Принцип работы саморегулирующегося греющего кабеля

При необходимости справиться с особо низкими температурами в каких-либо конструктивных элементах построек, системах коммуникаций, предметах бытового благоустройства используется  нагревательный кабель.

Данное устройство обеспечивает дополнительный подогрев по всей длине или области прокладки трассы. При этом важно учитывать принцип работы нагревательного элемента и в каких ситуациях его целесообразно применять.

Назначение и принцип работы

Назначение нагревательных кабелей позволяет охватывать как разнообразные сферы промышленной деятельности, так и решать различные бытовые задачи. Наиболее часто нагревательный кабель используется для:

  • Обогрева помещений или сооружений с малой кубатурой, включая декоративные комнаты, террариумы, шахты и колодцы;
  • Нагревания всего или только участка трубопровода, водопровода, канализации и других объектов, расположенного на открытом воздухе или в не отапливаемом помещении;
  • Разогрева замороженных объектов при выполнении на них каких-либо технологических операций;
  • Защиты от замерзания воды или для предотвращения скопления влаги;
  • Предотвращения образования льда или отложения снега;
  • Поддержания температуры какого-либо объекта в заданных пределах.

Принцип работы нагревательного кабеля описывается законом Джоуля-Ленца, который гласит, что при протекании электрического тока по любому резистивному элементу, из него будет выделяться тепловая энергия.

Данный процесс обуславливается наличием электрического сопротивления у токопроводящего материала, которое возникает из-за взаимодействия заряженных частиц.

Эти частицы создают препятствие направленному движению тока, и при их столкновении происходит выделение тепла.

  • Основываясь на вышеизложенном, можно сказать, что величина тепловой мощности прямопропорциональна сопротивлению нагревательного кабеля и может выражаться формулой:
  • Q = I2 * R * t
  • Где:
  • Q – величина выделяемой тепловой энергии;
  • I – величина тока, протекающего по нагревательному кабелю;
  • R – омическое сопротивление элемента;
  • t – время подключения кабеля к электрической сети.

На практике сопротивление конкретного греющего кабеля будет зависеть от материала токоведущих жил, их длины и способа подключения. Все эти параметры обуславливаются конструктивными особенностями различных видов нагревательной кабельной продукции.

Виды

Используемые для подогрева токоведущие элементы подразделяются на резистивные (линейные и зональные), саморегулирующие и индуктивные. Все виды нагревательных кабелей отличаются принципом работы и конструкцией. Рассмотрим более детально особенности каждого из них.

Резистивные линейные.

Линейный нагревательный кабель представляет собой конструкцию из обычного провода, концы которого подключаются к источнику электропитания.

Таким образом, линейную модель принципиально можно представить в виде последовательно включенного сопротивления резистивного типа, характеризующегося постоянной мощностью нагрева.

По количеству жил он подразделяет на одножильный и двухжильный нагревательный кабель.

Одножильный линейный.

Принцип работы саморегулирующегося греющего кабеляРис. 1: конструкция одножильного линейного кабеля

Посмотрите на рисунок, одножильные марки состоят из нагревательной жилы с высоким удельным сопротивлением, как правило, стали или ее сплавов.

Также сюда входит один или несколько слоев термоустойчивой изоляции, которая не деформируется при нагревании.

Такой вид нагревательного проводника может оснащаться экраном для удаления помех, создаваемых ним самим и устройства защиты от замыкания на землю.

Его основным преимуществом является простота и неприхотливость в эксплуатации, также он может контактировать с проводящими конструкциями и подвергаться нахлесту. А к недостаткам можно отнести необходимость использования заводской секции установленной длины (отрезать нужный вам кусок нельзя), необходимость подключать концы секции в одной точке к «+» и «–» или к нулю и фазе.

Двухжильный линейный

Принцип работы саморегулирующегося греющего кабеляРис. 2: конструкция двухжильного линейного кабеля

Конструктивно двухжильные марки имеют два вывода, подключаемые к источнику электроэнергии. В его состав входят те же элементы, что и в одножильный с одним отличием – в нем находятся две параллельно расположенные жилы вместо одной.

Что предоставляет дополнительное преимущество – двухжильный нагревательный кабель, в отличии от одножильного, не нужно возвращать вторым концом секции к месту подключения, что предоставляет определенное удобство при обогреве трубопроводов и других протяженных конструкций.

Резистивные зональные

Зональные кабели представляют собой разновидность резистивного, с тем отличием, что имеет более сложную и функциональную структуру. В сравнении с линейным конструктивно он имеет следующую особенность:

Принцип работы саморегулирующегося греющего кабеляРис. 3: конструкция зонального кабеля

Как видите на рисунке, зональный кабель так же, как и линейный включает в себя две токоведущие медные жилы, внутреннюю изоляцию для каждой жилы, нагревательную проволоку из материала с высоким удельным сопротивлением, внешнюю изоляцию.

Его конструкция отличается наличием окошек во внутренней изоляции, в которых к токоведущему проводнику подсоединяется нагревательная проволока. Сами окошки расположены на расстоянии 1 – 2м друг от друга.

Таким образом, между окошками нагревательный элемент подключается параллельно и воспринимает на себя напряжение сети.

То есть на каждый из участков проволоки приходиться по 220 В или та величина, которая подается на греющий кабель.

За счет такого конструктивного решения постоянным сопротивлением должна обладать не вся протяженность, а только проволока, расположенная на участке в 1 – 2 м, получившая название зоны (от чего и берет название данный тип кабеля). Благодаря такой конструкции длина секции может подбираться произвольно в зависимости от ваших  личных пожеланий.

Саморегулирующиеся кабели

Саморегулирующийся кабель отличается от предыдущих вариантов и конструктивным исполнением, и принципом работы.

