Саморегулирующий кабель

Технические характеристики мощность

Прежде чем осуществить выбор греющего кабеля, необходимо понимать, какими техническими характеристиками он должен обладать

Важно учесть еще и то, какие существуют потребности по обогреву. Одной из основных особенностей является мощность, которая измеряется в ваттах на погонный метр

Она зависит от модели и может варьироваться от 5 до 150 Вт/м. Чем меньше мощность, тем больше отдача тепла и потребление электричества.

Если саморегулирующийся греющий кабель необходим для обогрева водопровода, то лучше приобрести изделие с мощностью от 5 до 25 Вт/м. В зависимости от того, где будет осуществлен монтаж и где проходит водопровод, следует ориентироваться на такие мощности: водопровод в земле, а кабель снаружи трубы, мощность в этом случае должна быть равна 10 Вт/м или больше. Если же кабель находится внутри трубы, будет достаточно 5 Вт/м. Когда водопровод прокладывается по воздуху, мощность следует увеличить до 20 Вт/м или сделать ее больше.

Кабель и труба во всех случаях утепляются слоем теплоизоляции от 3 до 5 мм. Если использовать резистивный кабель, то мощность будет оставаться постоянной на протяжении трубы, и не будет зависеть от ее температуры. Если использовать резистивный греющий кабель, то мощность будет оставаться постоянной на всем протяжении, и не будет зависеть от температуры поверхности. Что касается саморегулирующегося греющего кабеля, то он будет уменьшать потребляемую мощность и температуру, если труба будет прогрета. Это позволяет экономить электроэнергию, а с увеличением рабочей мощности кабеля экономия будет более ощутимой.

Монтаж кабеля снаружи трубы

Наружный монтаж системы обогрева водопровода достаточно прост. Кабель крепится к трубе алюминиевым скотчем или специальной клеевой лентой по следующим схемам:

1. Один ряд кабеля вдоль трубы по прямой.

   Схема монтажа кабеля в один ряд

2. Многорядно, ряды располагаются параллельно друг другу.
3. По волнистой линии. Коэффициент для расчета длина кабеля – 1,6 – 1,7.
4. Кабель обвивает трубу по спирали. При укладке по такой схеме длина кабеля будет в 2 раза больше длины трубопровода.

   Монтаж греющего кабеля по спирали

5. Смешанная схема, когда применяются несколько методов закрепления кабеля. Схема уместна, если на участке трубы имеются распределительные узлы или запорные краны.

Выбор схемы монтажа зависит от климатических условий и способа прокладки труб. Стоит понимать, что чем больше площадь, покрытая кабелем, тем интенсивнее будут прогреваться трубы.

Полипропиленовые трубы перед монтажом греющей ленты необходимо обмотать фольгой. Так трубы будут прогреваться более равномерно и не расходовать тепло понапрасну.

Зафиксированный на трубах кабель, сверху вновь обматывается профильным скотчем сплошным слоем. Он будет служить не только защитой кабеля, но и дополнительным слоем изоляции кабеля от утеплителя.

Труба с надежно зафиксированным кабелем утепляется. Для этого используют фольгу, плотно обматывая ею трубы. Подключение к электропитанию греющего наружного кабеля проводят так же, как и при внутреннем монтаже.

Саморегулирующийся кабель для нагрева трубопровода, безусловно, станет отличным решением там, где обеспечить надежную теплоизоляцию труб нет возможности. Монтаж его не вызовет затруднений. Такой кабель можно использовать также для дополнительной защиты канализации и водоотливов или обогрева кровли.

Какие характеристики важны для выбора

Перед походом в магазин обязательно уточните диаметр водопроводной трубы, длину участка, который нуждается в обогреве, максимально низкую температуру воздуха (грунта) – так будет легче определиться с выбором, потому что предложений действительно много.

Итак, обращаем внимание на следующие моменты:

• наличие защитной пленки – обеспечивает заземление и делает кабель более надежным;
• тип наружной изоляции;
• температурный класс и мощность;
• компания-производитель.

Возможно, для канализационной системы и подойдет кабель с изоляцией из полиолефина, но для внутреннего монтажа в водопроводную трубу рекомендуем защиту из фторопласта. Для наружной установки сгодится фторполимер, который защитит и от влаги, и от ультрафиолета.

