Резистивный греющий кабель принцип работы, плюсы и минусы


СОДЕРЖАНИЕ:

Саморегулирующийся кабель — «умные» технологии на службе человека

Востребованность саморегулирующегося греющего кабеля у домохозяйств и в промышленности растет с каждым годом. Приход первых осенних заморозков, внезапное наступление минусовой температуры на улице очень часто становится неожиданностью для владельцев частных домов и руководства административных и производственных сооружений. Возникает риск замерзания и разрыва водопроводных и канализационных труб, обледенения ступенек, на крыше образуются сосульки, которые обрываются и наносят ущерб. Саморегулирующийся нагревательный кабель в этой ситуации становится универсальным и эффективным решением по борьбе с антиобледенением.

Общая характеристика и отличия саморегулирующегося кабеля

Саморегулирующиеся нагревательные кабели – это целая линейка нагревательных кабелей и лент, разработанных благодаря полупроводниковым нанотехнологиям, отличительной особенностью которых является самостоятельное изменение мощности на разных участках одного и того же отрезка в зависимости от окружающей температуры. Они пользуются популярностью при установке систем антиобледенения, обогреве бытовых труб, а также нефте- и газопроводов.

Нагревательные кабели для систем антиобледенения должны соответствовать строгим критериям по уровню надежности и срока службы. На практике в качестве подобных соединений чаще всего применяют два вида электрокабелей: резистивные и саморегулирующиеся.

Резистивные кабели с постоянной мощностью представляют герметичную жилу из меди, имеющую сопротивление всей цепи постоянному току (т.н. омическое сопротивление) и покрытую специальной защитной оболочкой. Данная жила одновременно играет роль элемента накаливания. Подобные соединения обладают конкретной протяженностью, а их способность выделять тепловую энергию никак не связана с температурой воздуха.

У саморегулирующихся кабелей в роли элемента нагрева выступает проводящая матрица на базе углеродного полимера, способного изменять такую характеристику как проводимость в зависимости от температуры окружающей среды. Кабель выделяет оптимальную мощность обогрева точечно именно там и тогда где это необходимо. По мере того как окружающая температура падает, выделяется больше тепла. И наоборот, при повышении температуры выделяется меньше тепла.

Недостатков, связанных с излишним повышением температуры или, наоборот, с его нехваткой тут не бывает. Кроме того, за счет наличия устройства автоматического регулирования создается большая экономия электроэнергии. В частности, системы защиты от образования льда на резистивных соединениях (постоянных по мощности) расходуют вдвое большее количество энергии, чем такие же структуры на саморегулирующемся типе соединений. Вдобавок к этому, системы электрообогрева с автоматической регуляцией обеспечивают максимальную безопасность, а для экстремальных и трудных условий использования производятся особые виды электрических соединений согласно нормам американского института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике и европейского комитета электротехнической стандартизации.

Такая система обогрева гораздо более совершенна и безопасна, чем резистивная и способна даже без дополнительной автоматики обеспечить самый оптимальный режим обогрева. Ее монтаж более удобен так как кабель можно резать на месте установки именно той длины, которая нужна для конкретных целей.

Принцип работы и конструкция

Саморегулирующиеся ленты и кабели изменяет мощность и выделение тепла, учитывая температуру атмосферы, т.е. они постоянно чувствуют перепады температуры без каких-либо дополнительных сенсоров. В итоге различные места соединения кабеля с обогреваемым объектом могут обладать отличающейся температурой, а смежные с соединением устройства и механизмы будут повышать свою температуру в разной мере.

Для подачи напряжения по всей длине саморегулирующихся лент, не пересекаясь, встроена пара медных многожильных проводников. На них подается постоянное электрическое напряжение. Между проводниками электричества размещен ключевым элементом кабеля — специально изготовленная полупроводниковая углеродистая полимерная матрица с обозначением PTC (Positive Temperature Coefficient – Позитивный Температурный Коэффициент). Смысл эффекта PTC состоит в том, что углеродистый наноматериал, составляющий матрицу при достижении порогового значения меняет свое сопротивление и выделяет меньше мощности. У каждого производителя саморегулирующегося кабеля есть своя уникальная секретная технология или рецепт производства матрицы (как рецепт изготовления хлеба у каждого пекаря). Причем рецепт сажи, из которой делается матрица, отличается для различных по мощности и назначению типов самрега. В процессе производства сажа проходит процесс «сшивания» путем облучения ускорителем электронных частиц. Это необходимо, чтобы помочь матрице сохранить характеристику PTC и полимерную устойчивость при многократном нагреве-остывании.

Известно также, что в структуре матрицы помимо частиц графита добавляются мелкие металлические нано-частички для проводимости тока внутри всей структуры. Разогретая матрица расширяется, разрываются проводящие металло-графитовые мостики. В результате увеличивается сопротивление участка, уменьшается ток, уменьшается тепловыделение. При остывании происходит обратный процесс: матрица ужимается, количество каналов связи между токопроводящими металлическими наночастицами становится больше, сопротивление силовой части уменьшается, мощность и выделение тепла возрастает.

Защитная внутренняя изоляция из Полиолефина или Фторполимера защищает матрицу от износа и влаги, а дополнительная оплетка из металла осуществляет функцию механической защиты и заземления одновременно. Наружная оболочка кабеля покрывается также Полиолефином или Фторполимером. При необходимости в состав оболочки добавляются элементы, стойкие к УФ-излучению, если кабель предназначен для размещения на открытом солнце.

При подключении саморегулирующегося электрокабеля к сети начинается накал матрицы по всей протяженности. Затем, в зависимости от величины нагрева, происходит уравновешение, т.е. различные места соединения будут выделять отличающуюся по величине мощность тепловой энергии.

История изобретения саморегулирующегося кабеля

Считается, что прообраз саморегулирующегося кабеля появился в Норвегии во время Второй мировой войны. 16 сентября 1940 (т.е. еще до начала военных действий в этой стране) под номером 747 883 в Осло был опубликован патент, автором которого был Педер Гуннар Слетнер. Однако в связи с войной и оккупацией, данный патент не был рассмотрен. Его автор вынужден был эмигрировать в США и только в 14.05.1947 он заново представил свой текст в Ведомство по патентам и товарным знакам США. Документы внимательно изучались комиссией более двух лет. В итоге 17.01.1950 года данный патент был официально опубликован Ведомством под уникальным номером US2494589 A.

Согласно опубликованного текста, было запатентовано изобретение, представляющее структуру из двух или большего количества проводников электричества с противоположной полярностью (фазовых и нейтральных). Проводники электричества идут параллельно друг другу, не пересекаясь, но, в то же время, они соединяются между собой благодаря n-ому числу контактов (резисторов), параллельных подключенных к ним. Резисторы представляют собой тонкие проволочные спирали из металла высокого сопротивления. Следует отметить, что в тексте патента пока что вообще отсутствуют упоминания о компонентах (материалах) современных саморегулируемых систем — полимерной матрице. На тот момент химия не была способна синтезировать такие сложные материалы. Вместо этого Педер Слетнер предлагает нам фактически тот же самый резистивный кабель, обладающий одним уникальным свойством: его можно было резать на любые длины, не беспокоясь об изменении его характеристик после отреза. Таким образом был изобретен зональный кабель.

Кабель Слетнера имеет существенное преимущество перед резистивными кабелями – при перегорании одного резистора (соединителя токопроводящих жил), система продолжает работать в полноценном режиме. Перестает греть только ее небольшой участок. Это изобретение давало большие перспективы при использовании такого кабеля в системах электрообогрева.

После патента Слетнера, пошла череда патентов по доработке его изобретения. В частности, патенты 3757086 и 4037083 предлагали различные варианты сплавов резисторов (нихром, фехрал) для увеличения выделяемой мощности и КПД греющего кабеля. Но это не решало вопрос саморегуляции системы.

Технология параллельного соединения греющего кабеля, позволяющая резать и муфтовать нагревательный кабель любых длин, стала использоваться в коммерческих целях c 1971. Данную технологию выкупила и стала использовать для коммерческих целей американская компания Raichem, в настоящее время мировой лидер в производстве нагревательных кабелей.

Далее, на протяжение почти 20 лет следовала целая череда патентов, в основном американских авторов, которые стали предлагать решения, позволяющие зональному кабелю выделять температуру, отличающуюся на разных участках одного и того же отрезка.

Впервые о решении вопроса автономного регулирования температуры кабеля было заявлено в патенте US4250400 A от 10.02.1981 г. В нем предлагалось посередине спиральных резисторов (проводов высокого сопротивления) подключать небольшой термостат в виде таблетки. Этот дисковый термодатчик выступал за пределы кабеля и должен был контактировать с обогреваемой поверхностью. При увеличении температуры поверхности, сопротивление термодатчика увеличивалось, что уменьшало линейно протекающий электрический ток. В итоге мощность кабеля падала. Таким образом, появился первый в истории саморегулирующийся кабель. На схеме ниже изображена схема данного изобретения.

И только, спустя 10 лет, 16.06.1992г. появляется патент US5122641 за авторством Роберта М. ДеЧурча, в котором уже явно начинает обсуждаться полимерная матрица, как нагревательный элемент кабеля. В патенте ничего не говорится о составе полимера, упоминается только, что это могут быть «различные материалы», например, графитовая или угольная стружка. Зато в запатентованном изобретении уже имеются ориентировочные чертежи технологического процесса производства полимерной матрицы.

В начале 90-х годов на рынке начинает появляться первый полноценный саморегулирующийся кабель с полимерной матрицей. Вначале, это кабели производства Raichem (США), затем Heat Trace (Англия), BARTEC (Германия) и т.д.

В странах СНГ кабель вышеуказанных производителей пришел в конце 90-х годов и вначале из-за дороговизны использовался только в системах обогрева газо- и нефтепроводов. Далее в 2000-е годы появился более доступный саморегулирующийся кабель из Ю.Кореи, где некоторые заводы выкупили секрет технологии производства матрицы. Примерно в то же время отдельные европейские и американские производители стали выпускать продукцию под своим брендом на заводах Китая. Однако в дальнейшим, этим заводам было разрешено производить свой небрендированный кабель с отсутствием контроля качества западных производителей. В результате цены на этот продукт существенно снизились, и теперь средняя цена самрега для антиобледенения составляет 5-7 $ за 1 погонный метр. Однако встречаются китайские образцы и за 3-4$. Естественно, это не касается высокотемпературных специализированных кабелей для промышленных целей, где цена за 1 м погонный доходит до 50$ и выше.

В настоящее время отдельные российские производители заявляют о том, что обладают технологией производства саморегулирующейся матрицы. Однако качество такой матрицы еще очень сырое, пусковые токи высоки, а срок службы сильно ограничен. Поэтому основная линейка дорогих кабелей для промышленного электрообогрева выпускается у них на базе матрицы, закупаемой у европейских либо американских заводов.

Достоинства и недостатки саморегулирующихся систем обогрева

Достоинства:

  • Отсутствие перегрева. Саморегулируемые термокабели можно перекрыть друг другом без любого риска перегреть их. Их пересечение друг с другом не наносит никакого вреда. Это имеет немаловажное значение для регулировочнозапорных механизмов, например, когда нужно обмотать задвижку на трубе. Также случается, что греющий кабель в системах антиобледенения закрывается грязью, листьями и прочим мусором. В этом случае обычный резистив сгорит в то время как самреги будут надежно работать;
  • Удобство нарезки. Такие кабели можно отрезать из общей бухты по не обходимой длине сразу на месте «в поле». Это дает дополнительную гибкость, когда планы не соответствуют ситуации «реальной жизни» на месте. Подобные соединения можно делить на куски необходимой протяженности с предельной длиной до 0,7 — 0,15 км (в зависимости от типа самрега). В отличие от них, резистивные кабели обладают четко установленной длиной;
  • Саморегулировка. В процессе эксплуатации не требуется устанавливать сложные многоканальные терморегуляторы, т.к. кабель резко снижает мощность после достижения определенной пороговой температуры. Этот режим идеален для антиобледенительных систем, где зачастую очень сложно по всей длине сечения поддерживать нужную температуру. Самрег же сам находит подходящую температуру под каждую зону;
  • Экономия электричества. За счет точечного выделения тепла там, где это требуется и минимального тепловыделения в местах, не требующих обогрева, саморегулирующий кабель гораздо экономнее резистивного. В системах антиобледенения резистивный кабель подключается как правило к одному термодатчику и выделяет тепло там, где находится датчик и требуется обогрев, так и в местах, где это не нужно.

Недостатки:

  • Пусковая мощность. При установке надо иметь в виду, что начальное напряжение может быть больше рабочего номинального напряжения максимум вдвое, а питающая сеть должна с этим справиться. Аналогичная ситуация складывается и с подбором регулирующей аппаратуры подходящей мощности;
  • Ограниченное тепловыделение. Повысить температуру в комнате посредством этого соединения за короткий срок невозможно. При нагреве комнаты, мощность кабеля падает, и он перестает так же интенсивно нагревать окружающее помещение;
  • Сравнительно высокая стоимость. Цена в расчете на 1 метр погонный саморегулирующегося кабеля в 2-3 раза выше чем у кабеля постоянной мощности. Это может сразу отпугнуть потребителя, не разобравшегося в вопросе. Если же посчитать экономию электроэнергии и остальные плюсы, то такое превышение цены вполне оправданно;
  • Относительно небольшая длина одного участка. В зависимости от типа кабеля, максимальный отрезок саморегулирующегося кабеля не может превышать 65-120 метров. У резистивов длина в разы выше. Это накладывает задачи по установке дополнительных точек запитки;
  • Ограниченный срок службы. Такой кабель в среднем служит около 10-15 лет. Далее его матрица начинает деградировать и существенно снижать мощность вплоть до 0.

Виды и типы «самрегов»

В бытовых системах электрообогрева в основном применяется низкотемпературный саморегулирующий кабель, который выдерживает разогрев до 85 C. Среднетемпературные и высокотемпературные кабели имеют значительно большую термостойкость и применяются как правило в добывающей и обрабатывающей промышленности.

По назначению саморегулирующиеся кабели и ленты классифицируют:

  • Для обогрев бытовых труб;
  • Для систем антиобледенения (обогрев крыш, водостоков, дорожек, площадок);
  • Для промышленного обогрева (обогрев нефте- и газопроводов, промышленных емкостей).

По наличию экранирующей оплетки кабели делятся на:

За счет наличия экрана цена кабеля возрастает в 2 раза, поэтому в обычных бытовых местах обогрева, которые не подвергаются механическим воздействиям и мало контактируют с человеком рационально приобрести неэкранированный вариант.

По линейной мощности (мощность на 1 метр погонный) бывают следующих основных видов:

  • 10Вт/м.пог. – для обогрева внутри труб;
  • 15 Вт/м.пог. – для обогрева внутри и снаружи труб;
  • 24 Вт/м.пог. – обогрев крыш, дорожек, снаружи трубы;
  • 30 Вт/м.пог. – обогрев крыш, труб и систем антиобледенения;
  • 40 Вт/м.пог. – обогрев крыш, водостоков, ендов, систем антиобледенения.

Также существует классификация по типу наружной оболочки:

  • С пищевой оболочкой – для обогрева внутри водопроводных труб и канализации;
  • С УФ-защитой – для размещения на крышах и местах, где много излучаемого солнцем ультрафиолета.

Помимо вышеуказанных, имеются узкоспециализированные кабели для промышленного обогрева, описание которых можно найти в соответствующем разделе нашего сайта.