Принцип работы саморегулирующегося греющего кабеляРис. 4: конструкция саморегулирующегося кабеля

Посмотрите на рисунок, здесь показана конструкция саморегулирующегося кабеля, включающая в себя:

  • Внешнюю оболочку, защищающую внутренние элементы от воздействия окружающей среды.
  • Токоведущие жилы, на которые подается напряжение от внешнего источника.
  • Экранирующая оплетка, защищающая окружающие коммуникации от электромагнитного излучения самого кабеля.
  • Слой внутренней изоляции для электрического разделения токоведущих элементов от металлической оплетки для экранированных кабелей или от внешних конструкций при отсутствии экрана.
  • Полупроводниковая матрица, представляющая собой непосредственно сам греющий элемент.

Принцип работы саморегулирующегося греющего кабеляРис. 5: принцип работы полупроводниковой матрицы

Именно эта часть саморегулирующего кабеля  является своеобразным датчиком температуры. Чем больше нагрета окружающая среда, тем меньше проводимость нагревательных элементов, величина протекающего через них тока снижается, равно как и величина выделяемого тепла. В этом и выражается функция саморегуляции уровня температуры.

Основным преимуществом такого нагревательного кабеля является его полная автономность – количество получаемой тепловой энергии самостоятельно подстраивается под температуру среды, в которой он находится.

За счет чего разные участки нагревательного кабеля будут иметь нелинейную мощность, выдавая нужную вам температуру в конкретной ситуации. Еще одним преимуществом такого типа нагревательного устройства является его произвольная длина.

Но к недостаткам стоит отнести то, что продается он стандартными бухтами и не имеет соединительных элементов в комплектации.

Индуктивные нагревательные кабели

Принцип действия такого типа нагревательного кабеля заключается в наведении ЭДС внутри ферромагнитной среды.

Конструктивно он состоит из токоведущей жилы, которая наматывается на ферромагнитный сердечник на подобии катушки. При протекании тока по токоведущей жиле в сердечнике будет наводится эдс.

Нагревание происходит за счет электрических потерь от тока в проводнике и от потерь в стали по принципу скин-эффекта.

Главным отличием от других типов нагревательных кабелей является соотношение выделяемой тепловой энергии.

Здесь потери в меди составляют всего 20%, в то время как в ферромагнитном материале будут теряться остальные 80%. В зависимости от конкретной марки соотношение потерь может отличаться.

За счет чего линейная мощность индуктивного кабеля может быть гораздо ниже при обеспечении той же температуры нагрева.

Особенности монтажа

При прокладке нагревательного кабеля важно соблюдать ряд правил, а именно:

  • Температура окружающей среды на этапе монтажа системы обогрева должна быть не ниже +15ºС.
  • Фиксацию на поверхности следует производить таким способом, чтобы не повредить конструктивные элементы нагревательных участков (заводскими фиксаторами, специальным скотчем, герметиком, мягкими накладками, хомутами и т.д.).
  • При формировании трассы или сетки необходимо обеспечивать достаточную площадь обогрева для конкретного объекта в зависимости от его параметров.
  • При поворотах нужно следить, чтобы радиус изгиба не  превышал шести его диаметров.
  • После завершения укладки обязательно проверяйте целостность изоляции и жил путем прозвонки и измерения уровня сопротивления.

Теперь рассмотрим несколько практических советов касательно особенностей прокладки в частных ситуациях. Если нагревательный кабель используется для обогрева кровли или других объектов, где он устанавливается под прямыми солнечными лучами, лучше использовать экранированные марки. Так как у моделей с оплеткой используется куда более устойчивая оболочка, чем у кабелей общего назначения.

При обогреве водостоков, необходимо выбирать место расположения в наиболее холодной точке или с наименее прогреваемой стороны.

В горизонтальных желобах нагревающий кабель необходимо устанавливать в нижней части желоба, чтобы теплые массы поднимались вверх и плавили лед выше.

В вертикальных трубах водосточной системы со стороны стены здания, как показано на рисунке, так как она прогревается хуже всего:

Принцип работы саморегулирующегося греющего кабеляРис. 6: Пример монтажа в водосточной системе

Так как нагревательный кабель может располагаться в воде, им можно напрямую прогревать водопроводные трубы или системы отопления. Устанавливают его внутри трубы, как показано на рисунке:

Принцип работы саморегулирующегося греющего кабеляРис. 7: пример прокладки греющего кабеля внутри трубы

Следует отметить, что монтировать  нагревательный проводник внутри канализационных и сточных труб запрещено, так как за него будет цепляться различный мусор. Из-за чего возникнут пробки, ухудшающие проходимость и приводящие к полному перекрытию.

Поэтому полимерные и металлические трубы канализации прогреваются посредством установки нагревательных элементов с внешней стороны.

Но стоит отметить, что нагревательный провод должен изолироваться от слоя теплоизоляции посредством специальной алюминиевой ленты.

Области применения

Нагревательный кабель применяется для обогрева таких конструктивных элементов:

  • теплых полов – как в бытовых (ванных и кухнях), так и в производственных помещениях;
  • крыш зданий, где возникает угроза образования сосулек или скопления снежных масс над тротуарами или пешеходной зоной;
  • различных трубопроводов в системах водоснабжения, канализации, отопления и т.д.;
  • емкостей и резервуаров для хранения жидких веществ;
  • систем водоотведения и дренажа;
  • подогрева ступенек зданий, тротуаров и технологических проходов;
  • нагревательных матов, ковриков и дорожек;
  • аквариумов и террариумов для домашних питомцев.

В промышленной сфере нагревающий кабель может иметь и более специфическое применение, примеры некоторых из них и необходимые параметры для их эффективной работы приведены в таблице ниже:

Таблица: область применения нагревающего кабеля

Область применения Требуемая  температура, °С Удельная мощность, Вт/м2. Суммарная мощность, кВт
Тепловые барьеры в камерах промышленных холодильников 2-5 3 — 15 0,5-5
Обогрев антенн спутниковой связи 2-5 200-300 2-15
Обогрев ванн обезжиривания 30-50 200-400 0,5-3
Обогреваемые линии изготовления бетонных изделий 40-60 300 20-50
Обогрев плит прессов 40-150 300-1000 2-10

Саморегулирующийся греющий кабель – принцип работы

Саморегулирующийся греющий кабель – это разновидность проводника, которая используется для обогрева труб зимой.

