Саморегулирующийся греющий кабель – эффективный инструмент для обогрева труб

Средства для обогрева водостока и кровельного свеса

Для предотвращения образования наледей в настоящее время используются различные системы обогрева водостоков и кровли, но в основе практически каждой из них лежит применение специального греющего кабеля и средств автоматики.

Рассмотрим подробнее, какие виды греющего кабеля и регулирующего оборудования существуют, какие из них будут предпочтительнее для выбора.

Какой греющий кабель выбрать

Существует два основных типа греющих кабелей для кровли и водостоков:

Резистивный кабель. На практике представляет собой обычный кабель, состоящий из металлической жилы и изоляции. Резистивный кабель обладает постоянным сопротивлением, постоянной температурой нагрева при эксплуатации и неизменной мощностью. Нагрев кабеля происходит от подключенной к электричеству замкнутой цепи.

Конструкция (схема) резистивного греющего кабеля

Саморегулирующийся кабель для обогрева водостоков и кровельных свесов более технологичен. Он состоит из греющего саморегулирующегося элемента (матрицы), реагирующего на температуру окружающей среды (водосточной трубы) и меняющего в зависимости от этого свое сопротивление и, соответственно, степень нагрева, а также изоляционной оболочки, оплетки и наружной оболочки.

Каждый из видов греющих кабелей способен обеспечить одинаково эффективный обогрев крыши и водостоков. Однако каждый из них обладает свойственными только ему преимуществами. Так, главным достоинством резистивного кабеля является его намного более низкая цена в сравнении с саморегулирующимся. При этом второй вид более эффективен в плане потребления электроэнергии и неприхотлив к условиям прокладки.

При повышении температуры на улице в матрице кабеля понижается количество проводящих ток путей, благодаря чему мощность и количество потребляемой электроэнергии падает. Температура саморегулирующего кабеля также снижается. Все это позволяет избежать необходимости в использовании датчика температуры, автоматически регулирующего работу кабеля.

Конструкция (схема) саморегулирующегося греющего кабеля Devi

Что касается расчета энергопотребления и выбора мощности греющих кабелей, то здесь нормой для изделий резистивного типа является кабель мощностью в пределах 18-22 Вт на погонный метр, для саморегулирующихся – 15-30 Вт на метр. Однако следует учесть, что в случае наличия водосточной системы из полимерных материалов мощность кабеля не должна превышать 17 Вт на метр погонный, иначе есть риск повреждения водостока вследствие чрезмерно высокой температуры нагрева.

Состав системы обогрева водостока и кровли

Помимо, собственно, греющих кабелей, системы обогрева также состоят из следующих основных компонентов:

• Крепежных элементов.
• Щита управления, обычно состоящего из:

1. входного трехфазного защитного автомата;
2. устройства защитного отключения, как правило, 30мА чувствительностью;
3. четырехполюсного контактора;
4. однополюсных автоматов защиты на каждую фазу;
5. автомата защиты цепи управления термостата;
6. сигнальной лампы.

Компонентов распределительной сети:

1. силовых кабелей, служащих для питания греющих кабелей;
2. сигнальных кабелей, соединяющих датчики термостатов с блоком управления;
3. монтажных коробок;
4. муфт, обеспечивающих герметичность соединений и законцовок всех типов кабелей.

Преимущества и недостатки

Выделим основные преимущества саморегулирующегося кабеля:

1. Возможность разрезать на отрезки произвольной длины (обычно не менее 20 см). Свойства и характеристики изделия не изменятся. На поверхности отсутствуют непрогретые участки. Аналогично нет участков с чрезмерно высокой температурой.
2. В процессе монтажа провод или отрезки можно перекрещивать между собой. При обогреве водопроводов это даже рекомендуется делать. Кабель не будет перегреваться, поэтому не выйдет из строя.
3. Даже в случае обрыва провод сохраняет работоспособность. Обрыв токоведущей жилы не приводит к выходу из строя: до этого места кабель продолжает функционировать.
4. При обогреве труб данным кабелем можно применять элементы, расположенные внутри. Это приводит к увеличению КПД.
5. Не требуется использовать датчики тепла и терморегуляторы. Кабель подключается напрямую к источнику напряжения или через выключатель.