Применение в народном хозяйстве

  • В строительных работах саморегулирующиеся кабели используются для охраны систем коммуникаций от обледенения. При этом электрическое соединение способно находиться во внутренней части трубопровода и на внешней стороне. Данное обстоятельство имеет значение тогда, когда трубопровод от колодца или системы сброса нечистот проложен на поверхности почвы, и нужно защитить его от обледенения в холодное время года. Аналогичная ситуация с фундаментами, находящимися на небольшой глубине. В этом случае трубопровод, идущий от насосной станции к гребенке, где расположены узлы управления, тоже требует дополнительной защиты от холода. Тут следует принять во внимание возможность отрезать часть соединения нужной протяженности, что во многом поможет сделать оптимальным расход электричества, требующийся для этой системы.

Для повышения температуры во внутренней части водопровода с пресной питьевой водой применяются соединения, гигиеническая безопасность которых подтверждена специальным документом. Такие кабели устанавливаются посредством особых сальников и взаимодействуют с питьевой жидкостью. Это профильные соединения, одобренные организациями, контролирующими обеспечение безопасности для окружающей среды;

  • Для защиты от образования ледяного покрытия на лестничных пролетах, площадках, автостоянках, приспособлений для подъема инвалидных колясок во избежание получения людьми различных травм, тоже используют соответствующие системы повышения температуры;
  • Для защиты от холода кровли и ее элементов, для противодействия обледенению систем удаления воды с крыши. Установка кабеля способна предупредить образование ледяной корки и сосулек. Если не предпринять эти шаги, то может быть нанесен вред крыше, трубам для удаления воды, сети кабеля. От падения ледяных образований с крыши может быть нанесен причинен вред как имуществу, так и жизни или здоровью людей;
  • В газовых, химических и нефтяных отраслях для повышения температуры внутри труб в холодной атмосфере (для того, чтобы не допустить их обледенения); для повышения температуры труб для повышения проходимости текущих по ним веществ (для того, чтобы не допустить появление очень плотных образований и сужений, мешающих проходимости);
  • Для регулировки температур резервуаров с продукцией нефтяной промышленности (масло, битум, гудрон и др.). То же самое справедливо для химически активных растворов, веществ и проч. Охранные мероприятия дают возможность предотвратить имущественный ущерб;
  • В пищевой отрасли повышают температуру водоотводных трубок холодильных установок, образуют в холодильных установках испарение, согревают лотки дренажа из отсеков холодильных установок, повышают температуру картеров поршневых видов помп перед их активацией в холодных условиях. Кроме того, саморегулирующиеся кабели выполняют повышение температуры отдельных резервуаров с запасами продовольствия, пресной водой и противопожарные емкости;
  • Для увеличения температуры земной поверхности в различных строениях сельхозназначения, включая теплицы и помещений для содержания скота. За счет систем на базе электрических соединений, способных к автоматическому регулированию, появляется возможность, затратив небольшие расходы, сформировать комфортные условия в подобных строениях в течение всех сезонов календарного года, что хорошо отражается на отрасли сельского хозяйства в целом.

Советы по выбору

Выбирая себе саморегулирующийся кабель, не всегда нужно ориентироваться на цену. Нужно учитывать для чего вы его будете использовать и в каких условиях он будет эксплуатироваться. Вот некоторые моменты, которые нужно знать перед покупкой:

  • Мощность кабеля. Для обогрева труб снаружи обычно используют кабели 16-30 Вт/м.пог., если кабель будет обогревать трубу изнутри, то 10-15 Вт линейной мощности вполне хватит. Для крыш и водостоков обычно используют самреги мощностью 30-40Вт/м.пог;
  • УФ-защитная оболочка. Если кабель будет лежать на открытом солнце и на него будет воздействовать УФ-излучение, то нужно покупать кабель с УФ-защитой;
  • Заземляющая оплетка. Саморегулирующиеся кабели продаются как с заземляющей оплеткой (экраном), так и без. Цена кабеля без «земли» примерно в 1,5-2 раза дешевле. Его целесообразно применять для обогрева труб, уходящих в землю, скважин, на крышах. Самое главное – это смуфтовать данный кабель надежной клеевой заделкой, чтобы обеспечить защиту от проникновения воды. Кабель с экраном более безопасен, однако, но значительно дороже, что не всегда оправдано, тем более что саморегулирующаяся нагревательная матрица у них одинаковая. Она определяет долговечность работы кабеля и в этом плане одинаковый по срокам службы кабель будет серьезно отличаться в цене;
  • Пусковая мощность. При включении любого саморегулирующегося кабеля его потребляемая мощность выше номинальной. У хорошего качественного саморегулирующегося провода мощность возрастает на 20-50%, у низкосортного самрега (как правило китайского производства) пусковая мощность может «взлететь» в разы. Это говорит о нестабильности матрицы и ее недолговечности. Также низкосортный кабель требует более мощные автоматы для запитки;
  • Воздушные полости. При покупке необходимо сжать пальцами кабель и провести ими по его длине. Некачественный кабель изготавливается не по стандартам и у него внутри будут нащупываться воздушные полости. Будет ощущение что вешняя оболочка отстает от внутренних частей кабеля. И, наоборот, если в процесс производства отлажен, соблюдена технология, то внешняя оболочка плотно сидит на кабеле, составляет с ним единое целое;
  • Толщина. Саморегулирующийся кабель как правило имеют ширину около 1 см и толщину 3-4 мм. На рынках Минска и в Областях продавцы, стараясь привлечь покупателя «красной» ценой, подсовывают китайский кабель. Доходит до того, что его ширина составляет немногим более 0,5 см. При такой толщине площадь выделяемого тепла гораздо ниже и такой самрег гораздо менее эффективен. А если матрица, которая в 2 раза меньше по размеру, выделяет аналогичное тепло, то срок ее работы недолговечен. К тому же есть вероятность что со временем питающие жилы могут замкнуться друг с другом из-за того, что в каких-то местах греющая матрица подплавиться или разрушится.

Особенности монтажа

Основной частью монтажа саморегулирующегося кабеля является его муфтирование и соединение с силовой частью. Для самостоятельного производства данных работ достаточно строго следовать инструкции, которые вкладываются в монтажные наборы, ну и самое главное, уважительно относиться к такому небезопасному явлению как электричество.

Для муфтирования саморегулирующегося кабеля вам потребуется:

  • Комплект термоусадок и обжимных клемм;
  • Плоскогубцы;
  • Строительный фен (в крайнем случае можно обойтись зажигалкой);
  • Канцелярский либо остро заточенный бытовой нож, небольших размеров;
  • Силовой провод (двухжильный – для кабеля без оплетки; трехжильный – для кабеля с оплеткой).

Сперва необходимо подготовить трехжильный (двухжильный) силовой кабель, аккуратно сняв часть наружной изоляции и сняв слой с изолятора каждого провода длиной около 1 см. С нагревательного провода ножом снимается основная изоляция длиной около 5 см. Переплетенную между собой и намотанную на внутреннюю часть кабеля проволочную оплетку экрана нужно раскрутить, а затем снова скрутить в 1 жилу. Она будет использована для заземления.

Отступив от края кабеля на 2 см, снимаем двойной изоляционный слой, под которым находится саморегулирующаяся матрица черного цвета. Ее нужно также вырезать острым ножом, оставив очищенными только идущие вдоль нее 2 медные жилы, длиной около 1 – 1,5 см.

На силовом трехжильном кабеле необходимо согнуть желто-зеленый провод в противоположную сторону, который будет использоваться для подключения заземления. Затем скрученная оплетка заземляющего провода соединяется с желто-зеленым проводом и фиксируется термоусадочной трубкой большего диаметра. Для этого на срезанную небольшую трубочку надевают нагревательный элемент и это место прогревает феном конструкцию до полной усадки.

Два других провода соединяются с 2-мя медными жилами нагревательного кабеля. Соединение проводов осуществляется таким образом: берем обжимные гильзы из комплекта для монтажа и одеваем эти гильзы с одной стороны на медные жилы греющего кабеля, а с другой — на оголенную часть силового провода и затем обжимаются плоскогубцами.

После того, как два основных провода надежно закреплены изолированными втулками, на стык надевают термоусадочные трубки меньшего диаметра и нагревают феном либо зажигалкой до уменьшения в объеме. В процессе нагрева из трубки выделяется клей, что позволяет надежно зафиксировать проводное соединение.

Второй конец саморегулирующей ленты также нужно изолировать с помощью оставшихся термоусадок. Для этого нужно сделать разрезать кабель вдоль пополам 0,5-1 см, стараясь не оголять медные жилы вдоль кабеля. Затем одну из получившихся половинок нужно срезать ножом а другую оставить в таком виде. Это делается с целью исключить замыкание медных жил между собой. Далее на конец кабеля одевается термоусадка и нагревается феном. Можно также обжать кончик плоскогубцами для плотного склеивания.

Подключение нагревательного элемента завершено, и вы можете устанавливать его в качестве главного элемента антиобледенительной системы.

Особенности нагревательного кабеля

Чтобы преобразовать электричество в тепловую энергию, используется нагревательный кабель. Технология востребована в умном доме. При рассмотрении кабеля учитывается классификация, свойства материала.

Описание

Провод нагревательный — это проводник с высоким сопротивлением, который способен вырабатывать тепло. Элементы используются для обогрева помещения, востребованы на даче, в квартире, в частном доме. Также провод может быть проложен по трубопроводу с целью повышения температуры воды. Внешне материал схож с коаксиальным проводником, служит отличным передатчиком тепловой энергии.

Интересно! Если посмотреть на материал в разрезе, предусмотрены жилы, а также изоляция.

Преимущества и недостатки

Рассматривая нагревательный шнур, стоит выделить основные достоинства:

  • безопасность использования,
  • разнообразие моделей,
  • значительная мощность,
  • гибкость материала,
  • выгодные цены,
  • долгий срок службы.
  • значительный диаметр,
  • легко повреждается,
  • невозможно произвести замену жилы.

Также при монтаже стоит учитывать степень защищённости. Кабель приписывают к электронагревательным приборам, а значит, есть риск получить повреждения от удара электрическим током.

Разновидности и их принцип действия

Нагревательный провод отличается по количеству жил, выделяют такие типы:

Классификация материалов в зависимости от схемы:

При рассмотрении типов стоит учитывать параметры, преимущества и недостатки. Принцип действия построен на эффекте Джоуля-Ленца. То есть напряжение преобразуется в тепловую энергию. Однако есть допустимый уровень, поэтому учитывается количество секций.

Одножильный резистивный

Резистивными называют проводники, у которых высокое сопротивление. Встречаются линейные, зональные варианты с одной токопроводящей жилой. Они характеризуются высокой стойкостью, могут применяться для обогрева пола.

Двухжильный резистивный

Резистивный тип считается подходящим для водостока либо кровли. Распространенными считаются линейные модели, которые работают по эффекту Джоуля-Ленца.

Важно! В промышленности провод встречается на предприятиях по изготовлению продуктов питания. Также элементы востребованы при обогреве пола.

Зональный

Зональный тип производится с двумя изолированными жилами. Изоляция отличается по классу и защитным свойствам. Если рассматривать структуру, предусмотрены отдельные секции, которые могут называться окнами. Данный вид кабеля не разрешается самостоятельно обрезать, поскольку можно повредить структуру.

Помимо токопроводящих жил изоляции имеется спираль, представленная в виде тонкой проволоки. Чаще всего она изготавливается из стали и необходима для повышения уровня сопротивления. Когда на кабель подаётся напряжение, происходит замыкание в секции, поэтому устройство сравнивается с резисторами.

Саморегулирующийся

Если взглянуть на конструкцию саморегулирующегося кабеля, практически нет отличий от зонального типа. Однако если разбирать токопроводящие жилы, при размотке видны две спирали, а внутреннее изолирующее покрытие отсутствует.

Секрет кроется в наличии проводящей матрицы. Она служит отличным проводником, выполнена в форме нити. За основу взят полимер, который отдаёт тепловую энергию и влияет на уровень сопротивления.

Особенности монтажа

При монтаже кабеля стоит придерживаться инструкции:

  1. замер сопротивления;
  2. отметка на полу;
  3. закрепление сетки;
  4. укладка кабеля;
  5. фиксация сетки;
  6. крепление монтажной коробки;
  7. повторный замер сопротивления;
  8. включение терморегулятора;
  9. формирование цементной стяжки.

Во время ремонта рассматривают варианты с теплоизоляцией пола и без неё. Обращается внимание на уровень поверхности, стоит использовать монтажную ленту.

Основные правила применения

Когда специалист работает с нагревательным кабелем, не стоит пренебрегать правилами:

  • учитывать рекомендации производителя;
  • допускается к работе только квалифицированный электрик;
  • производится расчёт мощности;
  • не допускаются механические воздействия;
  • нельзя растягивать провод;
  • учитывается рабочая температура;
  • проводится заземление кабеля;
  • нельзя работать при повышенном уровне влажности;
  • провод подключается в размотанном состоянии.

Отдельно предъявляются требования касательно подбора терморегулятора. Во время работы потребуется концевая муфта и цементно-песчаная смесь.

Лучшие производители нагревательного шнура


Если взглянуть на рынок, встречается продукция таких производителей:

IN-TERM — это чешский бренд, который выпускает кабели различной мощности (от 172 Вт). Заготовка отличается длиной минимум 8 м. Если взглянуть на ассортиментный ряд, наиболее распространённой считается продукция 550 Вт. Длина заготовки 27 м, то есть оптимальная площадь прогрева — 3.8 квадратных метра.

Информация указана, если делается шаг 14 см. Если рассматривать шаг 12 см, то показатель уменьшается до 3.2 квадратных метра.

Также на рынке встречается продукция торговой компании HEMSTETD. Она производит кабеля длиной от 8.9 м. Если рассматривать модели для обогревателей, самый длинный провод имеет длину 197 м. С таким проводом можно обогреть площадь более 24 квадратных метров (это если шаг составляет 12.5 см).

На каждый квадратный метр по данным производителя затрачивается мощность 140 Вт. При выборе кабеля 197 м с шагом 10 см разрешается греть площадь 119.7 квадратных метров. Общая мощность заготовки для водопровода составляет 3350 Вт. Чехи предлагают рассмотреть продукцию FENIX. Распространенными считаются провода серии ADSV.

Минимальная длина заготовок — 8.5 м при мощности 162 Вт. Если прокладывать провод шагом 14 см, он прогреет в мороз площадь помещения 12 квадратных метров. Двухжильный экранированный кабель для коммуникаций может иметь длину максимум 149 м с общей мощностью 2600 Вт. Если прокладывать его с шагом 10 см, материал сможет прогреть при замерзании помещение общей площадью 15 квадратных метров.

Интересно! Потребители также не исключают из списка продукцию GRAY-HOT, которая производится на территории Украины. Компания выпускает двухжильные нагревательные кабели.

Минимальная мощность заготовки для трубы — 92 Вт. Речь идет о проводе длиной 6 м, и если его укладывать с шагом 10 см, можно прогреть площадь 0.6 квадратных метров. Производитель предлагает рассмотреть изделие номинальной мощностью 1929 Вт. Заготовка имеет длину 128 м, если укладывать её с шагом 10 см, легко прогреть комнату общей площадью до 13 квадратных метров.

Для разнообразия стоит рассмотреть продукцию сильного бренда NEXANS. Она родом из Норвегии, производятся заготовки различной мощности. Если смотреть на небольшие товары, у них мощность стартует от 300 Вт. Кабель длиною 17.6 погонных метров способен прогреть площадь 2.2 квадратных метра. Производитель предоставляет проводку мощностью максимум 3100 Вт.