Если необходимо обогреть трубы небольшого диаметра, подойдет проводник низкотемпературного типа. Он нагревается до + 65 ºС, максимальная мощность – около 15 Вт/м

Среднетемпературные системы годятся для труб большего диаметра. Максимальная температура нагрева +120°С, мощность достигает 33 Вт/м.

Наиболее мощными считаются высокотемпературные системы с максимальной температурой до +190°С и удельной мощностью до 95 Вт/м. Однако их обычно в быту не применяют – это изделия для промышленного использования.

Подходящую мощность можно выбрать, ориентируясь на диаметр трубы. Например, для водопроводов с диаметром до 2,5 см подходят кабели мощностью 10 Вт/м, от 2,5 см до 4 см – 16 Вт/м, от 4 до 6 см – 24 Вт/м и т.д.

Есть несколько марок греющего кабеля, которые уже давно зарекомендовали себя только с лучшей стороны.

Известная продукция зарубежных компаний:

• Nelson;
• Lavita;
• Devi;
• Ensto;
• Raychem.

Среди российских производителей выделяется компания ССТ (Теплолюкс), выпускающая качественные изделия бытового назначения.

Разновидности кабелей

Современный рынок предлагает несколько разновидностей систем кабельного обогрева, отличающихся устройством нагревательного элемента и потребительскими характеристиками.

Одножильный резистивный

Одножильный проводник в изоляции волей-неволей должен подключаться к питанию обоими концами, образуя замкнутый контур. Мало того, одножильный кабель продается и монтируется секциями фиксированной длины.

Длина секции определяется удельным сопротивлением проводника: лишь строго определенное сочетание этих двух параметров обеспечит приемлемые значения текущего через секцию тока и, соответственно, его нагрев в нужном диапазоне температур.

Одножильный резистивный кабель имеет еще несколько особенностей, делающих его довольно неудобным для применения:

• Ему нужен терморегулятор, позволяющий ограничить максимальную температуру нагрева;
• Перехлест кабеля означает его перегрев — опять-таки с возможным повреждением изоляции;
• Энергопотребление системы обогрева меняется только вручную. Оно не зависит от температуры окружающей среды.

Двужильный резистивный

Единственное его отличие от одножильного кабеля прямо вытекает из названия: в общей внешней изоляции прокладывается две токопроводящих жилы. Секция кабеля может подключаться к источнику питания одной стороной и прокладываться произвольно. Все прочие недостатки решения, увы, сохраняются.

Зональный

Устройство зонального кабеля радикально отличается от обычного резистивного: его основу составляют два проводника с низким электрическим сопротивлением. Их с определенным шагом замыкают друг с другом нагревательные спирали с высоким сопротивлением.

Что дает такая структура кабеля?

Возможность менять длину греющей секции с фиксированным шагом, равным шагу между точками соединения нагревательных элементов с токоведущими жилами. В остальном, это все тот же резистивный нагревательный элемент со всеми его недочетами: опасностью перегрева при перехлесте, неизменном энергопотреблении при изменениях температуры среды и потребности в терморегуляторе.

Весь в белом и на белом коне

Кабель греющий саморегулирующийся остроумно решает все основные проблемы, связанные с кабельным обогревом. Вначале — несколько слов о  том, что он представляет собой.

Внутри изоляции находятся два медных проводника достаточно большого сечения (и, соответственно, с низким сопротивлением), между которыми размещена саморегулирующаяся матрица. Она представляет собой полимер с высоким коэффициентом температурного расширения с добавленным в него мелкодисперсным проводящим порошком (например, графитовой пылью).

Как работает такая конструкция:

• При подаче питания на токоведущие жилы, саморегулирующийся греющий кабель начинает нагреваться. Ток течет через матрицу благодаря проводящим частицам в полимере-изоляторе: они образуют большое количество слаботочных электрических цепей. При этом по мере нагрева, матрица, в полном соответствии с законами физики, расширяется, а количество проводящих цепей из графитовых частиц в ней падает;
• При достижении определенной температуры саморегулирующий греющий кабель приходит в состояние термического равновесия — количество активных проводников в соединяющей токоведущие жилы матрице сократилось, и тепловыделение уравнялось со способностью изоляции рассеивать тепловую энергию;

А теперь самое интересное — при росте температуры среды греющий саморегулирующий кабель нагревается вслед за ней, что приводит к дальнейшему расширению токопроводящей матрицы, и… к падению энергопотребления вследствие сокращения количества токоведущих цепей. Стоит температуре кабеля снизиться, и сжавшаяся по мере охлаждения полимерная матрица станет потреблять больше энергии и отдавать больше тепла.

