрзшая вода быстро притвориться в жидкость и вытечет из трубы

Для этого следует воспользоваться сварочным аппаратом. Чтобы отогреть трубу таким способом, надо один провод (плюс) подключить к одному концу трубы, а второй (минус) — ко второму концу. Буквально за пару минут лёд растает. Принцип работы такого способа схож с кипятильником. Преимуществом использования электрического тока в том, что греется только вода. Провода трансформатора остаются холодными. Это не позволит пластиковой трубе плавиться вместе с водой. Минус способа – нужен трансформатор.

Найти специалистов

Можно не мучиться самостоятельно, а просто вызвать профессионалов. У них в наличии будут специальные средства для отогрева льда. Например, гидродинамическая установка. Она промывает не только водопроводные трубы, но и канализационные трубы. Установка подаёт горячую воду под мощным давлением, от которого лёд постепенно тает. При большом давлении, лёд в трубе исчезает очень быстро.

Замерзает ли?

При атмосферном давлении в 760 мм рт.ст (или 0,101 МПа), вода превращается в лед уже при 0°С, как известно из школьного курса. Но при уменьшении этого показателя меняется и точка кипения, и t°, при которой происходит превращение в лед – последняя как раз повышается. В горах, где разреженный воздух, на определенной высоте она может уже составлять +2…+4°С. И наоборот, чем больше среда давит на воду, тем ниже находится точка замерзания на графиках.
Интересно, что при давлении в 611,73 Па совпадают температура кипения воды и плавления льда. Она составляет +0,01°С. Этот показатель называют тройной точкой воды из-за того, что она находится сразу в трех состояниях.

Считается, что при более низком показателе она просто не сможет сохранять жидкое состояние и будет превращаться в водяной пар. Причем температура плавления льда и точка замерзания воды обычно не совпадают, это разные величины.

Хотя для удобства бытовых расчетов их часто отождествляют, поскольку при 760 мм рт.ст. они как раз будут одинаковыми.

Кроме того, возможно получение и нестабильного состояния – переохлажденной жидкости. Но если в ней появится центр кристаллизации, она сразу же превратится в лед.

Каким способом запрещено отогревать технологические трубопроводы – опасные методы

Когда мы хотим отогреть трубу ото льда самостоятельно, то следует знать каким способом запрещено отогревать технологические трубопроводы. Запрещённый способ отогрева труб – это использовать открытый огонь. Для обогрева льда надо применять только горячую воду, пал или песок под высокой температурой.

Запрещено отогревать замерзшие трубы горелками или ручными факелами, петардами

Огонь нельзя применять, так как возникает резкое изменение температуры. Труба может просто лопнуть. Металлические трубы ещё выдержат такой способ отогрева. Но полипропиленовые или металлопластиковые трубы разорвутся.

Это может привести к пожару и возгоранию вашего дома. Не говоря уже про сами трубы. Учитывайте все меры безопасности при отогреве трубопровода и тогда вы сможете убрать лёд из труб без происшествий.

Как предотвратить замораживание системы

Для этого необходимо помнить следующее:

Будет полезно: Насос для повышения давления воды: водопровод квартире, повысительный водяной домашний насос высокого давления

Также можно при наличии возможности и финансов проложить греющий кабель.

Применение греющего кабеля

Кабель используется для отогрева водопровода и профилактики промерзания пластиковых и металлических труб. Нюансы в использовании:

При соблюдении условий прокладки водопроводной системы не придется столкнуться с проблемой замерзания.

При какой температуре замерзает вода в трубах: спасаем трубы от замерзания (видео)

Стабильная работа трубопровода в доме – это результат тщательного ухода за трубами. Особенно это актуально в зимнее время. Когда наступают сильные холода, вода в трубах можно просто замёрзнуть. Если это произошло, применяйте только безопасные методы отогрева труб и тогда по вашим трубам вновь потечёт вода.

Чтоб сказать при какой точно температуре лопнут трубы, нужно знать очень много факторов.

Поэтому мой совет перед уходом хорошо протопите помещение, обязательно закройте все двери, окна и форточки и смело выключайте котёл и идите по делам, сутки у вас минимум есть!

Если даже подхватит в расширительном бочке или где то в углу на повороте, то это не беда включите котёл и всё оттаит, чтоб трубы разорвало, нужно чтоб вода полностью замёрзла в трубах, а это гораздо дольше чем сутки!

Правила эксплуатации полипропиленовых труб на морозе

Период службы любой трубопроводной магистрали во многом зависит от соблюдения рекомендаций по эксплуатации. Исключением не являются и коммуникации из полипропилена. Заявленное время использования PP-R труб составляет 50 лет.

Таким образом, в условия необходимости обустройства коммуникации в мороз, можно смело делать выбор в пользу ПП труб. Особенно, учитывая их другие преимущества: долгий срок службы, высокую термоизоляцию, отсутствие коррозии, гигиеничность. При соблюдении правил монтажа и эксплуатации в мороз, ПП трубы отлично показали себя и могут быть использованы для создания надёжной долговечной коммуникации.

Мониторим проблемные места и устраняем возможные причины

Первым делом подвал дома

. Самым простым способом избежать замерзания труб в подвале, это поднять температуру воздуха в нем. Из самых простых мер, утеплить все окна и двери.

На втором месте уличные краны

. С этим немного сложнее, на зиму нужно перекрыть подачу и слить воду из всех труб, которые подходят к уличным кранам. В некоторых случаях, когда нет возможности полностью слить воду из трубы, я отсоединял ее от водопровода и таким образом сливал с нее воду. Но по правилам нужно делать сливной кран в трубе, в самой нижней ее точке как показано на рисунке ниже.