Провода данной серии имеют длину 185 м, рассчитаны на квадратуру 23.2 квадратных метра. Отдельно предлагается рассмотреть двухжильный экранированный провод более высокой мощности.

Если говорить о немецком качестве, стоит упомянуть про бренд SHTOLLER. Производитель принял решение выпускать только двухжильные экранированные провода мощностью от 200 кВт. Максимальный показатель данной серии — 3000 Вт. Заготовка имеет длину 150 м. Товар рассчитан для квадратуры 18.7 квадратных метра.

Каждый электрик должен знать:  Механические характеристики электродвигателей и производственных механизмов

Выше описаны понятие и свойства обогревательного кабеля. При подборе материала стоит учитывать преимущества, недостатки провода. Также предусмотрены разновидности моделей, плюс учитывается разнообразие производителей.

Принцип работы резистивного кабеля

Резистивный кабель — это одна из разновидностей греющих кабелей, основным преимуществом которых являются малые габариты и простота монтажа. Это наиболее простой и недорогой в производстве кабель. Состоит из токопроводящей жилы в изоляции. Мощность такого кабеля статична: его изготавливают фиксированной длины и мощности, поэтому такой кабель нельзя укорачивать при монтаже. Произвольная нарезка такого кабеля приводит к повышению сопротивления всего кабеля и к дальнейшему его перегреву и выходу из строя.

Кабель постоянного нагрева обеспечивает одинаковую температуру по всей длине. Это основное его отличие от кабеля саморегулирующегося типа. Конфигурации систем обогрева, построенных на резистивном греющем кабеле, разнообразны: от простых (в которых кабель включается в розетку), до сложных, оборудованных автоматикой для измерения и регулирования температуры.

Разновидности

Одножильный резистивный кабель имеет нюанс, который следует учитывать при укладке. Кабель подключают с обоих концов к электросети, поэтому при монтаже кабель стараются уложить таким образом, чтобы оба конца сходились в одном месте.

Двужильный резистивный кабель можно подключать с одной стороны, что упрощает монтаж.

Следующей разновидностью резистивных кабелей в процессе развития технологий стали зональные нагревательный кабели. Конструкцию двужильного резистивного кабеля улучшили путем добавления в нее с определенным шагом коротких отрезков спиралевидных нагревательных проводников. Зональный кабель можно нарезать на нужные куски с определенным шагом. Его недостатком является возможный локальный перегрев и вероятность появления холодной зоны в конце и начале контура.

Преимуществом резистивных кабелей перед саморегулирующимися является доступная цена, неизменность характеристик на протяжении всего срока службы, отсутствие пусковых токов, высокая надежность греющего контура.

Наиболее широкое распространение резистивный кабель получил в системах обогрева пола и при локальном обогреве водопроводных труб малого диаметра, в обогреве кровли и теплиц. Резистивный кабель выдает постоянную мощность, поэтому целесообразно использовать его с термостатами и датчиками тепла для измерения окружающей среды и своевременного запуска системы.

Нюансы подбора резистивного кабеля

Определитесь с задачами, местом и способом монтажа кабеля. Обратите внимание на следующие советы:

  • При монтаже греющего кабеля избегайте пересекание кабеля, это может вызвать его перегрев и выход из строя всей секции.
  • Не следует применять греющий кабель, предназначенный для систем теплого пола в системах антиобледенения, поскольку у таких кабелей отсутствует должная изоляция.
  • Заранее продумайте, что будет располагаться на обогреваемом пространстве, так как недостаточное теплоотведение приводит к перегреву кабеля. (Этого можно избежать, если использовать более дорогой зональный кабель).

Рекомендуем резистивный кабель:

Греющий кабель постоянного нагрева используется для обогрева трубопроводов, проложенных на одной глубине и нуждающихся в равномерной температуре нагрева. Применяется для обогрева трубопроводов, канализации, водопроводов, пола и кровель.

Как выбрать и установить греющий кабель

В регионах с суровым климатом греющий провод поможет решить проблему перемерзания инженерных сетей. Установить проводник можно как на стадии строительства дома, так и в уже эксплуатируемых зданиях. Монтаж эффективной системы обогрева подразумевает правильный выбор греющего кабеля. Для этого нужно знать о его видах, характеристиках и способах подключения.

Что это такое, применение

Греющий кабель — это гибкий проводник, представляющий собой одножильный, двухжильный или трехжильный провод. Основная функция кабельной продукции этого типа заключается в преобразовании электрической энергии в тепло, что становится возможным благодаря удельному сопротивлению металла.

Греющий кабель предназначен для обогрева инженерных систем

Кабельный обогрев используется не только для обеспечения бесперебойного функционирования трубопроводов. С его помощью можно решать и другие задачи.

  1. Монтировать систему «тёплый пол».
  2. Укладывать по периметру кровли, тем самым предотвращая образования сосулек.
  3. Обогревать грунт в дачных теплицах и парниках.
  4. Осуществлять подогрев лестниц, пандусов, уличных площадок и дорожек.
  5. Конструировать системы антиобледенения на морских судах, в авиации и на железнодорожном транспорте.

Главное достоинство греющего провода в его гибкости. Провод можно уложить на любых криволинейных поверхностях. Привлекает в этой системе обогрева и простота её монтажа. Кабель, предназначенный для обогрева, состоит из нескольких элементов:

  • центрального металлического провода;
  • полимерной оболочки, которая может быть защищена экраном из фольги или медной оплётки (необходимы для предотвращения короткого замыкания и нейтрализации воздействия электромагнитного поля);
  • внешней прочной оболочки из полихлорвинила или нержавеющей стали.

Виды греющего провода

Производители предлагают два вида греющего кабеля:

  • резистивный; Резистивный кабель с одной и двумя жилами называется также последовательным
  • саморегулирующийся. Саморегулирующий кабель считается более экономичным

Мощность любого вида гибких проводников рассчитывается в ваттах на 1 погонный метр. Резистивные и саморегулирующиеся кабели имеют несколько технических характеристик, на которые ориентируются при выборе материала для устройства системы обогрева.

  1. Максимальная длина цепи. Этот параметр определяет предельную длину линии, в том числе разветвлённой. Напрямую зависит от толщины и удельного сопротивления провода, количества жил. При превышении допустимой длины цепи высок риск выхода из строя всей системы обогрева.
  2. Максимальная рабочая температура. Сообщает о возможности кабеля поддерживать рабочую температуру на протяжении длительного периода времени.
  3. Максимальная температура без нагрузки. Эта характеристика определяет условия эксплуатации кабеля в отключенном состоянии.

Независимо от вида проводников, различают три их линейки.

Таблица: виды греющего кабеля с характеристиками

Характеристика Максимальная рабочая температура (С°) Для каких целей предназначен Марки и бренды
Низкотемпературный 65
  1. Устройство систем антиобледенения кровли.
  2. Систем обогрева инженерных сетей (водопровода и канализации).
  3. Системы «тёплый пол».
  4. Обогрева площадок перед домом и гаражом, лестниц, пандусов. заездов.
Nelson CLT, CLTR, LT
Raychem Frostop, ETL, BTV, GM-2-X, EM2-XR
Nexans DeFrost Pipe
ССТ КСТМ, VR, НТР.
Среднетемпературный 120 Устройство системы обогрева трубопроводов и резервуаров, которые не подвергаются пропарке. Nelson QLT,
Raychem QTVR.
Высокотемпературный 12–240 Устройство системы обогрева трубопроводов и резервуаров, которые подвергаются пропарке. Raychem XTV, KTV, VPL
Nelson HLT
ССТ ВТХ, ВТС, VC.

Резистивный и саморегулирующийся кабели отличаются принципом действия и способами подключения. Каждый из этих проводников имеет свои достоинства и недостатки.

Резистивный: плюсы и минусы

Резистивный кабель отличается более простой конструкцией и невысокой ценой. Бывает трёх видов:

При монтаже требует внимательности и аккуратности, так как вывод из строя одного из участков требует замены всей цепи. Отличительная особенность резистивного кабеля в том, что он обеспечивает стабильный равномерный нагрев по всей протяжённости трассы.

Выпускается в виде бухт и секций с заданной длиной и мощностью провода. Если заводское изделие укоротить, можно увеличить сопротивление проводника, и тем самым, повысить температуру его нагрева. Это чревато оплавлением изоляции и выходом системы обогрева из строя.

Многие производители резистивных кабелей сопровождают свою продукцию подробной инструкцией по монтажу и комплектуют следующими материалами:

  • диском с видеоматериалами;
  • гофротрубой для установки термодатчика;
  • монтажной лентой.

Одножильный

Этот проводник прост по своей конструкции

Наиболее простой в конструкции проводник. Состоит из нескольких элементов:

  • металлического провода (нагревательной жилы);
  • изоляции из полимерных сплавов или окиси магния;
  • медной оплётки, выступающей в качестве экрана;
  • внешней изоляции.

Максимальная температура нагрева проводников этого вида — 60–65°С.

Двухжильный

Двухжильный кабель состоит из нескольких элементов

Двухжильный отличается от одножильного количеством токопроводящих проводов и способом подключения. Является более мощным проводником, состоящим из нескольких элементов:

  • двух нагревательных жил, каждая из которых находится во фторопластовой изоляции;
  • одной дренажной жилы без изоляции (уложена поверх первых двух);
  • экранирующей оболочки из фольги, охватывающей все три жилы;
  • внешней термостойкой изоляции.

Одножильный и двухжильный резистивные кабели называют «последовательными», так как токопроводящие элементы в них расположены равномерно на всем протяжении провода. Наиболее надёжную продукцию предлагают следующие компании:

  • норвежская NEXANS;
  • финская ENSTO;
  • DEVI (Дания);
  • испанская CEILHIT;
  • украинская «ЭКСОН»;
  • российская «ССТ».

Зональный

Зоны составляют систему нагревательных элементов

Зональный резистивный кабель иначе называют «параллельным». Он отличается от двух предыдущих видов проводников резистивного типа конструкционным решением.

  1. Состоит из двух токопроводящих жил. Через определённое расстояние (100–150 см) в изоляции жил предусмотрены «контактные окна».
  2. Поверх жил уложена спираль, изготовленная из сплава с высоким удельным сопротивлением.
  3. Спираль в точках своего изгиба (контактных окнах) поочерёдно замыкается с каждой из двух жил. При этом образуются параллельно расположенные зоны нагрева, максимальная длина которых может оставлять 200 см.

Зоны образуют систему нагревательных элементов — резисторов и являются самостоятельными, независимыми от других, секциями системы обогрева.

Преимущества зонального кабеля:

  • гарантирует стабильность мощности, независимо от температуры окружающей среды;
  • позволяет проектировать системы любой длины без потери силы нагрева.

Саморегулирующийся: плюсы и минусы

Саморегулирующийся кабель работает по другому принципу и является более эффективным и экономичным проводником. Состоит из следующих элементов:

  1. Двух медных жил, покрытых сплавом олова или меди.
  2. Термопластичной матрицы, в которую впрессованы жилы.
  3. Первого и второго слоя внутренней изоляции.
  4. Медной оплётки.
  5. Внешней изоляции.

Один из плюсов этого кабеля — простой монтаж

Регулирующий элемент — полимерная матрица, в состав которой входит углерод. В зависимости от температуры, в ней образуется разное количество токопроводящих связей, возникающих под действием углерода.

Термопластичная матрица и жилы расположены по всей длине провода. Поэтому ему не грозит перегрев или образование «холодных» зон, которые возможны у параллельного резистивного кабеля. Теплоотдача саморегулирующегося не зависит от его длины. Потому можно отрезать секцию нужного размера и в монтаже не опасаться перехлестов проводов друг с другом.

Принцип работы саморегулирующегося кабеля

  1. При подаче напряжения на токопроводники (жилы), начинается их нагрев.
  2. В это время в матрице образуются множественные слаботочные электрические цепи.
  3. При нагреве матрица из термопластичной пластмассы увеличивается в размерах, вследствие чего количество слаботочных связей уменьшается.
  4. При достижении заданной температуры проводник обретает состояние термического равновесия.
  5. Если температура окружающей среды повышается, число слаботочных связей в матрице продолжает снижаться, что приводит к более низкому потреблению электроэнергии.
  6. При понижении температуры окружающей среды матрица начинает уменьшаться в размерах и в ней возрастает количество связей, требующих электропитания. Проводник нагревается и отдаёт больше тепла.
  • простой монтаж;
  • отсутствие риска перегрева при наложении отрезков кабеля друг на друга;
  • нет необходимости в терморегуляторе.

Техника подключения кабеля для обогрева труб

Независимо от вида греющего кабеля, при его подключении нередко возникает необходимость в соединении секций между собой и установке муфт на концевые точки. Для выполнения этих работ потребуются следующие инструменты:

  • отвёртка;
  • канцелярский нож;
  • пассатижи;
  • бокорезы;
  • промышленный фен.

Этапы выполнения работ по подготовке и изоляции концевой муфты:

  1. Отступив 20 мм от конца кабеля, ножом срезают внешнюю оболочку.
  2. С помощью отвёртки и пассатижей снимают металлическую оплётку.
  3. Если кабель саморегулирующийся, бокорезами отрезают 10 мм одной из токопроводящих жил вместе с находящейся на ней матрицей. В результате должно получиться два разных по длине провода.
  4. Вставляют кабель в термоусадочную муфту и начинают нагревать её промышленным феном. Оптимальная температура — 350°С.
  5. Зажимают торец горячей термоусадочной муфты пассатижами.

Этапы выполнения работ по соединению двух отрезков кабеля:

  1. Отступив от конца провода 20 мм, срезают внешнюю оболочку.
  2. Отвёрткой расслаивают металлическую оплётку и скручивают все тонкие проводки в жгут. Загибают его в сторону противоположного конца кабеля и прижимают к внешней оболочке.
  3. Снимают промежуточную изоляцию.
  4. Зачищают жилы и раздвигают их в противоположные стороны.
  5. Если провод саморегулирующийся, матрицу срезают в виде треугольника.
  6. Аналогичным образом подготавливают конец другого отрезка провода.
  7. На один из кабелей надевают термоусадочную трубку крупного сечения.
  8. Вставляют жилы двух кабелей в узкие термоусадочные трубки (для каждой жилы — своя трубка) и приступают к нагреву.
  9. Закрывают место изоляции крупной термоусадочной трубкой и нагревают её феном.

Видео: как подключить греющий кабель

Как установить и подключить резистивный провод своими руками

В комплект поставки резистивных кабелей входят температурные датчики, управляющая автоматика, термоусадочные трубки. Установка одножильного проводника осуществляется подключением обоих его концов к терморегулятору. Двухжильный подключают только одним концом, второй изолируют с помощью концевой заглушки.

Термодатчик устанавливают на внешней стороне трубы так, чтобы он находился на одинаковом расстоянии от начала и конца магистрали. Кабель можно проложить внутри или поверх труб. В первом случае потребуется менее мощный проводник. Варианты укладки провода:

Рекомендуемая мощность греющего резистивного кабеля для труб разного сечения:

  • 15–25 мм — 10 Вт;
  • 25–40 мм — 16 Вт;
  • 40–60 мм — 24 Вт;
  • 60–80 мм — 30 Вт.

Трубопровод с обогревом посредством резистивного кабеля не нуждается в утеплении, так как проводники этого вида способны поддерживать стабильность температуры за счёт контроля со стороны датчиков.

Монтаж саморегулирующегося кабеля

Саморегулирующийся кабель может продаваться метражом или готовыми к установке комплектами. В первом случае при монтаже потребуется установка муфт. При устройстве обогрева полипропиленовых и металлопластиковых труб рекомендуется предварительно укрыть их фольгой на всем протяжении трубопровода. Это обеспечит равномерное распределение тепла.