Не обошлось и без недостатков. Основным из них является стоимость изделия. В зависимости от модификации при идентичной мощности и длине саморегулирующийся кабель можно стоить в два или три раза дороже резистивного или зонального изделия.

Другим существенным недостатком является то, что с его помощью на обогрев сильно замороженного участка уходит больше времени. В иных случаях его мощности может попросту не хватить. Таким образом, саморегулирующийся провод предназначен для постоянного нагрева, поддержания номинальной температуры. С другой стороны, низкое потребление электроэнергии позволяет это сделать без существенных затрат.

Эксплуатационные характеристики греющих кабелей

Электрические кабели для обогрева водоотводов и кровли работают в сложных условиях – под воздействием влаги, отрицательных температур, механических нагрузок. Поэтому необходимо, чтобы кабели обладали следующим набором характеристик:

• герметичностью оболочки и стойкостью к атмосферной влаге;
• стойкостью к УФ-излучению;
• способностью не изменять свои свойства при высоких и низких (отрицательных) температурах;
• высокой механической прочностью, позволяющей противостоять нагрузкам от снега и льда;
• безопасностью, связанной с высокими электроизоляционными свойствами.

Поставляются кабели в бухтах или готовых греющих секциях – отрезанных фрагментах фиксированной длины с муфтой и питающим проводом для подключения к сети.

Секции – более удобный вариант, монтировать который проще. Кабель в бухтах, как правило, применяют для водоотливов и кровель сложной конфигурации, для которых стандартные секции не подходят.

Коротко о главном

В первую очередь, важно правильно выбрать кабель для обогрева трубопроводов

Различают саморегулирующий и резистивный виды кабеля, которые используются для водопровода

При выборе кабеля обращают внимание на число жил, тип сечения, термостойкость, длину, наличие оплетки и другие характеристики

Для водопровода обычно применяют двухжильный или зональный провод.

Из способов установки провода, лучше отдать предпочтение наружному. Крепить кабель внутри трубы следует только в том случае, когда нет возможности провести монтаж снаружи. В целом, внутренний и внешний монтаж технологии практически не отличаются между собой, но второй способ минимизирует риск образования засоров, а также увеличит срок эксплуатации проводки.

Оценок 0

Какой греющий кабель выбрать для подогрева канализационных труб

Для решения этого вопроса сравним достоинства и недостатки вышеперечисленных проводов для обогрева. Резистивные одно-, двухжильные и зональные можно обобщить из-за их схожести.

Резистивные и зональные греющие кабели

Достоинства резистивных (в том числе и зональных) греющих кабелей:

• Простота устройства;
• Сравнительно низкая стоимость;
• При длительном использовании стабильность удельного сопротивления;
• При правильном монтаже длительный срок службы.

Недостатки:

• Невозможность изменять длину (в зональных эта проблема частично решена, но длина меняется ступенчато);
• Необходимость наличия терморегулирующего устройства;
• При близком расположении греющих проводов, при их переплетении и даже при загрязнении поверхности изоляция значительно перегревается. Перегрев изоляции ведет к ее преждевременному старению и возможному замыканию;
• Требовательность к установке.

Саморегулирующий кабель

Достоинства саморегулирующего кабеля:

• Не требует отдельного терморегулятора;
• Возможность отрезать метраж любой длинны (не меньше 1,5м и не больше указанного в паспорте);
• При монтаже допускаются приближение и скрещивание проводов, что значительно упрощает прокладку;
• Регулирование температуры происходит самостоятельно в каждой точке, по всей длине. Это полностью исключает его перегрев;
• Температура поверхности по всей длине практически одинакова.

Недостатки:

По сравнению с резистивными, у этого изделия высокая стоимость.

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.