Читайте также:  Применение катушек индуктивности

Он предотвращает возможное промерзание, появление наростов из льда и, как следствие, деформацию труб. Подходит для всех видов труб и самостоятельно подстраивается под условия окружающей среды.

Кабель с простым принципом работы может сэкономить много денег и нервов своему владельцу.

Принцип работы саморегулирующегося кабеля

Чем ниже температура вокруг провода, тем больше он будет нагреваться. Это удобный и простой элемент для нагрева:

  • аквариумов и террариумов;
  • резервуаров и емкостей;
  • водосточных труб;
  • систем водопровода.

Особенностью является то, что температура кабеля меняется в зависимости от окружаемой среды.

Как устроен саморегулирующийся греющий кабель

Нагревающий кабель устроен просто и надежно. Он состоит из двух медных проводов, по которым идет ток. Проводки окутаны греющей полимерной матрицей, которая в свою очередь покрыта изоляцией.

Укреплена данная конструкция обычно оплеткой из медных луженных проволок для придания прочности проводу.Принцип работы саморегулирующегося греющего кабеля

Кабеля данного типа бывают экранированные и неэкранированные. Первые используют для нагрева кровли, водопроводов и карнизов в доступных для человека местах. Это сделано по соображениям безопасности. Неэкранированные кабеля используют чаще всего на производствах, в местах не доступных человеку. Например, для обогрева труб.

Принцип работы саморегулирующегося греющего кабеля

Неплохим вариантом для покупки, может стать греющий кабель ELEKTRA SelfTec PRO. Они достаточно экономны. Используются предпочтительно для обогрева труби и систем защиты от замерзания.

Принцип работы самонагревающегося нагревательного кабеля

Существует много вопросов по поводу как работает греющий кабель саморегулирующийся для обогрева труб. Для обеспечения работоспособности кабеля его нужно только включить в розетку. Ток будет идти по двум медным проводом, которые в свою очередь передают тепло и энергию на нагревающую матрицу.

Данная конструкция не нуждается в выделенном терморегуляторе. Контроль температуры происходит за счет физических свойств полимерной матрицы. Когда в любой части провода будет снижена температура, то возрастет проводимость тока, что повлечет за собой более сильный нагрев провода.

Можно поставить дополнительные терморегуляторы, но только в том случае, если нужен точный контроль температур и возможность резкого изменения силы нагрева, например, для обогрева водопровода.

Таким образом нагревательный провод имеет следующие преимущества:

  1. Устройство просто в подключении, необходимо только подключить питание.
  2. Надежность и долговечность.
  3. Возможность применения провода практически в любых условиях.

Как работает резистивный греющий элемент

Для работы с резистивным кабелем понадобиться датчики температуры, которые необходимо будет установить на трубе. В кабеле нет регулирующей матрицы, поэтому необходим контроль за температурой.

При остывании трубы датчики заставят систему включиться и кабель будет нагреваться. По достижению необходимых показателей тепла система будет выключена.Принцип работы саморегулирующегося греющего кабеля

Хорошим вариантом для приобретения будет нагревательный кабель Nexans – двухжильный TXLP/2R.Принцип работы саморегулирующегося греющего кабеля

При монтаже в бетонные полы секции кабеля идеально подходят для полного, дополнительного отопления любых помещений и комфортного обогрева поверхности всех типов полов. Мощность кабеля –  17Вт/м.

Посмотрите видео об особенностях греющих кабелей, в котором помогут выбрать правильный кабель

Выводы

С наступлением холодов обязательно нужно подумать про защиту трубопроводов. Из-за морозов неприятность может случиться в самый неожиданный момент. Намного дешевле предотвратить проблему и заказать кабель сейчас, чем потом менять трубопровод. Более подробно у наших консультантов!

Принцип действия саморегулирующегося кабеля

открыть разделы

  • Цены на обогрев труб в нашем каталоге
  • Цены на обогрев кровли в нашем каталоге
  • См. также: Как подобрать кабель для обогрева труб
  • Принцип действия саморегулируемого нагревательного кабеля
  • Конструкция саморегулируемого нагревательного кабеля

Саморегулирующие кабели были разработаны преимущественно для целей обогрева водопроводных, канализационных труб, а также водосточных труб и желобов. Первый греющий кабель на основе саморегулируемой матрицы разработала компания Pentair Thermal Management более 30 лет назад и с тех пор распространяет его под брендом RayChem.

Принцип действия саморегулируемого нагревательного кабеля

Отличительной особенностью саморегулируемого греющего кабеля является свойство внутренней термостабилизации, благодаря чему температура тела кабеля всегда постоянна (например, 65, 120 или 190 °С в зависимости от типа кабеля), а мощность условна.

По сути, токопроводящая матрица саморегулируемого нагревательного кабеля является термистором  PTC (Positive Temperature Coefficient) — резистором с положительным температурным коэффициентом, т.е.

его сопротивление быстро возрастает при увеличении температуры.

Материал саморегулирующей полупроводниковой матрицы включает в себя электропроводные частицы, которые находятся ближе друг к другу при низкой температуре и формируют таким образом дорожки проводимости между жилами.

Когда температура подымается, частицы отделяются одна от другой благодаря температурному расширению и число дорожек проводимости уменьшается. В результате сопротивление между жилами растет и, соответственно, электрическая мощность падает.

Когда температура окружающей среды уменьшается, достигается противоположный эффект.

 Иными словами, тепловая мощность саморегулируемого кабеля изменяется в зависимости от температуры. Когда температура обогреваемого им объекта подымается, тепловая мощность кабеля уменьшается, и наоборот.