При установке кабеля снаружи магистрали рекомендуется укладывать его спиралью с шагом 4–5 см. Прокладка внутри труб возможна только линейным способом: провод протягивают от одного конца магистрали до другого.

Независимо от способа монтажа греющего кабеля, инженерную сеть теплоизолируют любым удобным способом: с помощью пенопластовых скорлуп, минеральной ваты, материалов на основе вспененного полиэтилена. Руководствуются правилом: чем толще слой теплоизоляции, тем лучше.

Если кабель устанавливают внутри трубы, достаточно мощности 10 Вт. При наружном монтаже требуется 17–30 Вт, в зависимости от толщины теплоизолирующего слоя и климатических условий региона.

Видео: монтаж саморегулирующегося греющего провода внутри трубы

Эксплуатация систем обогрева с помощью кабелей резисторного типа требует периодической проверки функционирования датчиков температуры. Контроля за работой саморегулирующегося проводника не требуется. Единожды смонтировав систему обогрева трубопровода, можно не сомневаться в её безотказной работе на протяжении 15–20 лет.


Резистивный нагревательный кабель для труб: плюсы и минусы использования

Нагревательный кабель изготавливается в следующих вариантах: саморегулируемый греющий и резистивный. Резистивный тип по конструкции является проводником,который окружен изолирующим материалом и имеет постоянную величину сопротивления. Когда осуществляется подача электропитания, проводник прогревается по всей протяженности.

Конструкция резистивного кабеля

Основу конструкции проводника представляют стальные жилы (1-2). После изолирующего материала монтируется экранирующая оплетка из металла. Она необходима для заземления и реализации защиты от повреждений механического характера. В качестве покрытия используется наружная оболочка для полноценной защиты.

В одножильном нагревающем кабеле резистивного типа предусмотрена одна нагревательная жила, занимающая всю его длину. Подведение электропитания на нагревательный кабель для труб осуществляется с двух концов. Подобная схема может создавать границы для возможностей монтажа, потому что появляется необходимость в возвращении кабеля к точке соединения или в использовании дополнительных систем питания. Кабель с одной жилой, выполненный из устойчивого к действию высоких температур пластика, является наиболее приемлемым по затратам типом кабеля.

Двужильный нагревательный кабель для труб резистивного типа содержит два провода. Он предусматривает нагревательную и токопроводящую жилы. Подача электрического тока в этом кабеле реализована с одного конца, а на другом установлена муфта. Такой вариант кабеля комфортнее использовать при составлении проекта.

Плюсы резистивного кабеля

К основным преимуществам этого типа кабеля стоит отнести:

  • несложное устройство;
  • приемлемую цену;
  • высокие показатели удельного сопротивления;
  • стабильность параметров даже при длительном применении.

Минусы резистивного кабеля

К недостаткам резистивного кабеля относятся:

  • применение секций фиксированной длины;
  • возможность локального перегревания;
  • в случае нарушений работы необходима смена нагревательной секции целиком.

Резистивный кабель применим для нагрева пандусов, открытых пространств и кровли, в системах теплых полов, для нагрева водосборных лотков протяженной длины. Он применяется на промышленных объектах при комплектации оболочкой из минерального изолирующего материала, способного выдерживать температурный уровень до 600 градусов.

Греющий кабель как работает

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!

Наверняка вы не знаете:

Греющий кабель. Виды и устройство. Применение и установка. Работа

Одной из сложных задач является бесперебойное водяное снабжение жилых домов и других объектов, особенно в зимний период. Чтобы не происходило промерзание труб, их необходимо укладывать ниже определенного уровня промерзания. Однако нет абсолютной гарантии, что водопровод не перемерзнет, и не прекратится подача воды.

Это обуславливается следующими причинами:

  • Аномальные морозы, которые в последнее время уже не редкость.
  • Место подведения труб к дому чаще всего промерзает.
  • Возникновение аварий на трассе трубопроводов.

Обычное утепление труб не дает должного эффекта при длительных и сильных морозах. Решением этого вопроса является использование греющего кабеля для отогревания водопровода. С его помощью можно поддерживать необходимую температуру и предотвращать образование на трубах конденсата. При этом трубы все равно придется укладывать в землю, но на гораздо меньшую глубину. На вводе в дом можно установить более мощный греющий кабель, и применить качественное утепление.

К греющему кабелю прилагается инструкция, изучив которую можно легко уложить и подключить его самостоятельно. Кабель для обогрева применяется не только для водопровода, но и в других сферах.

Виды и конструктивные особенности

Все модели греющих кабелей классифицируются двумя видами:

  1. Резистивный.
  2. Саморегулирующийся.

Рассмотрим каждый вид кабеля более подробно.

Резистивный греющий кабель

Эта модель самая доступная по стоимости для покупателя, так как для его изготовления не требуется применение сложных технологий и дорогостоящих материалов. Мощность и длина кабеля выполняется неизменной величиной. Не допускается разрезание резистивного кабеля на несколько частей, так как снизится сопротивление и увеличится температура жил выше допускаемой величины. Это может привести к разрыву цепи.

Резистивный кабель равномерно нагревается по всей длине. При создании проекта необходимо точно определить длину кабеля.

Подключение греющего кабеля можно выполнять различными способами. Наиболее простым является подключение его в электрическую розетку. При более сложных вариантах в схемах используют различные датчики, электронное оборудование с регулятором мощности, для поддержания определенной температуры.

Резистивный кабель делится в свою очередь на несколько видов:

• Одножильный. Это простая конструкция с внешней термоустойчивой оболочкой, под которой находится медная экранирующая оплетка на изоляции из фторопласта. Внутри этой изоляции заключена нагревающая токопроводящая жила. Такой кабель укладывается с учетом возможности соединения обоих концов на одном клеммнике. Для этого необходимо рассчитать длину кабеля для получения необходимой температуры. Такое простое подключение можно выполнить самостоятельно. • Двухжильный кабель укладывается на всю длину. Затем один конец кабеля с двумя жилами подключается к питанию, а другой конец закрывают специальной герметичной муфтой. Такой кабель значительно упрощает процесс монтажа. • Зональный кабель также является резистивной моделью нагревающего кабеля. Его устройство аналогично двухжильному кабелю с добавлением нагревающих спиралей между двумя основными жилами на одинаковых отрезках длины с равной мощностью. Это позволяет отрезать части кабеля с определенным шагом. Неисправность в виде перегорания спиральных проводников на некоторых участках приводит к появлению холодной зоны на неисправном участке.

Особенности установки резистивного кабеля
  • Тщательно рассчитать требуемую мощность и затраты на тепло. При расчете необходимо учесть материал нагреваемой поверхности и ее площадь, температуру, влажность. При недостаточном отведении тепла срок эксплуатации системы нагрева значительно сократится.
  • Нельзя использовать для отогрева труб водопровода кабели, которые используются для теплых полов в квартире, так как их изоляция не защищена от влаги.
  • При укладке нагревательного кабеля нельзя допускать его пересечения.

Главными достоинствами резистивного нагревающего кабеля являются:

  • Повышенная надежность.
  • Стабильность характеристик на всем сроке службы.
  • Малый ток при включении.
  • Легкая установка.
  • Простое устройство.
  • Низкая стоимость.
Саморегулирующийся кабель

Этот вид кабеля работает по-другому. Устройство саморегулирующего греющего элемента выполнено в виде матрицы, находящейся между токоведущими жилами. Эта матрица изготовлена из эластичного полупроводникового материала. Значение сопротивления полупроводника матрицы зависит от температуры среды, окружающей кабель. При этом изменяется расходуемая мощность и эффективность нагревания.

Принцип саморегулирования заключается в том, что необходимое тепло выделяется только на определенном участке, где это нужно. При снижении температуры сопротивление кабеля увеличивается, и выделяется больше теплоты. И наоборот, если температура повышается, то сопротивление кабеля и количество тепла уменьшается. С помощью такого эффекта кабель не будет перегреваться, даже если при его укладке произошел нахлест. Электроэнергия при эксплуатации саморегулирующего кабеля расходуется оптимальным образом.

Саморегулирующее нагревание эффективно для подземных труб и систем антиобледенения. При установке кабель можно разрезать на отрезки любой длины, без помощи специалистов, и ущерба рабочих свойств. Не обязательно нагревать весь трубопровод. Достаточно уложить греющий кабель только в местах с большей вероятностью замерзания.

Саморегулирующий кабель имеет высокую стоимость, однако пользуется большой популярностью. Расходы на приобретение и установку быстро окупаются во время работы за счет экономии электрической энергии.

Преимущества
  • Эластичность и гибкость дают возможность укладки греющего кабеля для любой сети труб, в конструкциях разной геометрической формы.
  • Процесс эксплуатации и монтажа не приносит вреда экологии.
  • Возможность самостоятельной установки системы при условии грамотного расчета и выполнения всех требований монтажа подогрева.
  • Простая работа, не требующая профессиональных навыков.
Применение

Универсальность и простота использования, а также принцип работы нагревательного кабеля обуславливает его широкое применение:

  • Обогрев дорожек в саду, ступенек и тротуаров. Это исключает травматизм и падение пешеходов на замерзшей поверхности.
  • В производственных зданиях и жилых помещениях используют греющий кабель для поддержания необходимой температуры водопровода, а также прогрев трубопроводов, находящихся в грунте и в открытом виде.
  • Обогрев покрытия пола обеспечивает уют и тепло в комнате в морозные дни.
  • Подогрев труб, расположенных на крышах домов, водосточных систем, кровельных покрытий. Провод фиксируется внутри или снаружи трубы. При работающей системе нагрева разрушение трубопровода, падение льда и обледенение края крыши исключается. Это обеспечивает безопасность для людей.
Способы установки

Греющий кабель для обогрева водопроводной системы укладывают внутри или снаружи трубы. Каждый метод подразумевает применение своего вида кабеля.

Установка внутри трубы

Требования к внутренней установки нагревательного кабеля:

  • Герметичная концевая муфта.
  • Степень защиты не менее IP
  • Отсутствие вредных веществ при нагревании.

Для установки провода внутрь трубы на ее конце устанавливают тройник. Провод заводится в один из отводов тройника с сальниковым уплотнением.

Соединительная муфта, расположенная на переходе между электрическим питающим кабелем и нагревательным кабелем, должна располагаться за сальником и трубой, так как она не имеет защиты от влаги.

Монтажный тройник может иметь конструкцию с разными углами. При этом способе кабель не закрепляется, а заправляется внутрь.

Внешняя установка

Фиксация греющего кабеля для водопроводной трубы снаружи выполняется плотно, всей поверхностью кабеля. Перед монтажом на металлические трубы, необходимо очистить их от ржавчины, грязи и пыли, а также следов сварки. Поверхность труб не должна иметь элементов, способных повредить нагревательный провод.

Греющий кабель укладывается на чистую поверхность, закрепляется через 30 см клейкой металлизированной лентой или специальными хомутами. При прокладке двух кабелей, их устанавливают в нижней холодной части трубы параллельно друг другу, без соприкосновения. Если укладывается более трех ниток кабеля, то большую их часть располагают снизу, также без соприкосновения.

Другим способом укладки является монтаж спиралью. При этом следует соблюдать аккуратность, так как многократные и резкие изгибы могут повредить кабель. Можно постепенно разматывать муфту, наматывая на трубу освобождающийся кабель. Также можно зафиксировать кабель с провисаниями, которые наматывают и фиксируют липкой лентой.

Для обогрева пластиковой трубы сначала клеят металлизированный скотч, который повышает проводимость тепла и эффективность нагревания. Особенностью установки является следующий фактор: вентили, тройники и другие сантехнические устройства требуют большее количество тепла. Поэтому при монтаже на каждом таком устройстве необходимо выполнить несколько петель, слишком не изгибая кабель.

Для утепления труб не рекомендуется применять минеральную вату, так как она впитывает влагу и теряет свойства утепления. На морозе мокрая вата замерзает и рассыпается.

Для этого используют специальные виды утеплителя: пенополистирол, изготовленный в виде элементов труб, и называемый скорлупой. Он имеет хорошие свойства изоляции и не впитывает влагу.

Похожие темы: Комментарии:

Тепловой кабель для водопровода. Что это такое? Его преимущества и особенности

Водопроводные трубы, расположенные на глубине, при минимальной температуре подвержены промерзанию. Это приводит к нарушению функционирования всей водопроводной системы. Чтобы минимизировать вероятность такого риска, можно установить тепловой кабель для водопровода. Данный элемент может располагаться внутри или на поверхности труб. Возможность использования греющего кабеля разной длины позволяет производить обогрев всей системы или отдельной части водопровода, расположенной в зоне промерзания.

Греющий кабель для водопровода — Фото 01

Как работает греющий кабель?

Нагревание кабеля происходит вследствие действия проходящего тока. Этот греющий элемент позиционируется в качестве основной составной части системы, обеспечивающей надежную защиту труб от промерзания. В основе её функционирования лежит преобразование электрической энергии в тепло.

Схема греющего кабеля — Фото 02

Нагревательный кабель для водопровода не является переносчиком энергии. Его основной характеристикой является удельное тепловыделение. Общие показатели длины изделия могут варьироваться в зависимости от нужд потребителя. Кабель отличается наличием герметичной оболочки бесшовного типа, которая обладает высокой устойчивостью к негативному химическому воздействию и позволяет легко переносить влияние минимальных температурных показателей.

Основной нагревательный элемент кабеля расположен внутри защитной оболочки. В случае понижения температуры окружающей среды осуществляется его подключение к сети, и производится обогрев трубы. При последующем повышении температурных показателей питание отключается и нагрев прекращается. Такой способ обогрева водопроводной системы имеет целый ряд преимуществ:

Советуем Кран букса. Как выбрать и поменять своими руками

  • экономичность;
  • безопасность;
  • простота эксплуатации;
  • универсальность.

Экономичность. Используя греющий кабель для водопровода, можно ориентироваться на температуру окружающей среды и координировать работу всей системы. Возможность регулировки мощности обогрева позволяет минимизировать уровень потребления электрической энергии.

Безопасность. Изоляционная система очень качественно защищает нагревательный провод от различного негативного воздействия механического, химического и термического типа.

Саморегулирующийся греющий кабель — Фото 03


Простота эксплуатации. Для начала функционирования достаточно просто включить питание в сеть и нажать кнопку. Предельная простота эксплуатации всей системы способствует расширению круга потребителей.

Универсальность. Особенности конструкции изделия способствует тому, что такой греющий кабель для труб может использоваться для обогрева любой водопроводной системы, расположенной под землей и на поверхности.

Конструктивные особенности

Главным функциональным элементом кабеля является внутренняя жила. Для её защиты используется полимерный материал. Общая оболочка выполняется из ПВХ. Она обеспечивает надежную защиту комплектующих элементов.

Более дешевые вариации кабеля имеют одножильное исполнение. Такие изделия отличаются предельной конструктивной простотой. При этом одножильные кабели не имеют дополнительной токопроводящей жилы, которая присутствует в двух или трехжильных изделиях.

Тепловой кабель для водопровода представлен в виде электрического направителя ленточного типа. Двухслойная структура изделия обеспечивает дополнительную диэлектрическую прочность, а также защиту от истирания и ударных нагрузок.

Классификация таких изделий осуществляется по разным признакам. Кабель может быть резистивный и саморегулирующийся. Также существует ещё один вид изделия с минеральной изоляцией. Обогрев труб кабелем может осуществляться при использовании любой из названных вариаций продукта.