Преимущества решения очевидны:

1. в теплые дни саморегулируемый греющий кабель снижает энергопотребление;

1. Нагревательная секция сама поддерживает заданную производителем температуру;
2. По мере нагрева проблемных участков они будут снижать энергопотребление;
3. . Сокращение длины матрицы и токоведущих жил повлияет лишь на пиковое энергопотребление греющей секции, но никак не на ее рабочую температуру.

Принцип работы

Нагревательные кабели рассматриваемого вида, то есть ориентированные на автоматическое регулирование выделяемого тепла, имеют в своем составе полимерную матрицу, которая является элементом сопротивления, способным по-разному противодействовать силе тока в зависимости от степени своего нагрева. Непосредственно сам нагрев матрицы происходит из-за того, что она соприкасается с двумя проводниками, отдающими тепло за счет проходящего по ним тока. При нагреве матрицы ее сопротивление увеличивается, а величина тока уменьшается.

В связи с этим удается достичь определенного равновесия между мощностью потребления саморегулирующегося кабеля и его температурой. Например, более низкая температура окружающей среды приводит к большему выделению мощности, что также закономерно и в обратном порядке. Кабель для подогрева водопровода может находиться в среде, отличающейся по своим характеристикам на разных участках, поэтому температура кабеля также не будет одинаковой.

В результате удается добиться эффекта саморегулирования, когда энергия, выделяемая одним проводом, не является равномерной по всей его длине. Если определенные участки находятся в холодной среде, то происходит большее выделение энергии, а если в теплой, то меньшее. Этот же эффект позволяет избежать перегрева тех или иных участков кабеля, что обеспечивается разным их реагированием на изменение температурного фона.

Замыкание тока в саморегулирующемся кабеле происходит посредством матрицы параллельно. Это обеспечивает возможность подключения напряжения в 220 В (рабочего) к кабелю без ограничения его длины. Хотя это больше теория, так как ограничения все-таки есть, но они в большей мере связаны с параметрами токовой нагрузки и пускового тока, имеющие допустимые значения для медных шин. Несоблюдение этих параметров может привести к разрушению контактов, служащих для подсоединения медных шин и полимерной матрицы. Значения пускового тока системы превышают номинальные в два–три раза. При этом возможная длина секций составляет от 60 до 100 м, что зависит от типа используемого кабеля.

Состав и производители

1. Кабель Thermo Industri ABГлавным элементом шнура является внутренняя жила (две штуки). Сплав, из которого она изготавливается, имеет хорошее электрическое сопротивление.
2. Защита жилы ведётся полимерным изолирующим материалом с экраном (медная сетка или алюминий).
3. Далее, обрамляется общей поливинилхлоридной оболочкой, которая защищает все элементы.

Технические характеристики:

1. Мощность. Колеблется в интервале 5-150 Вт/м., это зависит от выбранной модели.
2. Рабочая температура. Включает в себя три разновидности: высокотемпературная – 240 градусов, средняя – 120, низкая – 65.

Самым крупным производителем такого продукта является Швеция (Thermo Industri AB), она выпускает продукцию, которая оснащает системы кабельного отопления.

Французский производитель (Eltrace), поставляет саморегулирующий кабель для обогрева помещений, крыш, площадок, ёмкостей. Здесь не только надёжный и качественный товар, но и доступные цены.

Мировым лидером, выпускающим тёплые полы, являются американские компании Thermon и Raychem. А также они являются первооткрывателями продукции для защиты кровли, которая пользуется популярностью на отечественных рынках, учитывая наши климатические условия.