В определенный момент, когда тепловая мощность кабеля становиться равна тепловым потерям нагреваемого объекта, наступает термодинамический баланс.

Если температура окружающей среды изменится, то кабель отреагирует на нее, поддержав постоянную температуру нагреваемого объекта.

Таким образом саморегулируемый кабель, в отличие от резистивных типов, никогда не испытывает местных перегревов и не перегорает. Второе преимущество саморегулируемого кабеля в том, что он может быть отрезан любой длины, от 0,5 до 150 метров.

Конструкция саморегулируемого нагревательного кабеля

Нагревательная часть изготовлена из двух луженых медных проводников (A), залитых специальной смесью графита и полупроводниковых полимеров, которые и образуют полупроводниковую саморегулирующуюся матрицу (B). Медные проводники не касаются между собой, а замыкаются через матрицу, которая и является нагревательным элементом. Нагревательная часть изолирована фторополимерным термопластом (C), который является отличной защитой от воды. Далее идет луженый экран (D), для заземления и механической защиты. Материал наружной оболочки (E) имеет несколько видов в зависимости от внешних коррозионно-химических условий эксплуатации модели нагревательного саморегулируемого кабеля. При эксплуатации в простых условиях применяют оболочку из полиолефинового (П) пластиката. В сложных эксплуатационных условиях (конденсат; пары кислот; коррозия, окалины, ультрафиолет) применяется фторополимер (Ф). Для обработки матрицы и внешней оболочки саморегулирующегося кабеля используется технология радиационного сшивания, которая позволяет добиться такого же уровня термоусадки, как и у сшитого полиэтилена.

Источник: teplo-spb.ru

Ключевые слова: антиобледенение, обогрев труб, саморегулируемый кабель, обогрев крыш

Саморегулирующийся нагревательный кабель: виды, принцип работы, правила выбора

Низкая зимняя температура может принести немало хлопот, если вовремя не позаботиться об утеплении водосточных и канализационных труб, кровельных элементов и грунта в теплице. Замерзшая вода превращается в метровые пробки изо льда и выводит из строя водороводную систему, а наледь на крыше и вовсе опасна для жизни.

Изменить неприятную ситуацию помогает саморегулирующийся нагревательный кабель, проложенный по трубам, кровлям и лоткам.

В этом материале мы подробно расскажем как правильно выбрать нагревательный кабель, опишем его конструктивные особенности и принцип работы. Кроме того, в статье приведены два варианта монтажа саморегулирующихся систем.

Конструктивные отличия саморегулирующихся систем

Самреги (сокращенно) не нужно путать с резистивными аналогами – первыми модификациями греющих кабелей.

Если кратко, то недостатки резистивного вида, вследствие которых его применяют все реже, следующие:

  • определенная длина, невозможность наращения или укорачивания;
  • постоянное сопротивление по всей длине, что делает невозможной регулировку температуры на отдельных участках;
  • подключение с обоих концов, вызывающее сложности при монтаже;
  • риск перегрева в местах пересечения;
  • отсутствие ремонта как такового, менять приходится всю систему целиком.

Положительная черта резистивного вида – невысокая стоимость, поэтому его применяют там, где нуждаются в обогреве небольшие защищенные участки.

Схема резистивного одножильного кабеля содержит четыре основных элемента: медную жилу, которая сочетает функции нагревания и передачи тепла, внутреннюю и внешнюю защиту, армирующую оплетку

В конструкции саморегулирующего греющего кабеля есть принципиальные отличия:

  • Две жилы из меди с высокой степенью сопротивления. Чем больше сопротивление – тем выше возможности регулировки температуры.
  • Полупроводниковая матрица. Это значимый элемент кабеля, который и делает его саморегулирующимся. Матрица чутко реагирует на окружающую температуру. Как только температура падает, поднимается сопротивление материала, и он начинает выделять больше тепла.
  • Внутренняя изоляция. Качественный материал отличается равномерной структурой и максимальной теплопроводностью.
  • Экранирующая оплетка. Чаще всего она представляет собой медную сетку или экран из алюминия. Для защиты кабеля питание обязательно подключается посредством УЗО.
  • Наружная изоляция. Ее функция – защита всех элементов кабеля. От характеристик внешней изоляции зависит срок службы изделия.

Способность самрега изменять собственное сопротивление (следовательно, и мощность) от колебаний температуры освобождает от покупки дополнительного оборудования – различного рода термостатов с датчиками.

Схема самрега. Главный отличительный элемент – полупроводниковая матрица, расположенная между двумя медным жилами. Именно она регулирует уровень теплоотделения

Кабель можно нарезать, а длину готового изделия при необходимости укорачивать или наращивать.

Если две ветки кабеля случайно пересекутся, перегрева или выхода из строя системы не произойдет. В любой момент можно отрезать или заменить какой-то фрагмент без ущерба для всей обогревательной конструкции

Но главное преимущество самрега – в его «избирательности». Матрица самостоятельно определяет холодные участки и доводит их температуру до оптимального значения.

На достаточно обогретых участках она просто поддерживает нужные параметры (обычно + 3-5 ºС). Это очень удобно, когда необходимо защитить от промерзания кабель, на всем протяжении имеющий различные условия обогрева (например, проходит и через отапливаемое помещение, и через холодный грунт).

По окончании холодного сезона отпадает необходимость обогрева труб, грунта или кровли, поэтому кабель отключают от электропитания. Когда существует вероятность сильных ночных заморозков, можно воспользоваться термостатом, автоматически подключающим систему.

Где используют системы нагрева?

Сфера применения нагревательных кабелей для труб (и не только) достаточно велика. Их монтируют в местах, где необходим регулируемый подогрев примыкающих (окружающих) поверхностей или материалов.

Некоторые виды кабеля специально предназначены для оборудования систем «теплый пол». Их укладывают под керамической плиткой, доской, ламинатом, ковролином, а иногда заливают бетонной стяжкой.