Применение греющего кабеля в системе водопровода: фото

Резистивный греющий кабель принцип работы. Как устроен резистивный греющий кабель

Резистивный греющий кабель отличается от других нагревательных элементов незначительными габаритами и простотой в установке. В качестве греющего элемента в устройстве используется проводник, который обладает высоким сопротивлением. В этой статье мы рассмотрим устройство и принцип работы резистивного нагревательного кабеля.

Конструктивные особенности

Как устроен проводник? В основу его конструкции входят стальные жилы (одна или две) в зависимости от этого резистивный нагревательный кабель разделяется на два вида: с одной и с двумя жилами. Токопроводящую жилу изолируют специальным материалом. В некоторых видах в конструкцию входит два слоя изоляции. На изолирующий материал наносится защитный экран из металла (экранизирующая оплетка). Ее назначение – это защита от механических повреждений, а также использование в качестве заземления. Для полноценной защиты применяется наружная защитная оболочка.

Резистивный греющий кабель с одной жилой обладает одной нагревательной токопроводящей жилой, которая занимает всю длину конструкции. Применение такого устройства считается самым оптимальным по затратам, так как он устойчив к воздействию высоких температур пластика. Электропитание подводится с двух сторон приспособления. Такая схема может образовывать некоторые границы в плане монтажа, так как возникает надобность возвращать греющий проводник к точке его соединения. Также возникает необходимости использовать дополнительные системы питания.

Конструкция с двумя жилами включает два провода: нагревательный и токопроводящий. Электрический ток подается на один конец провода, а на другой конец устанавливается муфта. При составлении проекта этот вариант конструкции использовать гораздо комфортнее.

Принцип работы

Принцип действия конструкции описывает закон Джоуля-Ленца, в котором говорится, что при равномерной силе электрического тока по всей длине цепи, в любом участке будет выделяться тепло. Чем выше сопротивление на этом участке, тем сильнее тепло. Другими словами принцип работы похож на электрический нагреватель: по проводнику протекает ток, который выделяет тепло. Оно будет сильнее, если сопротивление проводника и сила электрического тока будет больше.

Поэтому, резистивный нагревательный кабель содержит греющий элемент, который состоит из сплавов с незначительным поперечным сечением и с высоким сопротивлением. Продается он определенной длины, каждый кусок проводника обладает постоянным сопротивлением и способностью выделять одинаковое количество тепла.

Принцип работы одножильного проводника состоит в следующем: так как подключение к электроэнергии происходит с двух концов, то резистивный греющий кабель протягивается петлей так, чтобы два конца изделия находились в одном месте. Такое подключение изображено на схеме ниже (слева):

Принцип действия двухжильного резистивного кабеля отличается от предыдущего. Применение двух жил позволяет не подводить два конца изделия в одно место. На правой схеме указано правильное подключение.

Как правило, такой принцип работы дает возможность применить устройство в домашнем хозяйстве и обогревать трубы незначительных размеров. А для того чтобы работа происходила правильно, допустимо применение труб, диаметром не больше 40 мм.

Преимущества и недостатки

Принцип действия резистивного кабеля предполагает свои плюсы и минусы. Достоинства изделия следующие:

• доступная стоимость;
• несложное устройство;
• при правильном монтаже служит несколько десятков лет;
• значительные показатели удельного сопротивления;
• при длительном использовании сохраняется стабильность параметров.

Резистивный греющий проводник также обладает и своими недостатками. К ним относят:

• невозможность удлинить или укоротить устройство, так как длина у него фиксированная;
• в случае выхода из строя, необходимо полностью менять греющий кабель, варианта замены определенного участка нет;
• если нагревательный элемент находится рядом с другим подобным, или провода переплетаются, то это приводит к их перегреву, а также к нарушению изоляции и замыканию.

Вот мы и рассмотрели устройство, принцип работы, а также основные плюсы и минусы резистивного греющего кабеля. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и понятной!

Видео описание

Как сделать заземление водопровода показано в видео:

Чаще всего для самостоятельного монтажа выбирается линейный способ укладки кабеля.
Уровень теплоотдачи напрямую зависит от того, какие трубы установлены в помещении

У пластиковых труб этот показатель не будет высоким, а значит, при монтаже греющего кабеля для водопровода потребуется обматывать трубы алюминиевой фольгой.
Перед тем, как крепить кабель снаружи металлической трубы, важно убедиться в отсутствии ржавчины. Если она есть, требуется зачистка и обработка специальным антисептиком

Если этим пренебречь, то в будущем есть риск повреждения изоляции.
Если крепление осуществляется снаружи, то расстояние между изоляционными жгутами не должно быть более 30 см. Если сделать более широкий шаг, то через время крепёжные элементы разойдутся.
На практике некоторые мастера протягивают сразу два провода, чтобы повысить скорость нагрева. Важно, чтобы между кабелями присутствовало небольшое расстояние.
Для крепления к пластику, лучше использовать специальные хомуты.

Крепление хомутами и теплоизоляция в разрезе Источник yandex.net

• Если решено закручивать провод по спирали, то изначально труба обматывается металлизированным скотчем.
• Для фиксации утеплителя лучше использовать специальные стяжки. Их можно приобрести в любом строительном магазине.
• Необходимо полностью изолировать термодатчик от электрокабеля, чтобы исключить риск замыкания и возгорания. Для этого требуется не только соблюсти расстояние между этими устройствами, но также сделать изоляционную прокладку специальным материалом.
• Обогрев трубопроводов греющим кабелем с помощью терморегулятора обеспечит постоянную поддержку температуры. Этот прибор лучше монтировать рядом с электрощитом или непосредственно в нем. Не лишним будет установка УЗО.

Провод с терморегулятором Источник www.elektrikaup.ee

Саморегулирующийся кабель. Что представляет собой саморегулирующийся провод

Конструктивно саморегулирующийся кабель представляет собой гибкий провод, по которому протекает электрическая энергия. Именно это приводит к его нагреванию. Чтобы процесс повышения температур не привел к возгоранию или выходу из строя кабеля и расположенных рядом объектов, изделие способно самостоятельно регулировать свою мощность в зависимости от температуры окружающей среды. Наблюдается простая зависимость: чем ниже «ртутный столбик», тем горячее кабель. Удивительно то, что процесс нагрева может происходить исключительно на конкретном участке, где это необходимо. Если какая-то часть кабеля находится в условиях комнатной температуры, то мощность будет ниже, и соответственно, нагреваться изделие не станет.

Если рассматривать устройство греющего провода глобально, то можно выделить три основных компонента:

• проводники из различных металлов, по которым протекает электрическая энергия;
• «умная» матрица из полимерных веществ, заставляющая кабель адаптироваться под температуру окружающей среды и регулирующая процесс выработки тепла;
• изоляционная оболочка, состоящая из множества слоев.

Основным элементом, объясняющим принцип действия греющего кабеля, является полимерная матрица. Благодаря ее наличию у провода проявляются саморегулирующие свойства. Матрица состоит из мелких частиц, поэтому ее отдельные элементы регулируют нагрев независимо друг от друга. Таким образом, вам не придется подключать различные датчики и прочую электронику для качественной регулировки температуры.

Другая полезная опция кабеля заключается в том, что вы можете самостоятельно выбрать необходимую длину. Возьмите обычные ножницы и перережьте изделие там, где вам нужно. Подключите к сети, в результате чего оно будет работать без изменений. Аналогично саморегуляции на каждом сантиметре элементы кабеля функционируют и работают независимо друг от друга. Случайный обрыв не приведет к выходу из строя. Но такие ситуации редки, поскольку конструкция кабеля характеризуется повышенной прочностью.

К основным полезным свойствам греющего кабеля можно отнести:

1. Повышенная устойчивость к механическим воздействиям. Это обусловлено наличием качественной многослойной изоляции.
2. Устойчивость к воздействию влаги. Его можно без проблем эксплуатировать в водной толще. Основное условие для этого – выполнить качественную изоляцию при помощи термоусадочных трубок.
3. Экономичность. Поскольку кабель самостоятельно регулирует мощность, то изделие никогда не работает «просто так».

Высокая прочность обусловлена многослойностью, причем два первых слоя состоят из медных проводников и полимерной матрицы. Уже поверх них устанавливается изоляция из разных материалов (например, фторполимеров или полиолефина).

После этого идет слой брони, в качестве которого применяют медную оплетку. Наконец, поверх всего этого размещают дополнительный полиолефиновый слой. Подобная конструкция значительно повышает выносливость и прочность изделия. Медная оплетка также функционирует в качестве защиты от электромагнитного излучения.

Варианты установки греющего кабеля

Существует два варианта размещения кабеля:

• снаружи трубы;
• внутри трубопровода.

Монтаж нагревателя снаружи трубы проще. Обычно его прикрепляют вдоль трубопровода или, если позволяет длина, обвивают трубу для большей равномерности. Для фиксации к поверхности используется обычный или металлизированный скотч, устойчивый к нагреванию. Поверх одевается слой утеплителя. Наиболее правильный вариант — полистироловая или пенополиуретановая скорлупа, которая легко устанавливается и эффективно удерживает тепловую энергию.

Установка греющего элемента внутри трубопровода позволяет получить значительно больший эффект. Она применяется в случаях, когда система расположена близко к поверхности земли или вовсе находится на открытом участке. Саморегулирующий греющий кабель для канализации внутри трубы позволяет надежно защитить как обычную, так и ливневую систему, которая в холодное время года остается практически неиспользуемой. Остатки стоков замерзают, периодически пополняются при потеплениях и в конечном счете образуют ледяной затор, способный разорвать трубопровод. Однако, установку нагревателя можно производить только в трубах достаточно большого диаметра, иначе он станет причиной частых заторов и вместо пользы принесет только лишние заботы.

Пример утепления труб

Нагревательные кабели (виды)

Резистивный

Производят в одно- и двухжильном исполнении. Основой изделия такого типа является токопроводящая (нагревательная) жила, которая при прохождении электрического тока выделяет тепло по закону Джоуля-Ленца. Нагревательная жила изолируется, как правило, термостойким материалом (например, фторопластом). В некоторых видах используется двойная изоляция. Далее располагается металлическая экранирующая оплетка в виде сеточки из тонких проводников или просто фольги. Эта оболочка защищает его от механических повреждений, а также является экраном. Поверхность провода покрыта термостойкой оболочкой.

Рисунок 2. Конструкция резистивных кабелей

Работает этот кабель следующим образом. Если он одножильный, то подвод электроэнергии необходимо осуществлять с двух сторон (как показано на рисунке внизу слева), а провод петлей равномерно распределять по всей длине, что крайне неудобно. Проблема двустороннего подвода питания решена в двухжильных изделиях, хотя принцип действия аналогичен, но выполнять монтаж и подключение более удобно (на рисунке внизу справа). Кроме этого для обоих видов необходимо использовать контроль температуры его поверхности при помощи терморегуляторов.

Рисунок3. Способы подключения одножильного и двухжильного резистивных кабелей

Зональный

Он является разновидностью резистивного, а точнее модифицированная версия двухжильного. Модификация заключается в том, что в нем добавлены короткие отрезки нагревательных спиралевидных проводов, расположенных с некоторым шагом. Теперь, в отличие от своего предшественника, его можно отрезать кусками нужной длины с определенным шагом.

Рисунок 4. Конструкция зонального нагревательного кабеля

Саморегулирующий

Представляет собой провод с двумя, параллельно расположенными, медными жилами, между которыми находится полупроводник. Эта конструкция покрывается защитными, электроизолирующими и экранирующими оболочками. Удельное сопротивление электрическому току полупроводника прямо пропорционально его температуре. То есть чем выше его температура греющего, тем сопротивление между двумя жилами возрастает и наоборот. Как и у предыдущих изделий, тепло выделяется по тому же закону (Джоуля-Ленца) но не в токоведущих жилах, а в разделяющем их полупроводнике. Поскольку его проводимость зависит от температуры, то величина тока тоже будет меняться, а, следовательно, и мощность. По сути, этот провод сам себе нагреватель и терморегулятор на любом его участке по всей длине. Соответственно количество тепла на каждом участке будет выделяться по-разному, таким образом, что независимо от внешних условий температура его поверхности будет практически одинакова в каждой точке.

Рисунок 5. Принцип саморегулирования проводимости греющего кабеля

Индуктивный

Такой нагревательный кабель состоит из изолированной токопроводящей жилы, намотанной вокруг ферромагнитного сердечника, которым является труба. Переменный ток создает переменный магнитный поток, который индуцирует в ней вихревые токи, а они ее и нагревают.

Такой нагрев считается устаревшим и сейчас используется крайне редко. Это связано не только с низким КПД, но и с тем, что его можно применить лишь для труб из металла.

Способы монтажа

Монтажные работы могут выполняться двумя основными способами:

1. Когда провод крепится снаружи трубы.
2. Когда — устанавливается внутри нее.

Оба метода имеют свои нюансы. При выборе способа прокладки кабеля также нельзя забывать о дополнительной теплоизоляции трубопровода.

Линейный способ

Чаще проводят монтаж провода линейно, когда кабель для обогрева водопроводной трубы крепится снизу. Несмотря на простоту, способ имеет свои преимущества, основной из которых — защита. В этом случае будет минимизирован риск нарушения целостности проводки, а нагревательный элемент не пострадает от механических повреждений сверху. Крепить электрокабель следует в нижней части. Фиксация должна быть крепкой. Тогда мороз не прихватит водопровод, в случае резкого понижения температуры.

Крепление вдоль трубы Источник prom.st

Кольцевой метод

Спиральный способ позволяет размещать проводник по внешнему радиусу трубы. Этот вариант необходим для местности с низкими температурами в зимний период. За счёт кольцевого оборота, водопровод лучше нагревается. Минус способа только в том, что потребуется более длинный кабель

Чтобы увеличить нагрев и правильно закрепить изделие, важно соблюдать шаг пересечения не чаще, чем 5 см

Кольцевая намотка греющего кабеля Источник www.dobroeteplo174.ru

Монтаж отдельных узлов при прокладке кабеля снаружи трубы

Если требуется установить кабель на отдельных металлических опорах, потребуется больше материала, чтобы организовать лучшую теплоизоляцию. Для этого применяется только саморегулирующий провод. Сложность может вызвать монтаж термодатчика, который будет препятствовать перегреву конструкции. Он должен быть размещён в той точке, где будет самый низкий показатель нагревания

Важно соблюдать расстояние датчика от кабельной линии: не ближе метра

Заключение

Системы обогрева трубопроводов, оттаивания кровель, водостоков и карнизов, теплые полы — все, что основано на работе греющего кабеля — находят все большее применение в России, где это особенно актуально из-за сурового климата.

Системы обогрева — это комфорт и безопасность. От грамотной эксплуатации зависит сохранность трубопроводов и прочих систем, их долговечность и, следовательно, сохранность бюджета.

Что касается расхода электроэнергии — современные технологические решения позволяют создавать энергоэффективные системы обогрева с величинами потребления, которыми можно пренебречь.

Известный поставщик кабельной продукции данного типа в России — компания «Аварит», являющаяся официальным дистрибьютором торговой марки Heatus в России. Каталог продукции Heatus в ассортименте «Аварит» включает системы кабельного нагрева полов, труб, кровель, площадок, оборудования, грунта. Компания производит доставку заказов в любой регион России. Офисы «Аварит» и складские площади находятся в Санкт-Петербурге, Москве, Оренбурге и Самаре.