Ну и основное это главная труба подачи воды на улице

. Спасти трубу на улице, можно только утеплив ее. А об этом думаю, стоит поговорить подробнее:

Утеплитель для труб из полиэтиленовой пены

Самый дешевый и простой способ обезопасить себя от замерзания воды в трубах – это утеплить их специальной трубкой из полиэтиленовой пены. Монтировать его удобно как при монтаже, просто нанизывая на трубу, так и при уже собранной системе водопровода. На улице лучше утеплять трубу в два слоя, используя пену диаметром 25 мм и 32 мм.

Нагревательный кабель

Задействуем пенополистирол

Вспененный и экструдированный пенополистирол считают почти идеальным утеплителем металлопластиковых и пластиковых труб. Материал, изготовленный из вспененного полистирола, содержит в своём объёме большое количество газа в замкнутых объёмах. Обладает высокой степенью пожарной опасности, низкой химической и биологической активностью. Экологически безопасен.

Выпускается в виде полуцилиндров, обеспечивающих удобство установки непрофессиональными монтажниками. Он обладает:

Основным недостатком является низкая устойчивость к воздействию прямого солнечного света. Рекомендуется использование при скрытой прокладке труб в слое грунта. Дополнительная гидроизоляция не требуется. Закрепление производится при помощи строительного скотча, хомутов, проволоки. Заполнение пазов осуществляется монтажной пеной с последующей покраской.

Изоляция в виде «скорлупы» — один из самых удобных вариантов для защиты труб.

Крайние меры по предотвращению замерзания водопровода

Даже небольшое движение воды в водопроводе может противостоять ее замерзанию. Оставьте немного приоткрытым кран холодной воды в самые морозные дни, это поможет воде не замерзнуть в системе.

Дайте доступ тепла в те помещения с водопроводом, где стены промерзают. Можно попробовать разморозить трубу направленной в ее сторону электрической тепловой пушкой. Она быстро отогреет ее и нагонит тепло в помещение.

И пожалуй самое главное, в том случае если вода в системе замерзла, перекройте главный вентиль подачи воды в ваш дом.

По своему опыту знаю, что проблема актуальна для многих регионов нашей страны. И искренне желаю, чтобы с вами не случались такие напасти.

Применение знаний в быту человека

В основном сведения о температуре замерзания воды нужны тем, кто сталкивается с прокладкой водопровода.
Как правило, ее замерзание в таких случаях проходит не на подземном участке трубы, а над поверхностью почвы, и далее идет процесс кристаллизации уже в наземном участке.

Чтобы этого не происходило, поскольку замерзание и расширение воды выводит из строя всю систему и нарушает целостность труб, принимают активные и пассивные меры – от утепления трубы до специально обустроенной системы обогрева.

Но очень важно с самого начала правильно сделать расчеты, подбирая производительность оборудования и диаметр труб таким образом, чтобы создать такое давление, при котором вода не будет замерзать при климатических условиях, характерных для этого региона.

Сведения об этих показателях и их соотношениях также нужны тем, кто занимается прокладкой отопительных систем. Важны они и для автомобилистов, которым приходится часто сталкиваться с замерзанием жидкости в радиаторе.

Зимний водопровод на даче: новые технологии в утеплении

Есть интересный вариант, полимерная гибкая труба, утепленная на заводе. Поверх утеплителя есть слой гидроизоляции, а вдоль трубы — канал для прокладки греющего кабеля. Такие трубы называются незамерзающим трубопроводом или утепленной трубой. Например, даже в северных регионах сделать зимний водопровод на даче по поверхности можно при помощи труб ИЗОПРОФЛЕКС-АРКТИК.

Утепленные трубы для зимнего водопровода на даче

Есть еще новый способ утеплить зимний водопровод на даче — жидкая термоизоляция или термоизоляционная краска. Ее можно нанести на уже смонтированный водопровод, что может быть неплохим выходом.

Подогрев

Планируя устройство зимнего водопровода, нужно иметь в виду, что утепление лишь помогает сократить теплопотери, но греть не может. И если в какой-то момент морозы окажутся сильнее, труба таки замерзнет. Особенно проблематичен в этом смысле участок вывода трубы из подземной канализации в дом, пусть даже и в отапливаемый. Все равно грунт недалеко от фундамента часто бывает холодный, и именно на этом участке чаще всего возникают проблемы.

Если не хотите заморозить свой водопровод, делайте подогрев трубы. Для этого используют греющий кабель или греющие пластины — в зависимости от диаметра труб и требуемой мощности обогрева. Кабели можно укладывать вдоль или наматывать спиралью.

Способ крепления греющего кабеля к водопроводной трубе (кабель не должен лежать на земле)

Греющий кабель всем хорош, но не так уж редко у нас отключают электричество на несколько дней. Что тогда случится с трубопроводом? Вода замерзнет и может разорвать трубы. А ремонтные работы в разгар зимы — не самое приятное занятие. Потому и комбинируют несколько способов — и греющий кабель укладывают, а на него утепление. Этот способ оптимальный и с точки зрения минимизации затрат: под теплоизоляцией греющий кабель будет расходовать минимум электроэнергии.

Еще один способ крепления греющего кабеля. Чтобы сделать счета за электричество меньше, сверху нужно еще установить теплоизолирующую скорлупу или закрепить рулонную теплоизоляцию

Прокладка зимнего водопровода на даче может быть выполнена с использованием такого типа теплоизоляции, как на видео (или идею можно взять на вооружение и сделать что-то подобное своими руками).

Источник