Последний вариант наименее эффективный, так как стяжка «крадет» тепло, и через финишное покрытие проходит только его часть.

Схема расположения нагревательного кабеля в санузле по системе «теплый пол».

Провод располагают «змейкой» по всей площади комнаты так, чтобы два конца оказались в противоположных углах

Подогрев кабелей распространен в системах водопровода и канализации.

Коммуникации, заглубленные в грунт или проходящие над землей, в северных регионах России подвергаются риску полного замерзания на протяжении полугода – с октября по апрель.

Если трубопровод проложен выше уровня промерзания грунта и недостаточно утеплен, то быстро потеряет свою работоспособность. Поэтому, рекомендуем побольше узнать о видах греющего кабеля для обогрева водопровода.

Заменить теплоизоляционный «кокон» поможет греющий кабель, зафиксированный на трубе. Существуют разные способы монтажа, наиболее распространенные – линейный и спиральный.

Читайте также:  Трансформаторы и автотрансформаторы - в чем различие и особенность

Второй охватывает большую площадь трубы

Если трубы уже зарыты в траншеях и демонтаж невозможен или нежелателен, применяется монтаж кабеля внутрь водопроводной (канализационной) трубы через врезанный в наиболее удобном месте тройник.

Следующее применение саморегулирующего кабеля – системы обогрева кровель и водостоков.

Провода закрепляют особым образом на краях крыши, в лотках и желобах, в водосточных трубах. Они предупреждают образование наледи, которая разрушает водосточные системы

Под воздействием высокой температуры снег и лед постепенно превращаются в воду, которая по лоткам и трубам стекает вниз. Крыши становятся безопасными для людей и находящегося во дворе транспорта.

Практичное использование нагревательных кабелей для тех, кто не любит запотевших стекол и зеркал – крепление самрега с обратной стороны зеркала, после чего конденсат больше не будет беспокоить.

На производстве и во время строительных работ нагрев часто необходим в качестве помощи для «созревания» бетонных растворов.

Чтобы характеристики готового материала отвечали нормам, необходимо создать особый температурный режим. С этой целью в в месте, куда будет залит раствор, равномерно размещают саморегулирующиеся кабели, а для их фиксации используют арматуру.

После застывания они остаются внутри конструкции

Похожая ситуация с жидкостями, для поддержания определенной температуры которых также применяют самреги.

Вместо нагревания резервуара с технической жидкостью традиционным способом в нее опускают кабель, в результате характеристики химических или пищевых растворов какое-то время не меняются.

Системы нагрева не обошли и сельскохозяйственную отрасль. Кабель помещают прямо в грунт, под верхний питательный слой, чем предохраняют корни культур от промерзания.

На какие характеристики обратить внимание?

Перед приобретением кабеля необходимо уточнить условия, в которых он будет использоваться. Важно правильно рассчитать мощность, установить длину, снять температурные показатели, определить способ монтажа – внутренний или наружный.

Характеристики, которые потребуются при выборе

Мощность. Параметры мощности/сопротивления и теплоотдачи взаимосвязаны. Также свойства кабеля зависят от сечения жилы. На него же следует ориентироваться и при выборе длины. Предположим, система из кабеля с сечением 1,1 мм² и мощностью 25 Вт не должна быть длиннее, чем 80 м.

Средняя мощность самрегов, которые можно найти в продаже, от 5 Вт/м до 25 Вт/м. Системы с минимальным значением подходят для внутреннего обогрева труб, уложенных в грунте. Для этих же труб, но с наружным обогревом, кабель должен быть чуть мощнее – 10 Вт/м. Самые суровые условия – над землей, поэтому для надземного размещения подойдет максимальная мощность – от 25 Вт/м.

Температура. Следует помнить, что не все виды труб одинаково хорошо переносят нагрев. Предположим, пластиковые изделия (особенно канализационные и для ХВС) не предназначены для сильного нагревания.

Для подогрева жидкости в водопроводных трубах из полипропилена рекомендуют использовать низкотемпературные системы, имеющие максимальную рабочую температуру + 65 ºС

На производстве встречаются кабели, разогревающиеся до + 190 ºС (при мощности до 90 Вт/м), однако в быту применения для них нет.

Наличие заземляющей оплетки. Этот защитный элемент одинаково важен и для системы, и для людей – он гарантирует безопасность монтажа. Чтобы оплетка функционировала, ее подключают через УЗО. Однако в продаже можно встретить варианты без заземления – в некоторых случаях их использование вполне объяснимо.

Материал внешней изоляции. В качестве внешнего изолирующего материала выступают различные виды полимеров. Одни из них более тонкие и эластичные, другие – жесткие на изгиб. Все виды без исключения защищают внутренние части кабеля от повреждений, агрессивных сред, влажности.

Таблица технических характеристик различных видов кабелей. Кроме прочего, они различаются материалом внешней защитной оболочки: полиолефином и фторопластом

Наружная изоляция влияет на сферу использования кабеля. Защита из полиолефина (самый распространенный материал) подходит не для всех способов монтажа.

Например, для установки на крыше используют кабель с изоляцией из фторполимеров (с защитой от у/ф лучей), а для внутреннего монтажа – системы с фторопластовой изоляцией.

Инструкции по монтажу саморегулирующегося кабеля

Вариантов укладки кабеля множество – выбор зависит от места и условий монтажа. При устройстве домашних автономных коммуникаций чаще всего приходится утеплять трубы, поэтому остановимся более подробно на описании процессов внутреннего и вешнего монтажа кабеля на трубопровод.

Вариант #1 – внутренняя установка

Монтаж греющего кабеля внутри водопроводной или канализационной трубы производят по разным причинам. Основная – невозможность фиксации из-за того, что трубопровод уже лежит в траншее и закрыт слоем грунта.