Как работает

К отличиям саморегулирующегося нагревательного кабеля от зонального или резистивного можно отнести принцип и конструкцию его работы. Внешне напоминает большой кипятильник, но вот укоротить нельзя. Все имеющиеся нагревательные элементы являются проводниками электрического тока. Конструкцию можно резать, однако следует учесть и то, что ток путешествует по системе при помощи параллельных жил, на которые и наматывается проволока и греющий элемент с высоким уровнем сопротивления.

Греющий кабель работает по принципу соприкосновения проволоки с жилами, тем самым нагревая отдельный участок. По сути, это более мощная и продуманная конструкция. Внутри расположены экраны и оплетки, в которых размещен основной нагревательный элемент – токопроводящие жилы, изготовленные из меди. Между ними расположена греющая матрица. Внешне напоминает полиэтилен, однако благодаря специфическим свойствам, выводит эту технологию на новый уровень. Матрица исполняет роль полупроводника. При этом свойства будут меняться в зависимости от используемого температурного режима.

Основные характеристики

Особое внимание следует обратить на то, что все используемые кабели отличаются по двум основным характеристикам:

• допустимая мощность в режиме простоя;
• допустимая мощность в рабочем режиме.

Информацию касательно этих двух моментов можно получить, внимательно ознакомившись с информацией, которая прилагается к нагревательному саморегулирующемуся кабелю. Следует изучить до покупки того или иного материала. Выбирать греющий кабель нужно тщательно, так как подобные покупки делаются один раз и надолго. Только так можно избежать возможных последствий замерзания труб.

Замерзший водопровод не принесет никому радости, ведь в этот момент вред наносится не только жильцам дома, но и самим трубам. Если уровень промерзания высок, то на них могут появиться трещины, которые впоследствии приведут к разрыву. Во избежание подобных ситуаций необходимо купить греющий кабель и правильно провести его монтаж. Выполнить всю работу можно и без привлечения посторонних, при этом монтаж может произвести человек, который раньше не имел дела с подобными устройствами.

Применение в трубах

Рекомендуется неуклонно следовать приложенной инструкции, которая расположена на упаковке с греющими саморегулирующимися кабелями для обогрева. Только в этом случае используемая технология прослужит не одно десятилетие, при этом дополнительные вложения не потребуются. Главной особенностью этого устройства можно назвать  способность к саморегуляции, а не то, что она очень прочная или практичная. Устройство само распознает окружающую температуру и автоматически подстраивается под внешнюю среду. Это позволяет экономить не только собственное время, но и на счетах по электроэнергии. Работать начнет сразу после включения в розетку.

Перед покупкой необходимо проверить кабели на предмет брака. Так же не лишним будет получить консультацию у специалиста касательно технологии монтажа. Уровень допустимой мощности вовсе не говорит о высоком качестве. Если участок небольшой, то приобретать слишком мощную саморегулирующуюся систему попросту нет смысла. Чем выше мощность, тем больше расход электроэнергии. В этом случае лучше отдать предпочтение менее мощному изделию. К этому вопросу необходимо подойти ответственно, ведь от этого будет зависеть наличие воды в доме на протяжении зимы.

Монтаж и подключение

Следует учесть перед монтажом:

• Все работы должны проходить при температуре не менее -15 С.
• Пластиковые трубы перед укладкой необходимо утеплять алюминиевой фольгой или скотча.
• Шнур не должен проходить вдоль острых краев, в местах где он может перетереться или натягиваться.
• Радиус изгиба шнура равен 6 его диаметрам.
• Необходимо прозвонить проводник на сопротивление в конце работ.

Для водопровода

Внутренняя укладка

Применяется для труб малого диаметра, меньше полсантиметра при отсутствии доступа к самой трубе, к примеру, когда труба уже закопана. Измеряется длина трубы и провод такой же длины проталкивается внутрь.

Внешняя укладка

• Подготавливаем трубы, зачищаем от ржавчины.
• Монтируем обогревающий провод одним из следующих способов:
• Одной или несколькими параллельно проложенными нитями. Для этого надо просчитать сколько тепла нужно для обогрева и исходя из этого выбрать количество нитей.
• Спиралевидная укладка. Подходит для труб маленького диаметра и вследствие того, что длины в таком случае потребуется больше, этот вариант прокладки не так экономичен, как предыдущий.
• Закрепляем провод на нижней части трубы лентой таким образом, чтобы он был как можно дальше от элементов трубы, которые могут протечь. Это предостережет вас от попадания воды на работающие части провода.
• Укладывается минеральная вата или полистирол так, чтобы «холодный» конец кабеля не попал внутрь.
• Подключается электричество от розетки или щитка.