Резистивный кабель

Подогрев водопровода посредством использования такого кабеля реализуется на поверхности или внутри труб. Температурные датчики устанавливаются снаружи водопроводной системы. При условии, если температура опускается ниже заданного уровня, то происходит включение обогрева. После достижения определенного температурного порога система отключается.

Резистивный кабель — Фото 05

Греющий кабель резистивного типа может иметь линейное или зональное исполнение. В первом случае можно говорить о секционной конструкции изделия. Зональный кабель отличается наличием двух токопроводящих элементов, расположенных параллельно. Верхний слой такого изделия представлен в виде спирали малого диаметра.

Каждый электрик должен знать:  Подключение ЭРСУ-3Р

Кабель с минеральной изоляцией

В основе такого кабеля лежит медная жила. Верхний слой представлен в виде изолятора из оксида магния. Благодаря этому обеспечивается стабильность работы в максимально широком диапазоне.

Промышленный греющий кабель с минеральной изоляцией — Фото 06

Саморегулирующийся кабель

Саморегулирующийся греющий кабель для водопровода в конструктивном плане имеет много общего с резистивной вариацией изделия. При этом он отличается фактом отсутствия изолирующего покрытия. Такой греющий кабель для труб способен локально изменять количество выделяемого тепла.

Саморегулирующийся нагревательный кабель — Фото 07

Особенности проведения монтажных работ

Обогрев труб кабелем позволяет свести к минимуму вероятность риска промерзания водопроводной системы. Проведение монтажных работ осуществляется двумя способами, которые отличаются расположением главного обогревательного элемента.

Греющий кабель снаружи трубы

Греющий кабель с наружной стороны трубы может располагаться линейным образом или же по спирали. В первом случае целесообразнее всего разместить его в нижней зоне трубы. Такое положение будет способствовать защите всей греющей системы от механических повреждений.

Монтаж греющего кабеля для водопровода должен осуществляться по определенным правилам. В частности, необходимо обеспечить максимально надежное и плотное крепление к трубе. Для этих целей можно использовать клейкую стекловолоконную ленту или пластиковые хомуты.

Монтаж греющего кабеля — Фото 08

Совет! Перед непосредственным монтажом нагревательного кабеля рекомендуется осуществить фольгированную изоляцию трубы. Это обеспечит максимально долгое и надежное функционирование всей системы.

Внутреннее подключение греющего кабеля для водопровода является более трудоемкой процедурой. Производители обеспечивают комплектацию дополнительных атрибутов, необходимых для проведения качественного монтажа.

Греющий кабель внутри трубы — Фото 09

Греющий кабель вводится в трубу посредством использования специальных сальников. Настоятельно рекомендуется воздержаться от прокладывания кабеля сквозь запорную арматуру. Также перед проведением монтажа необходимо позаботиться об удалении всех острых краев и резьб на фитингах.

Участок водопровода, который будет обогреваться кабелем, целесообразнее всего смонтировать с минимальным количеством соединительных элементов. В целях обеспечения эффективной работы кабеля и равномерного распределения тепла рекомендуется позаботиться о качественной изоляции труб.

Саморегулирующийся нагревательный кабель: принцип работы, основные сферы применения

Статься рассказывает о том, что такое саморегулирующийся греющий кабель и как он работает, рассматриваются свойства кабеля, в каких сферах жизнедеятельности он может быть полезен, сделан обзор основных видов кабеля самрег.

В последнее время заметно возрасла популярность такого вида инженерного товара, как саморегулирующийся греющий кабель. В связи с этим обстоятельством, мы решили написать небольшую информационную статью, в которой расскажем о том, что такое греющий кабель и как он работает, рассмотрим свойства саморегулирующегося кабеля, в каких сферах жизнедеятельности он может быть полезен, сделаем обзор основных видов кабеля.

Итак, начнем разбираться с самого начала.

Что такое саморегулирующийся кабель? Это нагревательный кабель, основа которого – полупроводниковая матрица. Матрица находится между двумя токопроводящими жилами и покрыта некоторым количеством оболочек, количество и свойства которых зависят от назначения кабеля.

Принцип действия саморегулирующегося кабеля в следующем: при прохождении через полупроводниковую матрицу электрического тока происходит её нагрев; при нагреве матрицы увеличивается её сопротивление, ток при этом уменьшается. При определенной температуре достигается баланс между потребляемой мощностью и температурой кабеля (матрицы). Чем ниже температура среды вокруг кабеля, тем больше выделяемая им мощность, и наоборот. Поскольку участки кабеля могут находиться в разных условиях среды (в воде и на суше, например), то и температура этих участков будет различаться. Это и есть эффект саморегулирования: один и тот же кабель может выделять разное количество энергии на разных участках – больше на «холодных», меньше на «теплых». А если есть возможность снизить выделение энергии, значит, есть возможность экономить.

Будет заблуждением думать, что находящийся, например, в помещении участок кабеля вовсе не потребляет энергии, а вся мощность выделяется на том участке, который контактирует с талой водой, снегом, холодной трубой и т.д. Нет, все участки саморегулирующегося кабеля греют. Но, в отличие от резистивного кабеля, выдающего максимальный нагрев по всей своей длине, кабель самрег выдает максимум температуры только там, где это действительно необходимо.

Из этого свойства самрега сразу вытекает следующая, очень полезная особенность: при монтаже саморегулирующегося кабеля допускается перекрещивание его участков (например, при обогреве запорной арматуры), и это не приведёт к местному перегреву. Просто в местах соприкосновения кабеля температура будет ниже.

Раз уж мы упомянули резистивные кабели, отметим, что, в силу технологических особенностей, их длина не может быть изменена. Если Вам нужно обогреть секцию длиной 12 метров, а резистивный кабель Вы приобрели длиной 14 метров, то укоротить его не удастся, лишние пару метров придется куда-то проложить. Это, во-первых, потери энергии, во-вторых, может быть просто неудобно. Саморегулирующийся кабель позволяет производить нарезку и заделку по месту, допустимы длины от 20 см до десятков метров. Есть ограничение на предельную длину секции, которая для разных типов кабелей варьируется от 60 до 100 м. Задумав обогрев кровли, Вы можете замерить общий метраж и купить кабель самрег одним куском или бухтой. Порезать его на секции нужной длины можно будет непосредственно при монтаже.

Система обогрева на основе саморегулирующегося кабеля имеет специфическую особенность: пусковой ток системы выше номинального в 2-3 раза. Это должно быть учтено в пускорегулирующей аппаратуре и отображено в сопроводительных документах к системе обогрева.

Теперь поговорим об основных видах саморегулирующегося кабеля и возможных сферах его применения.

Саморегулирующиеся кабели делятся на две группы: кабели без экранирующей оплетки (бытовой обогрев) и кабели с экранирующей оплеткой.

Кабели из первой группы значительно дешевле, поскольку имеют меньшее количество защитных оболочек, и различаются они только по выделяемой мощности. Кабель без экранирующей оплетки менее стоек к внешним воздействиям, чем кабель с экраном.

Внешняя оболочка этого кабеля не предназначена для борьбы с ультрафиолетовым излучением (нельзя укладывать кабель на кровлю или открытые участки) и не предназначена для использования в агрессивных средах (канализация). Учитывая эти условия, можно сделать вывод о применимости кабелей без экранирующий оплетки: их стоит использовать там, где:

— кабель будет защищен от механических воздействий – по нему не будут ходить, стучать, по нему не будет сползать снег/лед

— кабель будет защищен от попадания прямых солнечных лучей.

Стоит купить самрег без экрана, если нужно обогреть трубу в подвале, участок трубы на улице, дренажный желоб, подогреть снаружи канализационный сток, и т.п.

Саморегулирующиеся кабели с экранирующей оплеткой более универсальны, и представлены несколькими моделями с различными свойствами.

Кабели общего назначения. Их оболочка не защищена от воздействия ультрафиолетовых лучей и не предназначена для работы в агрессивных средах. Основные направления использования саморегулирующегося кабеля общего назначения – обогрев труб (водопроводных, канализационных, нефте-газопроводов, иных) и водостоков. Не рекомендуется укладывать кабель самрег общего назначения на кровлю или в желоба – его срок службы сильно снизится ввиду неподходящих условий среды.

Ввиду того, что обогрев трубопроводов – один из основных видов применения саморегулирующегося кабеля, производители выпускают комплекты для обогрева трубопроводов. Комплект — это готовое к использованию устройство, состоящее из отрезка саморегулирующегося кабеля фиксированной длины, простейшего термостата и метрового электрического кабеля со штепсельной вилкой. Комплект удобен тем, что не нужно тратить время на сборку системы обогрева, его можно подключить сразу же.

Кабели с защитой от ультрафиолета предназначены для обогрева кровли, желобов, водостоков. Оболочка кабеля имеет добавки, позволяющие успешно противостоять воздействию солнечных лучей. Кабели для кровли обычно мощнее кабелей общего назначения, так как работают в суровых температурных условиях.

Поскольку саморегулирующийся кабель для обогрева кровли достаточно мощный, его можно также использовать для организации обогрева открытых площадок – ступеней, дорожек, площадок.

Существуют и более специализированные кабели: с защитой оболочки от агрессивных сред – их можно использовать в условиях непосредственного контакта жидкости и кабеля внутри трубы, внутри емкости.

Подключение саморегулирующегося кабеля к сети не представляет особой сложности и не требует специальных навыков. Чтобы заглушить один из концов кабеля самрег, а другой подсоединить к электропитанию, необходимо купить комплект для заделки кабеля. Комплект содержит подробную инструкцию, а из инструментов необходимы нож и плоскогубцы. Желательно (хотя можно и обойтись) иметь промышленный фен для усаживания термоусадочных трубок.

Греющий кабель резистивный – монтаж резистивного греющего кабеля для труб и саморегулирующегося греющегося кабеля своими руками

Греющий кабель резистивный – монтаж резистивного греющего кабеля для труб и саморегулирующегося греющегося кабеля своими руками

принцип работы, плюсы и минусы

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!

Наверняка вы не знаете:

Смотри! Резистивный греющий кабель нагревательный

Области использования нагревающих кабелей в современных условиях жизни весьма обширны.

Они используются для обогрева трубок дренажной системы кондиционеров, для обеспечения достаточного температурного режима в резервуарах и протяженных трубопроводах газо-, нефте- и химической промышленности.

Другими словами при помощи греющего кабеля можно обогреть любой объект.

Существует всего две разновидности кабелей нагрева:

Резистивный греющий кабель отличается от других устройств простотой монтажа и небольшими габаритами. Он представляет собой более простой и дешевый, но в то же время более энергозатратный вариант. Роль греющего элемента в устройстве играет проводник, с достаточно высоким сопротивлением.

Конструктивные особенности резистивного кабеля

Основу конструкции кабеля составляют специальные жилы из стали. В зависимости от количества жил, нагревательный кабель может быть двух типов:

Токопроводящая жила в обязательном порядке подлежит изоляции при помощи использования специальных материалов. Некоторые кабеля отличаются двумя слоями изоляции. Изолирующий металл покрывается защитным экраном из металла, который еще называется экранизирующей оплеткой. Оплетка предназначена специально для защиты кабеля от механических повреждений и в качестве элемента заземления. Для обеспечения полноценной протекции в устройстве может использоваться наружная защитная оболочка.

Резистивный греющий кабель с одной жилой имеет только одну нагревающуюся токопроводящую жилу. Эта жила идет по всей длине конструкции. Использование такого устройства по праву считается самым бюджетным. Это объясняется тем, что такой кабель максимально устойчив к воздействию достаточно высоких температурных режимов. Приспособление обеспечивается электропитанием с обеих сторон.

Очень часто такая схема создает определенные трудности в плане монтажа. Объясняются они тем, что при крепление обязательно подразумевает возврат греющего проводника в точку его соединения. Кроме того может возникнуть необходимость в использовании некоторых дополнительных систем питания.

Конструкция двужильная состоит из двух проводов: нагревательного и токопроводящего. Но одном конце такого провода устанавливается муфта, а на второй конец подается ток. Такой вариант расположения использовать намного легче и комфортнее.

Резистивные кабеля бывают двух видов – одножильные и двужильные. Двужильные кабеля считаются более простыми и эффективными в использовании.

Принцип работы

Резистивный греющий кабель работает по типу простого электрического нагревателя. Основной принцип работы состоит в том, что проводник с большим сопротивлением проводит ток и, благодаря этому, происходит выделение тепла. Объемы тепловыделения зависят от объемов силы тока и мощности сопротивления проводника. Купить резистивный кабель можно отрезками определенной длины. Каждому кабелю характерно определенное сопротивление и при работе каждый кабель выделяет определенное количество тепла.

Принцип работы одножильного проводника заключается в подключении к электроэнергии с двух концов. При таком варианте резистивный кабель протягивается петлей таким образом чтоб оба конца элемента стыковались в одном месте. Использование двух жил дает возможность не подводить оба конца изделия и соединять их в одной точке. Второй принцип подключения обеспечивает возможность использовать такие кабеля в домашнем хозяйстве и быту.

Резистивный греющий кабель работает по принципу закона Джоуля-Ленца. Чем выше сопротивление на определенном участке кабеля, тем большее количество тепла выделяется.

Преимущества и недостатки использования

К преимуществам использования резистивного кабеля можно отнести:

  • доступную стоимость;
  • отличные показатели удельного сопротивления;
  • долговечность;
  • простоту монтажа.

Резистивный кабель долговечен и прочен, но имеет и некоторые недостатки в использовании.

К недостаткам использования такого кабеля можно отнести невозможность сделать устройство более длинным или более коротким, а также необходимость полностью менять весь кабель при выходе из строя хотя бы одного элемента.

Принцип работы греющего кабеля. Резистивный.

Резистивный кабель — это одна из разновидностей греющих кабелей, основным преимуществом которых являются малые габариты и простота монтажа. Это наиболее простой и недорогой в производстве кабель. Состоит из токопроводящей жилы в изоляции. Мощность такого кабеля статична: его изготавливают фиксированной длины и мощности, поэтому такой кабель нельзя укорачивать при монтаже. Произвольная нарезка такого кабеля приводит к повышению сопротивления всего кабеля и к дальнейшему его перегреву и выходу из строя.

Кабель постоянного нагрева обеспечивает одинаковую температуру по всей длине. Это основное его отличие от кабеля саморегулирующегося типа. Конфигурации систем обогрева, построенных на резистивном греющем кабеле, разнообразны: от простых (в которых кабель включается в розетку), до сложных, оборудованных автоматикой для измерения и регулирования температуры.

Разновидности

Одножильный резистивный кабель имеет нюанс, который следует учитывать при укладке. Кабель подключают с обоих концов к электросети, поэтому при монтаже кабель стараются уложить таким образом, чтобы оба конца сходились в одном месте.

Двужильный резистивный кабель можно подключать с одной стороны, что упрощает монтаж.

Следующей разновидностью резистивных кабелей в процессе развития технологий стали зональные нагревательный кабели. Конструкцию двужильного резистивного кабеля улучшили путем добавления в нее с определенным шагом коротких отрезков спиралевидных нагревательных проводников. Зональный кабель можно нарезать на нужные куски с определенным шагом. Его недостатком является возможный локальный перегрев и вероятность появления холодной зоны в конце и начале контура.

Преимуществом резистивных кабелей перед саморегулирующимися является доступная цена, неизменность характеристик на протяжении всего срока службы, отсутствие пусковых токов, высокая надежность греющего контура.

Наиболее широкое распространение резистивный кабель получил в системах обогрева пола и при локальном обогреве водопроводных труб малого диаметра, в обогреве кровли и теплиц. Резистивный кабель выдает постоянную мощность, поэтому целесообразно использовать его с термостатами и датчиками тепла для измерения окружающей среды и своевременного запуска системы.

Нюансы подбора резистивного кабеля

Определитесь с задачами, местом и способом монтажа кабеля. Обратите внимание на следующие советы:

    При монтаже греющего кабеля избегайте пересекание кабеля, это может вызвать его перегрев и выход из строя всей секции.

Не следует применять греющий кабель, предназначенный для систем теплого пола в системах антиобледенения, поскольку у таких кабелей отсутствует должная изоляция.

Заранее продумайте, что будет располагаться на обогреваемом пространстве, так как недостаточное теплоотведение приводит к перегреву кабеля. (Этого можно избежать, если использовать более дорогой зональный кабель).

Рекомендуем резистивный кабель:

Советы по выбору греющего кабеля

На сегодняшний день нагревательные кабели широко используются как в быту, так и в промышленных целях. Данные изделия предназначены не только для создания системы теплый пол, но и для обогрева труб в зимнее время. Очень важно правильно подобрать тип проводника (саморегулирующийся либо резистивный), конструкцию, а также мощность. В этой статье мы расскажем читателям samelectrik.ru как выбрать греющий кабель для водопровода и водостока.

Саморегулирующийся или резистивный?

Для начала нужно определиться с типом нагревательного проводника. Резистивный кабель менее практичен, так как имеет постоянную мощность и фиксированную длину. Из недостатков данного изделия можно выделить его склонность к перегреву и выходу из строя. Основными преимуществом является сравнительного низкая стоимость. Узнать больше о том, как устроен резистивный кабель вы можете из нашей статьи.

Саморегулирующийся нагревательный проводник имеет больше преимуществ, поэтому выбрать его будет правильным решением. Основные достоинства изделия: устойчивость к скачкам напряжения, возможность экономии электроэнергии, нет ограничений по длине системы обогрева и что не менее важно — устойчивость к перегреву. Единственное, из-за чего выбор саморегулирующего греющего кабеля не всегда уместен — более высокая цена (в некоторых случаях резистивный провод более уместен, например, для обогрева емкостей и труб малого диаметра).

Все же мы считаем, что правильным решением будет выбрать саморегулирующийся греющий кабель, особенно для обогрева водопровода и водостока. Далее мы более подробно остановимся на критериях выбора данного типа нагревательного проводника.

Критерии выбора

Итак, первое, с чем нужно определиться — с конструктивными особенностями изделия. Конструкция саморегулирующего греющего кабеля может включать в себя две медные токопроводящие жилы, матрицу, слой изоляции, оплетку и внешнюю оболочку. При выборе обязательно обратите внимание, есть ли оплетка на термокабеле или нет. Если нет — это бюджетный вариант. Оплетка делает провод крепким, более устойчивым к механическим повреждениям и к тому же заземленным. Поэтому выбрать такой вариант будет правильным решением.

Подробнее об оплетке вы можете узнать из видео:

Еще один важный момент — тип внешней изоляции. Для бытового применения (обогрев кровли и водостоков, канализации) вполне достаточно выбрать греющий кабель с изолирующим слоем в виде полиолефина. Если вы хотите использовать систему кабельного обогрева на производстве, и при этом важна устойчивость к агрессивной среде и ультрафиолетовому излучению, советуем выбрать термокабель с изоляцией из фторполимера. Для водопровода, если проводник будет проложен в трубе, лучше подобрать изделие с внешней оболочкой из фторопласта.

Важно! Далеко не всегда проводник, предназначенный для обогрева труб снаружи, можно использовать для прокладки внутри. Этот момент уточняйте у продавца-консультанта!

Следующее, на что нужно обратить внимание при выборе греющего электрокабеля для водопровода и водостока — температурный класс. Низкотемпературный проводник может нагреваться до 65˚C, при этом его удельная мощность нагрева составляет не более 15 Вт/м. Такой тип исполнения лучше выбрать для защиты небольших по диаметру труб от замерзания. Среднетемпературный термокабель нагревается максимум до 120˚C и обладает мощностью от 10 до 33 Вт на погонный метр. Его лучше выбрать для водостоков, труб среднего диаметра, а также обогрева кровли. Высокотемпературный греющий кабель может достигать температуры 190˚C при удельной мощности 15–95 Вт/м. Для частного дома либо коттеджа такой тип исполнения не подойдет, его выбор рационален для промышленных условий, обогрева труб большого диаметра.

Ознакомившись с мощностями и применением термокабеля возникает вопрос, а какие характеристики должны быть у проводника для определенного диаметра трубы. Так вот мы рекомендуем выбрать греющий кабель, ориентируясь на следующие показатели:

  • диаметр трубы от 15 до 25 мм — мощность 10 Вт/м;
  • 25-40 мм — 16 Вт/м;
  • 40–60 мм — 24 Вт/м;
  • 60–80 мм — 30 Вт/м;
  • >80 мм — 40 Вт/м.


Важно! К выбору мощности нагревательного кабеля нужно подойти ответственно. Недостаточная мощность приведет к тому, что система обогрева не справится со своей работой, а завышенные показатели негативно отобразятся на расходе электроэнергии.

Ну и последнее, что хотелось бы посоветовать — обращайте внимание на фирму продукции. Лучшие производители греющего кабеля: Devi, Nelson, Raychem, Lavita, Ensto. Также отечественный бренд зарекомендовал себя хорошо — ССТ (Теплолюкс).

Вот и все, что хотелось рассказать вам о том, как выбрать греющий кабель для водопровода и водостока. Надеемся, наши советы по выбору были для вас полезными!

Рекомендуем также прочитать:

Саморегулирующийся греющий кабель. Виды греющих кабелей, конструкция и применение

Предотвратить замерзание и выход из строя водопроводных труб, проложенных выше глубины промерзания или проходящих в неотапливаемых помещениях, вводы трубопроводов, а также обмерзание кровли и водостоков – все эти проблемы можно решить, применив греющие кабеля.

Греющие кабеля, предлагаемые строительным рынком, значительно отличаются. Разное устройство, принцип работы и стоимость. Три типа греющих кабелей:

Резистивный. Нагревательный кабель, рассчитанный на определенное напряжение питания и погонную мощность. Длина кабеля (сопротивление) расчетные, поэтому укоротить или удлинить этот тип кабеля не получится. Поэтому кабель поставляется только в виде готовых секций определенных длин и сопротивлений. Может иметь как одну токопроводящую жилу, так и две. Если кабель выполнен одножильным, то к источнику питания его подключают обеими концами, что предполагает ограничения при разработке проекта, поскольку длина кабеля расчетная и изменить ее нельзя. Двужильный кабель запитывают одним концом, а второй имеет заводскую муфту – для монтажа этот вариант удобнее.

Более дорогие виды резистивного кабеля имеют оболочку из минеральной изоляции и способны выдерживать температуры нагрева в пределах 600⁰С. Самый дешевый вид греющего кабеля, но по электропотреблению самый невыгодный, поскольку, будучи подключенным к питанию, работает только на полную мощность. При перехлестах в очень тесном пространстве может перегреться и перегореть.

Применение – целесообразно для больших площадей – площадка, пандус, кровля, система теплого пола, а также линейные протяженные участки лоткового водоотвода. Задачу антиобледенения резистивный кабель решает, но экономя на его стоимости, следует помнить, что электроэнергии такой кабель потребляет значительно больше, чем саморегулирующийся. В случае, когда обогрев нужно поддерживать долгую зиму, а не пиковые несколько дней или часов, то его применять невыгодно.

Секционный кабель, называемый также зональным. Отличия от резистивного кабеля по сути нет – относительно принципа работы. Но конструкционные отличия дают новую возможность – разрезать секционный кабель по длине, нужной для монтажа. Представляет собой двухжильный кабель, обе жилы которого находятся в одной оболочке, а нагревательным элементом служит спиральная намотка, соединенная с токопроводящими жилами в расчетном интервале. Материал намотки – высокорезистивный сплав. Область применения зональных кабелей та же – обогрев. Но обогревать ими рационально не только большие, но и очень ограниченные площади и участки сложных конфигураций. Обледенение карнизов, «опасные» сосульки, лед на ступеньках крыльца, тротуаре и дорожках – все эти проблемы и многие другие можно решить, применив зональный кабель. Также используется для устройства теплого пола, обогрева гаража, зимнего сада и теплицы, балкона, цокольного помещения… и т.д.

Саморегулирующийся кабель. По конструкции – это гибкий термоэлектрический нагреватель, или ТЭН. Наружная изоляция – полимерный материал, под изоляцией экранирующая оплетка из металла, она же заземляющая, и выполняющая задачу защиты кабеля от механических воздействий. Под металлической оплеткой находится обмотка из термопластика, которая, в свою очередь, является надежной оболочкой для двух витых проводников (медные жилы сечением 0,5-1,25 мм2) и токопроводящей матрицы, в основе которой микродисперсный графит.

Когда кабель подключают к источнику питания, матрица нагревается и расширяется по действием электрического напряжения. В результате температурного расширения зерна графитового порошка перестают контактировать между собой, их микроконтакты разрываются, а сопротивление кабеля повышается, тем самым приостанавливая нагрев. Как только температура снижается, происходит обратный процесс – сжатие матрицы и соединение частиц графита обеспечивают контакт, и тепловыделение идет по новому циклу. Матрица может состоять также из полимеров на основе углерода, но принцип действия тот же.

Процессы расширения и сжатия матрицы происходят по всей протяженности саморегулирующегося кабеля независимо от расположения. Энергопотребление идет лишь на тех участках, где есть необходимость поддерживать заданную температуру. Расход электроэнергии всегда оптимальный, а ее экономия при этом существенная. Кроме того, данная технология электропрогрева дает возможность не зависеть от скачков напряжения. Кабель возможно резать той длины, какая нужна для конкретной цели, его можно перехлестывать при монтаже или укладывать внахлест, в отличие от резистентного кабеля, который может перегореть от избыточного нагрева при перехлесте. Для того, чтобы защитить от промерзания запорную и регулирующую арматуру, перехлест как раз очень удобный метод прокладки кабеля.

Чтобы определиться с нужной мощностью саморегулирующегося кабеля, нужно учесть факторы: тип конструкции, ее протяженность или площадь, для труб – диаметр и примененную теплоизоляцию, а также минимальные температуры среды, средние и пиковые. Производители предоставляют таблицы и инструкции для расчета. Пример упрощенного расчета: исходные данные – труба длиной 10 м, кабель будет смонтирован поверх трубы. Необходимая мощность около 16 Вт/ пог. м. При монтаже кабеля внутри водопроводных труб требуется меньшая мощность, поскольку теплопотери меньше – около 10 Вт/ пог. м.

Монтаж кабеля внутри трубы делают в случаях, когда отсутствует прямой доступ к трубопроводам, например, водопроводная труба проходит в земле или в футляре. Для монтажа в трубопровод, поставляющий питьевую воду, применяется кабель, соответствующий санитарно-эпидемиологическим нормам (СанПиН), о подтверждении данного соответствия у продавцов должен иметься сертификат.

Монтаж греющего кабеля внутри трубы

Для монтажа внутри трубы понадобится дополнительно переходник — муфта соответственного диаметра. Через этот переходник будет проходить греющий кабель. Вывод кабеля через запорную арматуру делать ни в коем случае нельзя. Устанавливать греющий кабель возможно только в трубы диаметром не меньше 40 мм.

Для того, чтобы исключить замерзание трубопровода на вводе в дом, достаточно завести в трубу греющий кабель от ввода на глубину промерзания грунта, необходимая длина кабеля при этом составит: величина глубины промерзания + высота ввода + расстояние от уровня пола.

Монтаж греющего кабеля поверх трубы
  • Линейный способ. Применяется для труб диаметром до 30 мм, поскольку у саморегулирующегося кабеля имеется ограничение по радиусу изгиба. Укладывают кабель вдоль водопроводных труб, возможна укладка двух кабелей параллельно, по противоположным сторонам трубы.
  • Второй метод – монтировать греющий кабель волнообразно, применяют такое крепление для труб среднего диаметра.
  • Для труб среднего и большого диаметра греющий кабель укладывают и крепят по спирали.

Для всех способов монтажа кабеля применяют алюминиевый скотч. Обмотка полипропиленовой трубы скотчем до фиксации кабеля позволит избежать местного перегрева труб и обеспечит равномерность распределения тепла. Закрепляют греющий кабель через 0,3-0,4 м самоклеящимися теплостойкими монтажными лентами, кабельные обоймы и проволока недопустимы. После того, как греющий кабель закреплен, целесообразно дополнительно выполнить обмотку всех элементов алюминиевым скотчем и заключить весь трубопровод в теплоизоляционную скорлупу.

Плюсы и минусы саморегулирующегося кабеля

  • Регулировка режима подогрева автоматическая.
  • Ограничение по максимальной длине кабеля от 150 до 200 м (у разных производителей), это позволяет обогревать большие протяженности и площадь.
  • Кабель можно нарезать на длины, нужные для монтажа на конкретный участок.
  • Кабель не перегревается и не перегорает при монтаже нахлестом и вперехлест, а также при скачках напряжения.
  • По стоимость саморегулирующийся кабель значительно дороже секционного и резистивного видов кабеля.
  • Нагрузка при старте превышает рабочую нагрузку до 1,5.
  • Показатель мощности постепенно снижается в процессе эксплуатации, и служит саморегулирующийся кабель меньше, чем остальные виды.

Визуально распознать качественный кабель под силу только специалисту, и при засилье на рынке товаров, не соответствующих качеству, выход один – покупать товар надежной торговой марки у официального производителя.

Греющий кабель как теплый пол

03.08.2020 / Автор: admin

Система отопления «теплый пол» давно доказала свою эффективность и комфорт, поэтому широко применяется во всем мире. Принципиальным является вопрос, какой источник энергии используется для получения тепла? Пока существует современная разница в ценах на энергоносители, человеку дешевле сжигать твердое топливо или углеводороды, нагревать полученным теплом воду, а потом уже прокачивать ее по трубам теплого пола. Но гораздо удобнее использовать греющий кабель как теплый пол, а не сложную систему трубопроводов, коллекторных узлов и насосов. Доминирование углеводородов на энергетическом рынке не будет вечным, и более удобная для передачи и применения электрическая энергия неизбежно будет применяться для отопления все шире.

Греющий кабель как теплый пол

Теоретический ликбез кабельного обогрева

Как известно из школьного курса физики, электрический ток — это не что иное, как направленное движение заряженных частиц под воздействием электрического поля. Если какое-либо вещество имеет такие свободные заряженные частицы, которые смогут двигаться, то его называют проводником, а если нет, то диэлектриком. Те вещества, которые могут менять количество частиц в зависимости от каких-то внешних факторов называют полупроводниками. В привычных металлах заряд переносят электроны, в электролитах – катионы и анионы, а в газах электроны и ионы.

Каждый электрик должен знать:  Бластинг - новый способ очистки металла от ржавчины

Любой проводник не пропускает поток заряженных частиц беспрепятственно, а оказывает ему определенное сопротивление, которое физически объясняется тем, что частицы сталкиваются с атомами проводника, «расшатывают» их, теряя свою энергию, и в результате энергия электрического тока частично преобразуется во внутреннюю энергию проводника, что выражается в его нагреве.

Способность проводника сопротивляться протеканию электрического тока совершенно логично назвали сопротивлением.

В основе греющих кабелей лежит свойство проводников, имеющих сопротивление, нагреваться при протекании электрического тока

Как видно из формулы, сопротивление зависит от удельного сопротивления, которое относится к справочным данным (оно неизменно для конкретного материала), длины проводника и площади его поперечного сечения. Удельные сопротивления различных проводников можно посмотреть в таблице.

Удельное сопротивление основных проводников

Очевидно, что для передачи электрической энергии нужно применять материалы, имеющие наименьшее удельное сопротивление — тогда и процент потерь будет низок. Это алюминий, медь и сталь большого сечения для изготовления кабелей, проводов, линий электропередач. В электронике применяются: серебро, золото, олово, платина.

Если проводники будут использоваться для нагрева, то вредные для передачи потери энергии свойства оказываются очень полезными для получения тепла, поэтому и выбираются материалы с большим удельным сопротивлением: вольфрам, нихром, оцинкованная сталь, различные сплавы, которые производитель нагревателей может держать в секрете.

Для оценки количества тепловой энергии, которую может выделить проводник при протекании через него электрического тока, применяется закон Джоуля — Ленца, открытый еще в XIX веке.

Закон Джоуля — Ленца

Согласно этому закону, количество теплоты Q равно работе A, и оно напрямую зависит от квадрата силы тока – I, сопротивления – R, и промежутка времени Δt.

Из приведенной схемы видно, что в замкнутой цепи течет ток, измеряемый амперметром, причем он будет одинаков на каждом ее участке. В резервуаре с водой находится нагревательный элемент R, сопротивление которого больше других проводников настолько, что ими просто можно пренебречь. Согласно закона Джоуля — Ленца, на сопротивлении R, будет выделяться определенное количество теплоты, она начнет подогревать воду в резервуаре, тогда как на других участках цепи тепло не выделится. Реостатом можно изменять ток в цепи, соответственно будет меняться количество выделенного тепла.

Схема опыта, подтверждающего действие закона Джоуля — Ленца

Именно действие этого закона мы видим на примере электрочайников, утюгов, бойлеров, где сопротивление их термоэлектрических нагревателей – ТЭН, гораздо больше, чем электропроводки. Поэтому и тепла они выделяют больше. Греющий кабель представляет собой тот же ТЭН, только имеющий большую длину, поэтому выделение тепла происходит не локально, а по всей длине кабеля. Выделенное кабелем тепло передается на строительные конструкции, в том числе на покрытие пола. Греющие кабеля могут прокладываться в материале стяжки, в плиточном клее, в специальных сборках из металла. Подводящие силовые кабеля, имеющие низкое сопротивление, называют «холодными» или монтажными концами.

Классификация нагревательных кабелей

Казалось бы, чего проще? Надо взять материал, имеющий высокое удельное сопротивление, сделать из него кабель, подсчитать выделяемое им тепло и все готово. Но на деле это все далеко не так, нагревающие кабеля должны отвечать набору определенных требований, о которых будет рассказано ниже.

В кабельных системах обогрева (КСО) могут применяться совершенно разные по конструкции, применяемым материалам, удельной мощности кабеля, в зависимости от назначения:

  • Отопление помещения. Прежде всего, используется система «теплый пол», но еще применяют и теплые стены и даже теплый потолок. Обычно электрические теплые полы делают для комфорта или дополнительного отопления в довесок основной системе. В качестве основного источника тепла их применение не рекомендуется из-за нерентабельности и в большинстве случаев недопустимо, так как никакая электроснабжающая организация не выдаст разрешения на выделенную мощность.

По теплому полу комфортно не только ходить, но и сидеть на нем

  • Обогрев кровли и водостоков эффективнее всего при помощи нагревательных кабелей, так как они спасают от дорогостоящего ремонта крыши, а также исключают травматизм от падающих сосулек.

Обогрев кровли продлевает ее срок службы

  • Обогрев крыльца, лестниц, пандусов, въезда в гараж, пространства под воротами въезда на территорию дома. В зимнее время выгоды от комфорта и безопасности при применении КСО в этих местах ощутимы.

На обогреваемом крыльце никогда не будет скользко

  • Обогрев трубопроводов в частных домах. Трубы всегда необходимо прокладывать ниже глубины промерзания грунта, но бывает, что в местах выхода, прохода через фундамент, даже теплоизоляция не помогает уберечь трубы от промерзания. Нагревательные кабели – лучшее спасение.
Резистивный греющий кабель

В самом названии этого вида кабеля имеется в виду, что он представляет собой резистивную нагрузку — своего рода вытянутый проводник, имеющий постоянное сопротивление, которое больше, чем сопротивление «холодных кабелей»: силовых и монтажных. Нагрев происходит проводящими медными или из специального сплава, нагревательными жилами, заключенными в изоляцию. Поверх изоляции обязательно применен экран из медной оплетки или фольгированной оболочки вместе с дренажной жилой.

Экран выполняет очень важные функции:

  • Экран уменьшает электромагнитное излучение, которое свойственно любым проводникам с током, особенно переменным.
  • Экран подключен к заземлению (проводнику PE), которое является частью системы уравнивания потенциалов (СУП). Если произойдет пробой изоляции, то токи утечки замкнутся на экран, и уйдут в землю, что защитит человека от поражения электрическим током. Дополнительно это вызовет срабатывание автоматических выключателей и устройств защитного отключения (УЗО).

Резистивные кабели по своему исполнению бывают:

Строение резистивных греющих кабелей

  • Одножильный резистивный кабель – для нагревания используется одна токопроводящая жила. Это самый недорогой вид греющих кабелей требует тщательной укладки, так как начало и конец этого кабеля должны сходится в одной точке и подключаться к специальным регулирующим устройствам – термостатам.
  • Двухжильный нагревательный кабель в центральной части имеет две жилы, заключенные в экран. При этом либо обе жилы могут быть нагревательными, либо одна жила нагревательная, а другая питающая или как ее называют – возвратная. На конце секции двухжильного кабеля есть специальная концевая муфта, соединяющая две нагревательные жилы и изолирующая кабель. Преимущества двухжильного кабеля очевидны — для его укладки его просто надо уложить по схеме змейкой, без надобности возвращать назад к термостату. Уровень электромагнитного излучения у двухжильного кабеля гораздо меньше, чем одножильного, так как в греющих жилах токи текут встречно. Очевидно, что такие кабели дороже.

Резистивные кабели продаются готовыми секциями, имеющими фиксированную длину, которую категорически нельзя изменять. Почему? Дело в том, что важнейшей характеристикой любого греющего кабеля является удельная мощность, выделяемая одним погонным метром кабеля. Она должна быть в диапазоне 10—20 Вт/м и ни в коем случае не больше, так как это приведет к перегреву кабеля и выходу его из строя. Например, при укорачивании резистивного кабеля вдвое, сопротивление уменьшается наполовину, что по закону Джоуля-Ленца ведет к двухкратному росту количества теплоты, а на это не рассчитан материал кабеля.

Комлект резистивного кабеля фиксированной длины вместе с монтажным комплектом

Длину секции подбирают исходя из расчетов. Производители выпускают комплекты с длиной секции от 10 до 110 метров, так что подобрать требуемый кабель с нужной удельной мощностью всегда возможно. Существуют резистивные кабели на катушках, с которых можно отрезать любую длину, но это прерогатива специалистов способных делать нужные расчеты.

Преимущества резистивного греющего кабеля:

  • Разумная стоимость.
  • Постоянство характеристик.
  • Отсутствие пусковых токов не требует применения специальных автоматических выключателей типа C.

Недостатками резистивного кабеля являются:

  • При неграмотном монтаже есть опасность локального перегрева, что приведет к выходу из строя кабеля.
  • Невозможность уменьшать длину греющего кабеля без изменения характеристик.
  • Кабелю нужно обеспечить нужные параметры теплоотдачи.
Резистивный зональный (секционный) кабель

Эволюцией развития резистивных греющих кабелей стало изобретение зонального (секционного) кабеля, в котором по центру проходят два проводника низкого сопротивления, заключенных в изоляцию. Поверх проводников намотана спираль из проволоки с высоким сопротивлением. Через определенный промежуток (обычно 1 метр) эта проволока подключается попеременно к одному, а затем к другому центральному проводнику. Очевидно, что в этом случае каждый участок (зона) будет представлять собой независимый от других нагревательный элемент, подобно параллельному подключению резисторов.

Фотогалерея (11 фото)

Резистивный греющий кабель постоянного сопротивления

empstenup/ Март 20, 2020/ Интересное/ 0 comments

Владельцам частных домов не понаслышке знакома проблема обледенения крыльца и садовых дорожек в зимний период. Вариантов решения этой ситуации существует немало. Но наиболее эффективным считается монтирование на ступеньки нагревательного кабеля. Эту процедуру можно сделать и на бетоне, и на тротуарной плитке.

Установка резистивного греющего кабеля обеспечивает целый ряд преимуществ:

  • минимальная вероятность травмирования людей;
  • чистые и сухие ступеньки, дорожки в течение всей зимы;
  • отсутствие риска повреждения плитки в ходе чистки;
  • продлевается срок службы строительных материалов.

Затраты на монтаж не очень велики, а установив саморегулирующийся нагревательный кабель, о перерасходе электроэнергии также не придется беспокоиться. Алгоритм работы такого изделия цикличный: он автоматически включается и выключается при достижении нужной температуры. Сам кабель имеет две медные жилы, между которыми располагается нагревательная матрица. Внешняя оболочка изделия надежная, состоит из двойного изоляционного слоя.

При включении тока полимер нагревается, и кабель начинает излучать тепло. Осуществляя обогрев крыльца, кабель реагирует на его температуру.

Как только бетонная поверхность достигает оптимальной температуры, нагревательный элемент прекращает излучать тепло. Кабель охлаждается. При понижении температуры он снова начинает продуцировать тепло.

Двужильные кабели успешно применяются не только для обогрева ступенек крыльца и садовых дорожек. С их помощью уже давно обустраиваются системы нагрева кровли, уличных площадок, парковок, полов в холодильных отсеках, гаражах и подвалах. Такие изделия очень удобны тем, что позволяют регулировать не только площадь, но и длину укладки. При необходимости изделие можно резать на куски различной длины. Для владельцев «узорных» ступенек этот факт очень важен, и значительно упрощает процесс монтажа.

При монтаже обогрева ступенек крыльца кабель укладывается рядами. Расстояние между ними не должно быть менее 7-8 см. Производители двужильных кабелей постоянно совершенствуют свою продукцию. Одним из новшеств на рынке стали нагревательные маты. Они представляют собой полимерную подложку, на которой уже надежно зафиксированы греющие элементы в определенном порядке. Их использование избавляет от необходимости производить кропотливые расчеты перед укладкой изделия на подготовленную поверхность.

Нагревательный кабель: два типа нагревательного кабеля

Нагревательный кабель производят различные компании, как зарубежные, так и отечественные. Разобраться в этом многообразии однотипного товара довольно сложно. В этой статье основные характеристики двух типов нагревательного кабеля. Кабельная система обогрева, это не только нагревательный кабель, но и «холодные провода», которыми подключают систему к электрической сети. Нагревательный кабель соединяется с «холодными проводами» при помощи специальной соединительной муфты.

Вступление

Нагревательный кабель это название электрического кабеля, используемого для обогрева в системах теплых полов, обогрева крыш, кровель, водостоков, наружного водопровода и канализации. Различают два типа нагревательного кабеля о которых пойдет речь дальше.

Важно! Кабельная система обогрева, это не только нагревательный кабель, но и «холодный провод», которым подключают систему к электрической сети. Нагревательный кабель соединяется с «холодным проводом» при помощи специальной соединительной муфты.

Резистивный и саморегулирующийся нагревательные кабели

В системах теплого пола используют два типа нагревательного кабеля:

  1. резистивный нагревательный кабель;
  2. саморегулирующийся нагревательный кабель.

Поговорим о плюсах и минусах обоих видов.

Резистивный нагревательный кабель

Название «резистивный» происходит от слова resistance – сопротивление, а сами резистивные кабели представляют из себя кабели с постоянным сопротивлением. Нагревательная жила является основным элементом резистивного кабеля. Электроэнергия проходящая по нагревательной жиле преобразуется в тепло, за счет эффекта Джоуля-Ленца, с минимальными потерями, равномерно по всей длине. Поверх такой жилы расположены слои изоляции, металлическая оплетка, как элемент заземления и выполняющая функции экранирующего элемента для электромагнитных полей. Самым верхним слоем является защитная оболочка.
Резистивный кабель бывает одножильным и двужильным.

Одножильный резистивный нагревательный кабель

Одножильный резистивный нагревательный кабель имеет только одну нагревательную жилу по всей длине и подключать такой кабель необходимо с обоих концов, так как ток может протекать только в замкнутой цепи. Подключив провод к сети, нужно расположить витки по всей поверхности пола так, чтобы второй конец кабеля вернулся в отправную точку, то есть оба конца кабеля нужно свести в одну точку.

При всей простоте такой укладки, возникает такой минус, как электромагнитное поле. Экранирующая оплетка борется с этим явлением довольно успешно и излучение такой системы ниже допустимого уровня, но при применении двухжильного резистивного кабеля результат снижения электромагнитного излучения гораздо лучше.
К преимуществу одножильного резистивного кабеля можно отнести его сравнительно невысокую стоимость.

Двухжильный резистивный кабель

В этом виде нагревательный кабель помимо нагревательной жилы присутствует еще и вторая жила – токопроводящая. Провода проходят параллельно , а токи будут течь в разные стороны, за счет чего происходит взаимная компенсация электромагнитных полей, что значительно снижает излучение, по сравнению с одножильным резистивным кабелем. Подключается двухжильный кабель с одного конца, а на втором крепится специальная муфта. Этот кабель удобнее одножильного при монтаже, но и дороже.

Двужильный кабель предпочтительнее для жилых помещений, т.к. почти не создает электрических полей.

Плюсы резистивного кабеля

Низкая стоимость, простота конструкции и малое время монтажа нагревательных секций на объекте отличает резистивный кабель. Такой кабель достаточно эластичен и принимает любую форму, с любым радиусом изгиба. Так же этот кабель можно укладывать в несколько слоев.

Недостатки резистивного кабеля

К недостаткам резистивного кабеля относится необходимость использовать секции определенной длины, что усложняет проектирование и монтаж системы.

Места соединения «горячего» и «холодного» концов кабеля испытывают тепловые напряжения и от качества муфты зависит долговечность всей системы. Как показывает практика, муфта – самое критичное место в системе «теплый пол».
Так же при плохом контакте нагревательного провода со стяжкой, или в случае, когда поверхность пола заставлена мебелью, кабель может перегреваться, что не лучшим образом влияет на срок эксплуатации теплого пола.

Еще один момент, о котором следует упомянуть. В системе используется датчик температуры, который закладывается в стяжку и передает информацию на термостат. Если Вы накрыли место, где находится датчик температуры ковриком, или поставили мебель, то о корректной работе системы говорить не приходится.

Саморегулирующийся кабель

Саморегулирующийся кабель обладает свойством изменять мощность на любом своем участке в зависимости от условий, в которых он работает. В качестве нагревательного элемента в саморегулирующемся кабеле выступает полимерная матрица.

Строение кабеля напоминает двухжильный резистивный, но в отличии от первого, в саморегулирующемся кабеле обе жилы не нагревательные, а токопроводящие. Между этими жилами расположен полимерный материал, который и выполняет функции нагревательного элемента. Сопротивление полимерной матрицы очень сильно зависит от ее температуры. Если какой то участок перегревается, его сопротивление увеличивается, что приводит к снижению силы тока и тепловыделения. Этот эффект возникает только в месте перерегрева, а остальной кабель по прежнему нормально работает.
Использование саморегулирующегося кабеля для устройства теплого пола даёт неоспоримые преимущества, но обычно стоит в несколько раз дороже варианта с резистивным кабелем.

Саморегулирующийся греющий кабель: характеристики, принцип работы, особенности монтажа

Если речь идет об обычном проводе, то он функционирует на максимальной мощности постоянно. Что касается саморегулирующегося греющего кабеля, он способен менять интенсивность нагрева, что зависит от температуры поверхности и внешней среды. На разных участках может быть разная интенсивность, на которую влияют силы тока и сопротивление.

Принцип работы

Описываемые кабели всегда двужильные, что отличает их от обычных. Между жилами находится полупроводниковая матрица, которая выступает регулятором силы тока и сопротивления. Роль заземлителя играет оплетка, которая защищает от электромагнитного излучения и предохраняет изделия от механических воздействий.

Саморегулирующийся греющий кабель работает по принципу полупроводников, при этом сопротивление увеличивается при повышении температуры, что снижает силу тока. При меньшей температуре нагрева снижается сила тока, как и энергопотребление. Такие способы обогрева очень удобны еще и по той причине, что на разных участках кабеля может быть разная интенсивность нагрева. Это актуально, например, когда один из участков крыши находится на солнце, а другой — в тени.

Для того чтобы нагрев не происходил при повышении температуры больше + 5 ˚С, система дополняется терморегулятором. При этом рабочий ресурс кабеля не будет исчерпан раньше времени, ведь он будет работать лишь при необходимости. Принцип работы этого узла заключается в отключении подачи питания, когда температура достигает порогового значения, его можно указать самостоятельно.

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.

Дополнительные характеристики: температура кабеля

Еще одной важной особенностью является рабочая температура. По ней кабели можно классифицировать по трем категориям. Они бывают низко-, средне- и высокотемпературными. У первых рабочая температура не превышает 65 ˚С, у вторых — 120, у третьих — 240 ˚С. Для того чтобы обогреть водопровод, следует использовать низкотемпературные кабели. Они не работают при температурах, близко подходящих к максимальным 65 ˚С.

Особенности монтажа

Перед монтажом важно учесть характеристики саморегулирующегося греющего кабеля, а также ознакомиться с особенностями прокладки изделий. Например, количество внешних проводов может достигать 4. Вдоль контура снизу прокладывается одиночный кабель. Крепление осуществляется алюминиевым скотчем, что увеличивает теплоотдачу. Это надежно и удобно. Такой способ позволяет обеспечить защиту от повреждений, а обогрев получается более эффективным, ведь вода обычно замерзает снизу.

Саморегулирующийся греющий кабель для труб может быть проложен спиралью. Этот способ — еще один вариант внешнего монтажа. Намотка осуществляется на трубу с шагом 5 см. Крепление производят монтажной лентой. Расход провода при этом увеличивается — его понадобится больше в 1,7 раза, чем длина трубопровода, но обогрев получается более эффективным и происходит быстрее.

Если работы необходимо осуществить в труднодоступных местах, то кабель необходимо намотать с припуском, а после обмотать трубу образовавшимися петлями. После того как нагревательная система будет установлена, обеспечивают ее термоизоляцию. На трубы канализации, включая ливневку, кабель укладывается по такому же принципу.

Дополнительно о наружной установке

Обогрев труб водопровода греющим саморегулирующимся кабелем со внутренним монтажом не рекомендуется осуществлять, если планируется использовать больше одного кабеля. Если труба имеет небольшой диаметр, в пределах 50 мм, то одного провода будет достаточно. Если же речь идет о большой трубе, то обычно используется от 2 до 4 штук, которые располагаются в областях с низкой температурой.

Монтаж саморегулирующегося греющего кабеля осуществляется и для труб, помещенных в грунт. Здесь можно использовать золотую середину: два кабеля при этом должны идти параллельно, вдоль противоположных сторон. Если крепления на алюминиевый скотч, который увеличивает теплоотдачу и защищает кабель, недостаточно, можно использовать более прочное крепление — на стяжки. Если при эксплуатации на отдельные участки трубы попадают прямые солнечные лучи, следует использовать стяжки черного цвета, которые устойчивы к ультрафиолету.

Проведение внутреннего монтажа

Саморегулирующийся греющий кабель для обогрева труб может быть проложен еще и внутри. Такие работы осуществляют, если другая методика не может быть применена. Здесь есть свои недостатки, которые выражены: в обрастании кабеля налетом, уменьшении просвета трубы, невозможности осуществить выход провода через тройники и запорную арматуру, снижение надежности контура, ведь происходит добавление еще одной точки — тройника. Но есть здесь и плюсы, которые выражены в том, что обогреватель напрямую контактирует с жидкостью, что увеличивает эффективность работы системы и снижает энергопотребление. Ремонтные работы не сопровождаются сложностью, ведь кабель необходимо лишь вытянуть и заменить.

Для того чтобы проложить саморегулирующийся греющий кабель внутри трубы, на него необходимо установить сальниковый узел. Для ввода в трубопровод осуществляют монтаж тройника. Далее можно заняться укладкой кабеля и герметизацией сальникового узла.

Прокладывать внутри трубы можно лишь тот кабель, который сертифицирован как пищевой. На изделии так и должно быть написано. Если таких данных нет, то необходимо потребовать сертификат соответствия. Если подобных сведений в паспорте не указано, вы должны обратить внимание на коды ОК 005 и ТН ВЭД.

Обогрев теплиц

В схемах отопления теплиц и монтажа теплого пола отличий почти нет. По сути, осуществляется тот же монтаж теплого пола, но под другое покрытие. Провод должен быть расположен на защитной сетке, которая укладывается на подушку из песка. Сверху располагается еще один песчаный слой, далее идет защитная сетка и плодородный грунт. В итоге вы должны получить многослойный пирог.

Он будет выглядеть по-другому, если вы планируете использовать самонагревающуюся плоскую ленту. Первой в данном случае устраивается термоизоляция, тогда как стальная сетка укладывается одним слоем. Если под грунтом систему смонтировать нет возможности, то нагревательные элементы можно расположить на стенах.

Особенности подключения

Вас, как и многих начинающих домашних мастеров, может заинтересовать вопрос о том, как подключить греющий саморегулирующийся кабель. Принцип проведения таких работ очень прост. Подключение осуществляется к сети 220. В этом случае задействуются токопроводящие жилы. Второй конец изолируется, чтобы исключить контакт между токопроводящими жилами. Понадобится еще и оплетка на заземление.

Какой способ подключения будет использоваться, зависит от того, какие инструменты у вас есть в наличии и как вы планируете использовать кабель. Однако схема остается одинаковой. При подключении вы можете использовать клеевой комплект муфт и кабели без экрана. Если прокладка осуществляется внутри трубы, то изделие будет отличаться наличием концевого колпачка. Нагревательный кабель запитывается от сети. Заземление нужно будет подключить, если кабель экранированный. Важно не забыть загерметизировать конец.

В заключение

Греющие кабели имеют широкую область использования. Их применяют для обогрева водопровода, кровель, полов, резервуаров и других емкостей. Если у вас недостаточно опыта, то определение параметров, типа и модели кабеля лучше доверить специалистам. Что касается системы водопровода, то при необходимости ее обогрева кабель может быть установлен не только снаружи, но и внутри трубы.

Кабельный обогрев: достоинства и недостатки, устройство

Кабельный обогрев — система обогрева, преобразующую электрическую энергию в тепло благодаря тепловому действию тока в нагревательных элементах, которые выполнены в виде специальных кабелей.

Использование обогрева кабелями

Кабельные обогревательные системы находят широкое применение. Их достоинствами являются небольшие габаритные размеры кабеля и большие возможности по передаче электрической энергии. Примерами использования являются:

Схема кабельного обогрева труб.

  1. Теплый пол. Устанавливается провод под покрытием пола, в нижележащий слой бетона или в специализированную металлическую сборку. Эта система увеличивает комфортность здания и может применяться как самостоятельная отопительная система.
  2. Подогрев твердеющего бетона. Затвердевание бетонной массы требует поддержки определенных температур, что будет затруднительно в холодное время года. Можно крепить нагревательный провод к арматуре будущего железобетонного изделия. Тогда используется относительно дешевый провод с наименьшей изоляцией, которая потом так и останется в изделии.
  3. Обогрев зеркал. В зданиях с увеличенной влажностью на поверхность зеркал (более холодную) выпадает конденсат, а это затрудняет пользование зеркалами. Помещение кабельной обогревательной системы за стеклом зеркала дает возможность решить эту проблему.
  4. Защита от промерзания труб. Трубы, которые подвержены промерзанию, предпочтительно помещать в теплоизоляцию, замедляющую охлаждение трубы. В некоторых случаях потери тепла настолько сильны, что более эффективно не усиливать теплоизоляцию, а подогревом компенсировать потери. Тогда нагревательный провод укладывают вдоль трубы (возможно, он на нее навивается), а потом его вместе с трубой заключают в теплоизоляцию.
  5. Поддержание стабильной температуры воды и технологических жидкостей в химической, пищевой, нефтяной промышленности.
  6. Растапливание льда и снега. Обледенение пандусов, лестниц, кровель и водостоков можно устранить при помощи растапливания льда и снега и увода с обогреваемой поверхности талой воды. Для пандусов и лестниц провод монтируют под их покрытие, для кровель — до снегозадержания от свеса крыши, для водосточных труб внутри водосточных желобов — внутри труб по всей их длине вплоть до ливневой канализации (если таковая имеется). Также обогревают места примыкания к теплым стенам. Данная система применяется в автоматическом режиме с использованием термостата или метеостанции с датчиками температуры, ее настраивают на обогрев в условиях, когда существует риск обледенения (температуры от -12 до 3 градуса по Цельсию).
  7. Кабельные системы используются широко при подпочвенном обогреве теплиц.
  8. Резистентный провод для обогрева труб.
  9. Обогрев кровли при помощи термокабеля.
  10. Обогрев водостоков термокабелем.
  11. Кабельная система термомат для теплого пола.

Вернуться к оглавлению

Достоинства и недостатки кабельного обогрева

Вернуться к оглавлению

Достоинства

Главным достоинством кабельных систем является относительно небольшое сечение кабелей, благодаря этому добавление этих систем увеличивает в малой степени габариты конструкций, в которые их устанавливают. Энергия в такие системы подается при помощи относительно тонких кабелей, легко монтируемых, их монтаж в результате проще, чем монтаж систем на основе горячей воды. В таких системах потери энергии значительно ниже, чем в системах, имеющих горячую воду, поскольку подводящие кабели делаются с низким сопротивлением и в них потери на нагрев ничтожны, тогда как горячая вода заметно охлаждается при передаче.

Вернуться к оглавлению

Недостатки

Таблица монтажа кабеля для защиты трубы.

Слабое место кабельных систем — электробезопасность. При их установке нужно соблюдать серьезные меры предосторожности и обеспечить правильное подключение всех элементов (в том числе заземление), защиту от механических повреждений и правильную укладку кабелей.

Нагревательные кабели в некоторых случаях могут выходить из строя вследствие перегрева или провоцировать пожар. В особенности этот недостаток присущ резистивным кабелям. Вот почему укладка кабеля должна давать ему достаточное охлаждение, не допускать перехлест отрезков кабеля, чтобы перегрев был невозможен даже в крайних случаях. У систем на основании исправного саморегулирующегося кабеля нет такого недостатка, так как в месте пересечения им не угрожает зональный перегрев: их нагревательные элементы уменьшают выделяемую мощность и не допускают угрозы перегрева. Но нужно понимать, что у саморегулирующегося кабеля могут быть скрытые дефекты, которые изменяют свойства его материалов, в итоге исключить угрозу перегрева полностью невозможно, поэтому при укладке любого кабеля нужно заботиться об охлаждении. У систем на основании горячей воды нет такого недостатка, так как их трубопроводы не нагреются выше температуры сетевой воды.

Вернуться к оглавлению

Устройство кабельного обогрева

В систему обогрева входит один или несколько отрезков нагревающего кабеля и, возможно, датчик температуры и термостата.

Вернуться к оглавлению

Провод

Различают саморегулируемые и резистивные кабели. Резистивный провод являет собой один или несколько тонких спиралевидных металлических проводников, которые заключены в изоляцию. Этот провод относительно дешев, но производится отрезками с изначально выбранными сопротивлением и длиной, поэтому его нельзя резать на произвольную длину. Обоими концами подключается однопроводный кабель. Для двухпроводных кабелей можно подключать с одного конца, на втором конце при этом проводники соединяются накоротко и изолируются. Возможность подключения с одного конца во многих случаях обеспечивает преимущество, так как при этом потребуется меньшая длина кабелей.

Достоинством является небольшая стоимость, отсутствие пусковых токов, постоянство по времени мощности.

Схема подключения греющего кабеля.

Развитие этой идеи — зональный (секционный) кабельный обогрев. Два проводника низкого сопротивления идут вдоль такого кабеля, а между ними подключаются с определенным шагом короткие отрезки нагревательных спиралевидных проводников. Такой провод толще и дороже обычного двухпроводного, его можно резать свободно с определенным шагом, его подключают с одного конца. Недостатками является возможность локального перегрева кабеля, появление при установке в начале и конце контура холодных зон. Достоинствами являются небольшая стоимость, отсутствие импульсных токов, постоянство по времени мощности, более технологичный монтаж в сравнении с резистивным кабелем, большая надежность нагревательного контура, так как при локальном перегреве или повреждении и выходе греющих зон из строя не работает у кабеля только поврежденная зона.

Схема резистивного греющего кабеля.

Саморегулирующийся провод имеет два неизолированных проводника, которые заключены в специальную пластмассу. В зависимости от температуры сопротивление пластмассы меняется, что дает возможность кабелю контролировать выдачу тепла в отдельно взятой точке длины самостоятельно. Данные кабели выпускают настроенными на конкретную температуру, к примеру, температуру таяния льда. Для сортировки таких кабелей используют два показателя: первый показатель — мощность при 10 градусах по Цельсию погонного метра кабеля, второй показатель — мощность во льду или в воде кабеля. Саморегулирующиеся кабели весьма надежны, экономичны, при установке их возможно нарезать на нужные длины, при некачественном монтаже концевых и переходных муфт и попадании на тепловыделяющую матрицу влаги возможен выход из строя кабеля.

В большинстве случаев к кабелям для систем обогрева предъявлены повышенные требования. При использовании систем обогрева необходимо обеспечить самый высокий уровень электрической безопасности, поэтому кабели имеют экран из медной или металлической сетки между изоляцией жил и внешней изоляцией, и этот экран необходимо заземлять. Для применения на открытом воздухе изоляция кабеля обязана быть устойчива к действию ультрафиолетовых лучей.

Вернуться к оглавлению

Управляющая аппаратура

Резистивные кабели всегда дают примерно одинаковую мощность тепла, поэтому для получения необходимой температуры их применяют совместно с датчиками и термостатами, которые замеряют температуру грунта, кровли, воздуха в помещении (в зависимости от назначения системы).

Вернуться к оглавлению

Выбор мощности кабеля обогрева

Требуемая мощность для обогрева кровли в условиях России составляет 150-250 Вт/м. Для обогрева желобов и водостоков понадобится мощность 25-40 Вт/м. Обогреваемая площадь кровельного свеса у двухэтажного здания 10×10 м составит примерно 28 квадратных метров, длина водостоков и желобов — около 70 м, тогда потребляемая мощность составит около 6,5 кВт. Выбор программируемого температурного регулятора и его правильная настройка дадут возможность уменьшить потребляемую мощность до 50 процентов.

Добавить комментарий