Конечно, такой тип установки имеет некоторые минусы:

  • использование дополнительной детали – тройника;
  • снижение свойств кабеля из-за налета, который появляется через какое-то время (зависит от характеристик воды);
  • уменьшение диаметра трубы, дополнительное препятствие на пути перемещения воды;
  • ограниченная длина и предпочтительное использование на прямых участках.

Важный момент: самрег заводят только через специальный тройник, запорной арматурой при подключении нагревательных систем пользоваться запрещено!

Производить ремонт или замену кабеля легко, все действия выполняются через тот же тройник. Главный плюс в том, что при внутреннем монтаже соприкосновение кабеля с жидкостью напрямую приводит к увеличению силы нагрева – отсюда прямая экономия

Инструкция по применению готового комплекта:

  • подключение к кабелю всех функционально важных деталей (оформление оконцовки, присоединение кабеля питания);
  • врезка в трубу тройника со свободным отводом для кабеля;
  • заводка кабеля внутрь трубы на определенную длину;
  • герметизация узла с помощью проходных элементов или накидных гаек.
  • Не рекомендуется вставлять самрег в трубу, сечение которой менее 40 мм – это повлияет на скорость и объем перемещаемой жидкости.
  • Как подготовить кабель и надеть концевую муфту, можно увидеть в следующей инструкции:
  • Сейчас кабель полностью готов к монтажу внутрь водопровода или канализационной трубы.

Вариант #2 – наружная установка

Внутрь трубы, особенно узкого сечения, больше одного кабеля вставлять не рекомендуется, а с наружной стороны можно разместить от 1 до 4 саморегулирующихся кабелей. Одного обычно хватает для трубы небольшого диаметра (40-50 мм), а от 2 до 4 штук используют для больших труб, расположенных в зонах низкой температуры.

Для коммуникаций, помещенных в грунт, часто применяют «золотую середину» – два кабеля, идущих параллельно вдоль противоположных сторон.

Для фиксации используют алюминиевый скотч, предназначенный для увеличения теплоотдачи и одновременной защиты. Однако иногда требуется более прочное крепление – на стяжки. Если на фрагмент трубы падают прямые лучи солнца, рекомендуется использовать устойчивые к УФ излучению стяжки черного цвета.

Тип укладки выбирают в зависимости от необходимой степени обогрева – спиральный или линейный. Для спирального монтажа достаточно одного кабеля

Спиральный способ охватывает максимальную площадь поверхности трубы.

Чем меньше шаг между оборотами кабеля, тем эффективнее нагревание. Средний интервал – 5-6 см. Спираль по длине больше, чем линейно уложенный кабель, примерно в 1,7-1,8 раза.

В качестве крепежа используется монтажная лента.

Инструкция по укладке:

  1. Расположение кабеля по всей длине участка трубы, требующего подогрева, линейным или спиральным способом.
  2. Обмотка по ходу монтажа соединительных узлов, вентилей и другой запорной арматуры.
  3. Фиксация монтажной лентой (алюминиевым скотчем, стяжками).
  4. Теплоизоляция «в рукав».

Последний пункт – обязательный. Благодаря утеплителю выделяемое кабелем тепло сохранится в зоне трубопровода. Вид и толщину теплоизоляции выбирают, ориентируясь на тип трубопровода и внешние условия.

Предположим, для укладки водопровода в траншею помимо греющего кабеля потребуется изоляция 25-30 мм в толщину – пенопластовая «скорлупа», экструзионный пенополистирол или базальтовая вата.

Нюансы кровельного обогрева

Чтобы создать благоприятные условия для постоянного подтаивания снега и льда на кровле и системе водостоков, греющий кабель монтируют в следующих местах:

  • на краю кровли (желательно по всему по периметру);
  • в желобах под скатами;
  • в водосточных трубах;
  • в ендовах.
  1. Существуют различные варианты устройства нагревательной системы: от одиночного кабеля, протянутого вдоль наиболее критичного места, до целой сети кабелей с термостатом и датчиками.
  2. На открытых местах кабель закрепляют зажимами и кронштейнами, в трубах – подвешивают на тросе или цепи.
  3. Вариант устройства системы «антилед»:

С помощью строительной рулетки измеряем длину водосточной трубы и желоба Щеткой выметаем из желоба ветки, сухие листья, грязь, готовим место для протяжки кабеля Берем тестер и проверяем, отсутствует ли проводимость между жилой и заземляющим проводником Пользуясь электроинструментом (дрелью), устанавливаем в желобе крепления для саморегулирующегося кабеля Кабель питания прокладываем в гофротрубе, от распределительной коробки к обогреваемым участкам водостока Нагревательную секцию располагаем в желобе так, чтобы она охватила как можно больше площади Чтобы нагревательная петля держалась внутри водосточной трубы, ее стяжками прикрепляем к цепи и опускаем вниз, зафиксировав в верхней части Наиболее удачное место монтажа датчика – северная сторона здания, под скатом, около обогреваемого желоба Шаг 1 – измерение элементов водостокаШаг 2 – чистка водосточной системыШаг 3 – тестирование кабеляШаг 4 – монтаж крепежных элементовШаг 5 – установка силового кабеляШаг 6 – монтаж саморегулирующего кабеляШаг 7 – установка кабеля в трубуШаг 8 – монтаж датчика температуры

Заключительный этап проводится внутри помещения. Устанавливаем электрический шкаф управления и подключаем обогревательную систему. Затем включаем терморегулятор и проверяем, как работает система.

Выводы и полезное видео по теме

  • Как правильно выбрать и смонтировать нагревательную систему, подскажут следующие видеоролики.
  • Как закрепить самрег на канализационной трубе диаметром 110 мм:
  • Установка кабельной системы Deviflex для нагревания водостоков и кровли:
  • Как выглядит утепление кабелем бетонной конструкции:

Для правильного функционирования труб или водостоков часто применяют самреги, которые создают максимально подходящие температурные условия. Требования к монтажу резонны, если правильно подобран кабель.