Резистивные проводники нельзя укладывать внахлест, произойдет перегрев. Регулируемые не самовоcпламеняются, так что для них это правило отменяется.

При обогреве водостока и кровли лучше пользоваться саморегулирующимся типом проводника, с ним не требуется установка датчика температуры. Обгорев водостока подразумевает применение щита управления, который включает в себя:

• Входной трехфазный прибор автоматического отключения электричества.
• УЗО
• Четырехполюсный контактор
• Однополюсные приборы автоматического отключения на каждую фазу
• Автомат защиты термостата
• Сигнальная лампа

Помимо этого, применяются следующие компоненты:

• Силовые и сигнальные кабели
• Монтажные коробы
• Муфты для плотного соединения
• Законцовки для кабелей

Если труба водостока сделана из полимерных материалов, удельная мощность устройства должна быть меньше семнадцати ватт на метр, если не соблюсти это условия труба начнет плавится от нагрева.

Также необходим регулятор температуры для систем антиобледенения кровли (например, РТ-200) или метеостанция. Удобнее пользоваться метеостанцией, поскольку она не требует ручного выключения всей системы при отсутствии осадков, но стоит она дороже.

Кабель в водосточном желобе крепится на специальную монтажную ленту, которая небольшими полосками клеится поперек шнура. Чем толще лента, тем дольше она прослужит. Полоски ленты должны повторяться с шагом в четверть метра для резистивного типа и полметра для саморегулирующегося. Полоски ленты далее закрепляются заклепками и обрабатываются герметиком.

В водосточных трубах обогревающий проводник фиксируется при помощи термоусаживаемой трубки или ленты, как и в желобе. Если трубы выше шестиметровой высоты, дополнительно следует провести трос и закрепить на нем кабель для переноса нагрузки.

1. Шнур закрепляется на кровле монтажной лентой.
2. Устанавливаются монтажные короба.
3. Устанавливаются датчики термостата, сигнальный и силовой кабель.
4. Монтируется щит управления, замеряется сопротивление и тестируется УЗО.
5. Настраивается термостат и происходит запуск.

Нежелательно при установке крепления сверлить кровлю, из-за этого могут происходить протечки.

Кабели для обогрева труб структура и разновидности

Обогрев труб греющим кабелем возможен благодаря преобразованию электрической энергии в тепловую. По сути, такой кабель – проводник, отдающий в окружающую среду тепло при прохождении электрического тока. Составляющими готового изделия являются две медные жилы диаметром 1,2 мм2, саморегулируемый проводящий элемент и двойная изоляция с медной оплёткой между слоями.

Основные разновидности греющего кабеля:

• резистивный;
• с минеральной изоляцией;
• саморегулирующийся.

Продукция первого типа наименее надёжна. Внутри такого кабеля, по устройству зонального или линейного, одна или две жилы. Он применяется для обогрева труб сечением до 4 см. Эффективность изделия напрямую зависит от однородности среды на всё его протяжении. Если это условие не соблюдается, кабель перегреется и система выйдет из строя.

Греющий кабель с минеральной изоляцией имеет отличные диэлектрические характеристики, устойчив к ультрафиолету и действию электромагнитных полей.

Достоинства саморегулирующегося кабеля

Почему же так популярен именно последний вид греющих кабелей? На это есть несколько причин:

1. Температура на отрезке провода с меньшей теплоотдачей понижается независимо от температур на других участках.
2. Перепады напряжения не выведут изделие из строя.
3. Можно использовать кабель практически любой длины (длина ограничена 60-100 м).
4. Кабель можно располагать вперехлёст.

Параллельные скрученные жилы изделия выполнены из меди, одного из лучших проводников, гарантирующего стабильность напряжения по всей своей длине. Оболочка из термопластика предотвращает доступ влаги к жилам, а металлическая оплётка заземляет, экранирует и предотвращает механические повреждения изделия.

Обогрев пластиковых труб греющим кабелем обойдётся дороже, чем резистивным, но затраты на обслуживание будут ниже.

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.

Существуют различные варианты устройства нагревательной системы: от одиночного кабеля, протянутого вдоль наиболее критичного места, до целой сети кабелей с термостатом и датчиками.

На открытых местах кабель закрепляют зажимами и кронштейнами, в трубах – подвешивают на тросе или цепи.

Вариант устройства системы «антилед»:

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

Саморегулирующийся греющий кабель что такое пусковой ток

Основу саморегулирующегося греющего кабеля составляет графитовая саморегулирующаяся матрица. Именно благодаря ей греющие кабеля саморегулирующегося типа обладают всеми своими преимуществами, вытекающими из свойства изменять свою теплоотдачу в зависимости от температуры окружающей среды.

Эту саморегулирующуюся матрицу можно условно представить полупроводником:

При снижении собственной температуры графитовые «молекулы» соединяются, пропускают больше тока, больше выделяется тепла. При повышении температуры большинство «графитовых соединений» распадается, тока проходит меньше, снижается потребление греющего кабеля и теплоотдача.

В выключенном состоянии нагревательного кабеля саморегулирующаяся матрица находится в холодном состоянии. Поэтому в первые несколько секунд потребление греющего кабеля будет примерно раза в 2 больше номинальной величины (зависит от марки и производителя).

При включении саморегулирующегося греющего кабеля при значительных отрицательных температурах (-35 ºС) пусковой ток и потребление может увеличиваться в 3 раза от номинальной величины и даже более (зависит от марки и производителя).

Инженеры при проектировании обогрева больших и сложных объектов учитывают пусковые токи в расчетах.

В бытовом применении, устраивая обогрев труб, кровли, обогрев водостоков, обогрев канализации или обогрев открытых площадок, нужно учитывать, что при включении греющего саморегулирующегося кабеля в мороз в первые секунды кабель будет потреблять в 2-3 раза больше своего номинала.

Затем потребление плавно приходит к номинальному и может уменьшаться еще, если хорошо организована теплоизоляция.

Это нужно учитывать при подключении особо мощных кабелей больших длин (80 метров, например).

Пусковой ток измеряется в амперах, электрики про него хорошо знают и легко рассчитывают.

Разновидности

В продаже имеются 2 типа нагревательных кабелей:

• резистивный;
• саморегулирующийся.

Резистивный кабель требует подключение к электросети с обоих концов изделия, именно по этой причине многие владельцы выбирают саморегулирующийся кабель. Самонагревающийся кабель самостоятельно отслеживает изменения температурных колебаний, контролируя уровень нагревания. Греющий электрокабель для водопровода при достижении режима в 85 градусов приостанавливает функционирование.

Кабели различаются по методу монтажа: внутрь конструкции или снаружи трубопровода. Оба метода достаточно популярны, но в различных условиях. Если диаметр патрубка маленький, кабель устанавливается с внешней стороны трубы. Внутренняя установка обеспечивает экономию электрической энергии, ведь предварительно нагревается жидкость в трубе, а после и сама конструкция.

Кабель, монтируемый внутри трубы, при необходимости легко заменить. Для упрощенной замены нужно обеспечить минимальную численность углов, и предельно возможное укороченное расстояние.

Такая установка имеет и негативные стороны.

• Во время монтирования возникает риск повреждения термокабеля об острые торцы труб. Проверить повреждения невозможно.
• В дальнейшем в месте выхода кабеля из водопроводной системы может протекать.
• Кабель вокруг себя собирает различные загрязнения и ржавчину.

Проводник, установленный поверх трубы, обладает рядом преимуществ.

• С легкостью укладывается на любую трубу, имеется допустимость обогрева арматурного изделия (кран, фильтр).
• В период установки не требуются физические усилия, тем самым снижается риск повредить изделие.
• Существует низкая вероятность повреждения, так как на внешней стороне трубы нет заостренных элементов, в отличие от внутренней части трубопровода.
• С легкостью проводится демонтаж конструкции.
• Проводник не контактирует с водой, поэтому вероятность попадания изделия под напряжение снижена на 0.