Обратите внимание на марки Raychem, Heat Trace, Nelson, Lavita и четко следуйте прилагаемой к кабелю инструкции. Если возникнут трудности – обратитесь к представителям компании, вам обязательно помогут.

Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Возможно у вас есть практические навыки укладки саморегулирующегося нагревательного кабеля и вы можете дать ценный совет посетителям нашего сайта? Или возникли вопросы по теме статьи – задайте их в блоке с ми, а мы постараемся оперативно на них ответить.

Читайте также:  Как рассчитать расход электроэнергии

Принцип работы саморегулирующего кабеля – Подключение греющего кабеля своими руками: какой выбрать кабель, пошаговая инструкция по подключению | ВодаСовет — водоснабжение дома

Саморегулирующийся нагревательный кабель – это простой и в тоже время удобный инструмент для создания разнообразных систем нагрева. Такой кабель можно использовать для обогрева:

  • Систем трубопровода
  • Емкостей и резервуаров
  • Оборудования
  • Водосточных труб
  • Террариумов и аквариумов (в сочетании с терморегулятором)

Главная особенность саморегулирующегося нагревательного кабеля – возможность самостоятельно менять уровень тепловыделения в зависимости от температуры окружающей среды.

Принцип работы саморегулирующегося кабеля

Устройство такого кабеля отличается простотой. Теплорегуляция достигается за счет свойств полимерной нагревательной матрицы. При уменьшении температуры в любой части матрицы увеличивается её показатель проводимости тока, следовательно, элемент нагревается сильнее.

Это позволяет регулировать температуру без дополнительных терморегуляторов и существенно упрощает конструкцию. Такой принцип работы греющего кабеля позволяет обеспечить:

  • Долговечность и надежность
  • Возможность использовать его в любых условиях
  • Простота подключения (можно просто включить в розетку и заземлить)

Очень часто самонагревающийся кабель можно использовать без термостатов и датчиков тепла, если вам не нужен строгий контроль и возможность быстро менять температуру (например, в террариумах).

Устройство саморегулирующегося нагревательного кабеля

Греющий саморегулирующийся кабель состоит из несколько частей:

  • Два параллельных провода, обеспечивающих напряжение по всей длине
  • Греющая полимерная матрица
  • Несколько слоев изоляции
  • Заземление
  • Оплетка из металла для экранирования и механической защиты от повреждений

Такая простая конструкция делает кабель устойчивым к повреждениям различного рода и позволяет обеспечить высокий срок службы.

Преимущества саморегулирующегося нагревательного шнура

Помимо простоты и надежности такой кабель имеет целый ряд преимуществ по сравнению с греющими шнурами других принципов действия:

  • Однородное нагревание по всей длине греющего элемента
  • Устойчивость к скачкам напряжения
  • Возможность выполнить перехлест кабеля
  • Отсутствие ограничений по длине

Среди недостатков можно выделить сравнительно высокую стоимость погонного метра кабеля. Также такие кабели выпускаются большими мотками и часто без заводских соединительных муфт, сальников, трубок для изоляции и других элементов. Вам нужно будет докупить все эти детали отдельно.

Маркировка кабелей с саморегулирующимся нагревательным элементом

Главный показатель, отображающий мощность работы кабеля, – это количество тепловой энергии в ваттах, которая выделяется с одного погонного метра при температуре в +10 градусов Цельсия. Часто это число отображается в названии кабеля.

Буквы СТ, CF или СR означают, что кабель экранирован, и его можно использовать в бытовых помещениях. Кабель без медного экрана можно устанавливать только на промышленных объектах, где к нему ограничен доступ.

Сфера применения нагревателя с саморегулирующей греющей матрицей

Условно можно выделить три основных сферы применения таких шнуров:

  • Для частных хозяйств (обогрев водопровода, канализации, водостока)
  • Для коммерческого сектора (обогревание систем пожаротушения, труб, систем водоотводов)
  • В промышленных помещениях (для работы в условиях агрессивной среды и повышенной опасности)

Их может отличать заявленный срок службы, материал матрицы и степень защиты изолирующего материала. Дороже всего обходятся кабели, предназначенные для работы на производстве.

Саморегулирующийся греющий кабель: Принцип работы

В зимнее время не редко случаются случаи, когда  деформируются водопровода,  кровли или другие производственные элементы.  Для устранения этой проблемы, были разработаны несколько разновидностей нагревательных проводников. Но, по отзывам потребителей самым эффективным в эксплуатации считается саморегулирующий кабель.

Принцип работы саморегулирующего кабеля

Саморегулирующий провод – это инновационное устройство, которое может самостоятельно изменять свою мощность в зависимости от окружающей среды.

То есть, при низкой атмосферной температуре, он начинает сильнее нагревать объект, причем не по всей длине, а для необходимых участков.

При снижении окружающей температуры происходит обратный эффект, и саморегулирующий кабель снижает нагрев. Но, несмотря на это он продолжает работать, с более низкой мощностью.

Чтобы рассмотреть более точный принцип работы саморегулирующего провода приведем пример. Допустим, устройство предназначено для защиты водопровода в зимний период, от промерзания. Для этого он должен поддерживать плюсовую температуру трубы в 6 градусов. Чтобы выполнить эти функции, провод не будет включаться, при понижении окружающего климата или отключаться при достижении необходимой температуры.  Он будет работать постоянно, только с разной мощностью. То есть при низкой температуре мощность кабеля повышается, при высокой — снижается.

Особенности конструкции саморегулирующего кабеля

Саморегулирующий кабель отличается от других нагревательных проводников, не только принципом работы, но и своей особенностью конструкции. Состоит он из определенных элементов, таких как:

  1. Двух металлических жил. В их задачу входит обеспечить провод электроэнергией.
  2. Саморегулирующей матрицы. В функции этого элемента входит выполнять регулировку и нагрев температуры. Располагается матрица параллельно между двумя проводниками, где подключившись к ним, она получает необходимую электроэнергию.
  3. Изоляционного слоя. В его функции входит не допустить утечку тепла.
  4. Экранирующей оплетки. Данный элемент выполнен из металла, который защищает устройство от электромагнитных воздействий
  5. Внешней оболочке. Это покрытие предназначено для защиты всей конструкции кабеля от технических повреждений.

За счет такой конструкции саморегулирующий провод имеет хорошую устойчивость к разным повреждениям, что в свою очередь обеспечивает долгий эксплуатационный срок.

Но особенностью данной конструкции все — же является матрица. Это обусловлено тем, что каждый ее участок, может выполнять отдельные функции. То есть она прогревает провод не по всей длине, а только необходимых областях. Таким  образом, один участок провода может быть холоднее другого или наоборот горячее.

Также стоит отметить, что саморегулирующий провод может иметь произвольную длину. Поэтому при его покупке не нужно проводить предварительные расчеты.

Если кабель окажется длиннее, его можно будет (без опаски за работоспособность) самостоятельно укоротить.

Такая особенность заключается в том, что у кабеля каждый сантиметр задействован в работе, поэтому даже при его поломке он будет продолжать выполнять свои функции.

Технологические характеристики кабеля

Саморегулирующий провод, производится несколькими моделями, которые имеют свои особенности. Поэтому при выборе модели, нужно учитывать соответствуют ли ее технологические характеристики с областью применения.

Мощность кабеля

Мощность провода может быть разной. Это зависит от видов модели. В среднем минимальная мощность на 1 кв.м. составляет – 5 Вт., максимальная – 150 Вт. Но, не стоит забывать, чем выше мощность, тем больше потребление электроэнергии.

Поэтому при выборе кабеля стоит учитывать климат региона проживания. Для жителей северных областей рекомендуется использовать кабеля высокой мощности.

Для южных регионов достаточно будет смонтировать кабель малой мощности, иначе теплоотдача будет та же, а затраты на потребление электроэнергии возрастут.

Температура кабеля

Еще одной исходной точкой при выборе кабеля является его рабочая температура. По уровню нагрева они делятся на три вида:

  • низкотемпературные – 65 °С;
  • среднетемпературные — 120 °С;
  • высокотемпературные — 240 °С.

Для защиты водопровода достаточно будет выбрать саморегулирующий кабель с малой мощностью и температурой. Для других целей, мощностью не менее 25 Вт, и температурой от 120 °С.

Плюсы и минусы саморегулирующего провода

Как и любого оборудования, в эксплуатации, у саморегулирующего провода есть свои достоинства и недостатки. К плюсам устройства относят:

  • равномерное, при необходимости частичное прогревание;
  • устойчивость к перепадам температуры;
  • экономия на электропореблении;
  • безопасность в эксплуатации;
  • без ограничений в длине.

Но, несмотря на приведенные достоинства, у устройства есть и свои минусы. К ним относят:

  • высокая стоимость;
  • выпускается без комплектующих деталей.

Более существенных недостатков в эксплуатации провода нет.

Область использования саморегулирующего провода

Изначально, нагревательные кабеля использовались в качестве защиты трубопроводов и канализаций, от промерзаний. Все дело в том, что при отсутствии возможности углубить или обеспечить трубы теплоизоляцией, в них под действием холода леденела вода, которая по физическим свойствам расширялась, тем самым нанося вред.

В настоящее же время саморегулирующие кабеля имеют обширную сферу применения. Условно их можно разделить на следующие области:

  1. Промышленные цели. Здесь саморегулирующий провод защищает бытовые трубопроводы, вентили, счетчики воды и другие элементы, где присутствует вода. Для этого нагревательный кабель соединяют с питающим, у которого находится евро – вилка, за счет которой происходит подключение к электросети.
  2. Защита кровли и водостоков. В этом случае для предотвращения наледи и сосулек, нагревающий кабель укладывается по краю всей площади крыши.
  3. Обогрев дорожек и теплиц. Чтобы при заморозках на площадках возле дома не образовалось гололеда, а рассада не пострадала от холода, саморегулирующий кабель заливают в цемент или закапывают в грунт.
  4. Не стандартное использование. Многие потребители используют саморегулирующий провод, как дополнительный источник тепла. Для этого его вплетают в мягкую мебель, коврики для ног или даже подушки.

Как видно данный провод можно использовать для разных целей, все зависит от смекалки потребителя.

Монтаж и подключение

Для того чтобы нагревающий провод во время своего эксплуатационного срока выполнял свои функции необходимо провести правильный монтаж. При определенном опыте, он не отнимет много времени и сил, но прежде чем к нему приступить необходимо, запастись следующими материалами и инструментами:

  • кабелем необходимой длины;
  • ножницами;
  • сальником;
  • тройником;
  • феном;
  • электропроводом.

Подготовив все необходимое оборудование можно приступить к монтажу. Выполняется он двумя способами: наружным и внутренним.

Для провидения первого способа укладки, понадобиться очистить используемую поверхность от грязи и пыли. Далее провод прокладывается вдоль всей необходимой площади. Затем с интервалом в 30 см, он на хомуты крепиться к поверхности, которую нужно защитить от деформации.

Второй способ чаще используется для защиты водопроводов и водостоков, от промерзания. Для этого в трубе встраивается тройник. Далее через верхнее отверстие вводится провод, а через боковой отвод соединяется водопровод с потребителем.

С более подробной информацией по укладке нагревательного элемента можно ознакомиться в прилагаемой инструкции.

В независимости от выбора монтажа, саморегулирующий провод подключается к электрическому питанию, при помощи обжимных муфт, благодаря которым соединение получается крепким и надежным.

Рассмотрев характеристики и принцип работы саморегулирующего греющего кабеля, можно убедиться в том, что это и в самом деле инновационная разработка, при использовании которой можно предотвратить много проблем в зимний период. При ее выборе важно лишь учесть совмещение мощности и температуры с обогревающим объектом.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector