Принцип работы саморегулирующего греющего кабеля для водопровода

Главные преимущества саморегулируемого кабеля — энергетическая и экономическая эффективность. Это связано с тем, что при повышении температуры на каком-либо участке автоматически снижается мощность нагрева, а соответственно и потребление электроэнергии.

Саморегулирующийся кабель — это усовершенствованный вариант электрического греющего кабеля.

Впервые саморегулируемый нагревательный кабель был разработан специалистами американской компании Raychem Corporation. Выпуск этого кабеля принес компании всемирную известность, поскольку его свойства были сразу оценены там, где необходимо защитить от замерзания используемое оборудование или поддерживать неизменной температуру какого-либо объекта.

В настоящее время саморегулируемый греющий кабель выпускается многими известными мировыми производителями электротехнической продукции, в том числе и российскими предприятиями.

Выберите надежных мастеров без посредников и сэкономьте до 40%!

Принцип работы саморегулирующегося кабеля

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

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

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

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

Как устроен саморегулирующий проводник? Конструкция состоит из определенных частей, а именно:

Область применения

Греющий саморегулирующийся кабель применяется при подогреве водопровода, карниза, пола или кровли, а также других элементов, где необходимо предотвратить замерзание воды. Принцип действия такого шнура позволяет выделить три главные сферы применения изделия:

• для частных нужд (обогрев канализации или водопровода);
• для коммерческих организаций (обогрев труб, систем пожаротушения);
• в промышленности (для работы в условиях повышенной опасности).

Понять, какой саморегулирующий греющий кабель относится к определенной сфере, можно по указанному сроку эксплуатации и по материалу матрицы со степенью защиты материала для изоляции.

Классификация саморегулирующихся кабелей

Саморегулирующийся нагревательный кабель — это такой кабель, который в зависимости от температуры обогреваемого объекта меняет теплоотдачу и энергию потребления автоматически. Другими словами, он обладает исключительным свойством реагировать на изменение температуры. Нагревается он только тогда, когда это необходимо. При этом не используются датчики температуры и электронные регуляторы. Каким же образом это необычное свойство создается?

Принцип работы и устройство саморегулирующегося кабеля

Саморегулирующаяся проводящая матрица (на рис. — поз. 1) лежит в основе саморегулирующегося кабеля. Она представляет собой непрерывный греющий элемент из полимера на углеродной основе и может менять свои проводящие свойства в зависимости от температуры. Например, при уменьшении температуры на конкретном участке увеличивается протекающий через матрицу ток, а это приводит к увеличению выделяемой тепловой мощности. При росте температуры всё происходит наоборот.

Два параллельных проводника (поз. 2), которые состоят из большого количества скрученных медных жил обеспечивают постоянное напряжение по всей длине кабеля. Для изоляции служит термопластичная оболочка (поз. 3). Также она защищает кабель от влаги и истирания. Металлическая оплетка (поз. 4) нужна для экранирования, заземления и дополнительной защиты матрицы и проводников от механических воздействий.

Учитывая приведенные особенности устройства и принципа работы рассмотрим преимущества саморегулирующегося кабеля перед резистивными.

Простота и экономичность

Экономичность достигается тем, что при понижении температуры среды саморегулирующий кабель сам изменяет свой тепловой выход, что позволяет полностью отказаться от применения датчиков температуры и термостатов. Можно просто включить кабель непосредственно в электрическую сеть. Данное свойство расширяет сферу применения саморегулирующегося кабеля, т.к. не везде возможна установка датчиков температуры.

Хотя саморегулирующиеся кабели стоят дороже резистивных, их применение часто экономически оправдано. Например, потребляемая им мощность в два раза меньше для системы анти-обледенения, чем у резистивных.

Надежность, универсальность и простота монтажа

Классификация саморегулирующихся кабелей

Саморегулирующиеся кабели делятся на две группы: кабели без экранирующей оплетки и кабели с экранирующей оплеткой.

Так как кабели из первой группы имеют меньшее количество защитных оболочек, они значительно дешевле. Они различаются только по выделяемой мощности. В то же время такой кабель менее стоек к внешним воздействиям и имеет более низкую защиту от поражения электрическим током, чем кабель с экраном.

Также такой кабель нельзя укладывать на кровлю или открытые участки, так как его внешняя оболочка не предназначена для борьбы с ультрафиолетовым излучением и не предназначена для использования в агрессивных средах (например, в канализации). С учетом приведенных особенностей, кабели без экранирующий оплетки стоит использовать только 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.

Если вам нужно обогреть трубу в подвале, участок трубы на улице, дренажный желоб, подогреть снаружи канализационный сток, и т.п., то можно купить кабель без экрана.

Более универсальными являются саморегулирующиеся кабели с экранирующей оплеткой. Они представлены несколькими моделями с различными свойствами.

Кабели общего назначения. Оболочка таких кабелей не предназначена для работы в агрессивных средах и не защищена от воздействия ультрафиолета. Саморегулирующегося кабеля общего назначения используют в основном для обогрева водостоков и труб (водопроводных, канализационных, нефте-газопроводов, других). Кабель общего назначения не рекомендуется укладывать на кровлю или в желоба ввиду неподходящих условий среды, что приведет к значительному снижению его срока службы.

Одним из основных местом применения саморегулирующегося кабеля является обогрев трубопроводов. Поэтому производители часто выпускают комплекты для этой цели. Такой комплект представляет собой готовое к использованию устройство, и удобен тем, что не требует времени на сборку системы обогрева, его можно сразу же подключить.

Кабели с экранирующей оплеткой предназначены для обогрева кровли, водостоков, желобов. Оболочка такого кабеля имеет добавки, которые позволяют успешно противостоять воздействию ультрафиолета и другим агрессивным средам. Такие кабели обычно мощнее кабелей общего назначения, так как предназначены для работы в суровых температурных условиях.

Это свойство саморегулирующегося кабеля для обогрева кровли позволяет также использовать его для организации обогрева открытых площадок – ступеней, дорожек и т.д.

Специализированные саморегулирующиеся кабели с защитой оболочки от агрессивных сред можно использовать в условиях непосредственного контакта жидкости и кабеля внутри трубы, емкости и др.

Мы готовы предложить Вам проект с использованием описанного саморегулирующегося кабеля, а также произвести его поставку и монтаж!

Отличительной особенностью саморегулируемого греющего кабеля является свойство внутренней термостабилизации, благодаря чему температура тела кабеля всегда постоянна (например, 65, 120 или 190 °С в зависимости от типа кабеля), а мощность условна. По сути, токопроводящая матрица саморегулируемого нагревательного кабеля является термистором PTC (Positive Temperature Coefficient) — резистором с положительным температурным коэффициентом, т.е. его сопротивление быстро возрастает при увеличении температуры.

Отличительной особенностью саморегулируемого греющего кабеля является свойство внутренней термостабилизации, благодаря чему температура тела кабеля всегда постоянна (например, 65, 120 или 190 °С в зависимости от типа кабеля), а мощность условна. По сути, токопроводящая матрица саморегулируемого нагревательного кабеля является термистором PTC (Positive Temperature Coefficient) — резистором с положительным температурным коэффициентом, т.е. его сопротивление быстро возрастает при увеличении температуры.

Иными словами, тепловая мощность саморегулируемого кабеля изменяется в зависимости от температуры. Когда температура обогреваемого им объекта подымается, тепловая мощность кабеля уменьшается, и наоборот. В определенный момент, когда тепловая мощность кабеля становиться равна тепловым потерям нагреваемого объекта, наступает термодинамический баланс. Если температура окружающей среды изменится, то кабель отреагирует на нее, поддержав постоянную температуру нагреваемого объекта.

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

При этом не забывайте про концевую муфту, которая имеет сечение в 1,5-2 раза большее, чем сам провод.

Проживая в загородном доме и имея внешние коммуникации водоснабжения и канализации, трубы прокладывают ниже точки промерзания.

На большей части нашей страны эта отметка находится на уровне не более 2,5м.

Либо протяженный кусок водопровода проходит в неотапливаемой цокольной части дома, где есть риск промерзания. Можно конечно использовать спец.трубы, но это обойдется вам в копеечку.

Поэтому гораздо выгоднее согреть трубу недорогим греющим кабелем.

Наибольшее распространение получили греющие кабеля двух видов:

Чем они отличаются между собой и какой лучше для водопровода? Резистивные могут быть одножильными и двухжильными.

Принцип работы этой марки очень простой. Внутри кабеля проходит жила из спецсплава с большим сопротивлением.

При прохождении тока жила нагревается. Можно закупить как готовые к монтажу комплекты, так и заказать нужный метраж.

С двухжильным все гораздо проще. Отмеряете нужное расстояние, в начале КЛ на одну жилу подаете фазу, на другую ноль, а в конце просто закорачиваете их между собой, устанавливая концевую муфту.

Для такого вида нагрева потребуются датчики температуры и терморегулятор, наподобие того, что применяется в теплых полах.

Иначе он банально может расплавить и прожечь трубу.

У саморегулирующегося, замкнутого контура или петли нет.

Между ними на всем протяжении идет хитрый полимер, который при остывании до определенной температуры образует разные мостики проводимости.

То есть, в точке охлаждения петля из двух жил самостоятельно замыкается, между ними начинает протекать ток и кабель греется. При этом по всей длине кабеля у вас будет разная температура.

Самая горячая точка будет в самом холодном месте. Но ни в одной точке температура не превысит 85С. Номинальный же нагрев составляет 65 градусов.

Такой кабель полностью пожаробезопасен. Даже если он будет наложен внахлест сам на себя, он от этого все равно не сгорит.

Он просто снижает свое потребление в несколько раз. Такого варианта, чтобы во включенном состоянии его потребление было нулевым, не происходит.

Самореги разных производителей отличаются между собой качеством, так называемой матрицы. Этот тот самый чудо полимер, который пропускает через себя электричество.

Подавляющее большинство специалистов для обогрева труб используют именно саморегулирующиеся разновидности кабеля. Объясняется это их более простой эксплуатацией и упрощенным монтажом.

Вам не придется покупать и подключать термостат.

Достаточно будет воткнуть его в розетку, и он тут же начнет работать как надо.

Саморегулирующиеся кабеля подразделяются на пищевые, которые можно закладывать непосредственно в трубу, и не пищевые, накладываемые поверх.

Чем они отличаются между собой конструктивно? Во-первых, размером.

Пищевые при достаточно схожих характеристиках, имеют меньшее сечение, дабы не занимать полезную площадь внутри водопровода. Сравните, самые распространенные габариты у наружных 7*14мм, 7*15мм, и у внутренних – 5*7мм.

При этом не забывайте про концевую муфту, которая имеет сечение в 1,5-2 раза большее, чем сам провод.

Второе отличие – обязательное наличие экрана. У наружных его может и не быть.

Ну и третье, самое главное – материал внешней изоляции.

Вот, например, пищевой вариант.

Снаружи мы имеем:

фторполимерную оболочку

Эта оболочка химически инертна к агрессивной среде и не разлагается внутри водопровода.

бронированный, защитный экран или оплетка

две медные жилы с полимером между ними

У не пищевой модели оболочка состоит из полиолефина устойчивого к ультрафиолету.

Первостепенной задачей греющего кабеля является предотвращение замерзания воды в трубе. А этого можно добиться только при достаточной мощности.

Какую выбрать в вашем случае? В условиях бытовых объектов обычно обогревается водопроводная труба диаметром максимум 32мм.

Если вы экстремал и трубу нисколечко не утепляете, то такой водопровод придется обматывать кабелем минимум 32Вт/м.

При отсутствии требуемой мощности потребуется намотать сразу два кабеля.

Все греющие кабеля нормально работают только при соответствии напряжения номинальным значениям, прописанным в паспорте изделия. Если у вас дома проблемы с напругой, и она редко когда поднимается выше 180-190В, то не удивляйтесь, что выбранной мощности может не хватить, и в один прекрасный день труба все же перемерзнет.

А почему иногда умирает сам кабель? Самореги боятся частых включений выключений. Обычно у них конечное число таких коммутаций.

Также они выходят из строя из-за неправильного подключения к питающему кабелю 220В. Некачественная концевая заделка и попадание влаги во внутрь оболочки, еще одна причина.

Для герметичного ввода пищевого кабеля внутрь трубы применяют сальники. При их выборе обращайте внимание на форму кабеля. Они бывают круглыми или плоскими.

Под определенную марку используют свой сальник. Неправильно подберете, получите течь.

Для монтажа по наружной стороне вам понадобятся:

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.

Тот участок греющего кабеля, который закреплен на более разогретом месте, обладает большим сопротивлением, и через его элементы течет меньший ток, кабель нагревается меньше, и место где он установлен подогревается меньше. А в тех местах где температура ниже — в более холодных местах — участок кабеля отличается меньшим сопротивлением (большей проводимостью), ток через этот участок течет больший, кабель разогревается сильнее, и греет это место более интенсивно.

В зимнее время года кровля, карнизы, водопроводные, канализационные и водосточные трубы, да и многие другие коммуникационные элементы, склонны замерзать. Проблема заключается в том, что когда температура воздуха опускается ниже нуля, вода снаружи и внутри многих труб быстро замерзает. Образующийся лед мешает функционированию коммуникаций, а лед на крышах и карнизах — отдельная, всем известная и весьма острая проблема. Все эти проблемы помогает решить саморегулирующийся греющий кабель.

В конструкции саморегулирующегося подогревающего кабеля имеются две проводящие жилы из меди крупного сечения, они расположены вдоль кабеля по его краям, через них на греющие элементы кабеля подается питание. Между жилами по всей длине кабеля находятся поперечные проводники (собственно греющие элементы), присоединенные к жилам. Получается, что все поперечные проводники соединены друг с другом параллельно и параллельно получают питание. Данная матрица элементов служит саморегулирующимся нагревателем кабеля.

Вся конструкция параллельных нагревателей, с питающими их медными проводами по бокам, обернута слоем термозащитного материала. Сверху размещен экран по типу оплетки, он при монтаже заземляется и предохраняет кабель от электромагнитных воздействий извне. Наружное покрытие кабеля — механически изолирующая защита.

Функционирование греющего саморегулирующегося кабеля базируется на элементарном свойстве всех обычных проводников. При прохождении тока через любой проводник, он разогревается, так как выделяется джоулево тепло. При этом сопротивление проводника возрастает, следовательно при неизменном питающем напряжении ток уменьшается, соответственно уменьшается и потребляемая проводником мощность.

Тот участок греющего кабеля, который закреплен на более разогретом месте, обладает большим сопротивлением, и через его элементы течет меньший ток, кабель нагревается меньше, и место где он установлен подогревается меньше. А в тех местах где температура ниже — в более холодных местах — участок кабеля отличается меньшим сопротивлением (большей проводимостью), ток через этот участок течет больший, кабель разогревается сильнее, и греет это место более интенсивно.

В результате, уложив кабель например на карнизе или трубе, и включив его, сначала получаем полную мощность разогрева, а по мере прогрева — потребляемая кабелем мощность постепенно снижается.

Мощность на метр длины греющего кабеля может составлять всего 5-10 Вт, тогда как самые мощные модели достигают 150 Вт мощности на метр. Это не очень большая мощность, позволяющая держать кабель включенным постоянно на протяжении всего морозного периода. При этом важно помнить, что ресурс греющего материала ограничен, и лучше сразу установить термостат, чтобы кабель не был включен, когда в этом нет необходимости, то есть когда температура воздуха стала выше нуля.

Евгений: Обмотку делали в момент прокладки воды и канализации. Провод налепили везде, так как живем в Челябинске. Все делали мастера. Прошло 5 лет – никаких проблем. Не понимаю, зачем для серьезного дела покупать дешевку.

Преимущества и недостатки использования кабелей различных типов

Преимущества саморегулирующего кабеля:

• Поддерживает одинаковую температуру независимо от климата.
• Не греется и не горит, если пересекаются несколько кабелей.
• Можно подключить только с одной стороны.
• Плоская форма увеличивает теплоотдачу.
• При отрезании куска нужной длины сохраняет свойства.
• Степень изоляции позволяет использовать в химически агрессивной среде, а также во взрывоопасных местах.

Максимальная температура саморегулирующегося провода 65 градусов. Качественные изделия никогда не превышают этот предел.

У резистивного кабеля одно преимущество – в цене, о чем свидетельствуют отзывы недовольных владельцев водопроводов и канализаций. Недостатки:

• Греется одинаково по всей площади – не важно, что какой-то участок нуждается в более высокой температуре.
• Если возникают перехлесты, в этом месте кабель перегревается и весь выходит из строя. Следует точно рассчитывать длину, чтобы не пришлось думать, куда девать остаток. Отрезать его нельзя.
• Низкий КПД.

По продажам лидирует саморегулирующийся греющий кабель, так как у него практически нет недостатков, и он гораздо экономичнее.

По отзывам потребителей, те кто ставил провод внутрь трубы, впоследствии обнаруживали, что на обмотке налипла грязь, а в некоторых местах сгустки полностью перекрыли движение воды. В некоторых случаях обмотка подвергалась воздействию агрессивных веществ в жидкости и растворялась. При этом система переставала функционировать.

При внешней укладке воздействие на обмотку полностью отсутствует, так как труба находится в грунте и дополнительно защищена скорлупой полистирола.

Цена за метр электрического кабеля для водопровода зависит прежде всего от материалов, которые использовались при изготовлении. Количество жил внутри также влияет на стоимость. На рынке представлены кабели следующих производителей: Германия, Украина, Польша, Чехия, Норвегия и Дания. Подобрать электрические кабели для водопровода можно при любом бюджете.

Что касается цены саморегулирующегося нагревательного кабеля, то она несколько выше, чем стоимость стандартного приспособления. Однако в течение срока эксплуатации она успевает себя оправдать.

Что касается цены саморегулирующегося нагревательного кабеля, то она несколько выше, чем стоимость стандартного приспособления. Однако в течение срока эксплуатации она успевает себя оправдать.

Стоимость таких кабелей варьируется от 100 до 1 тыс. рублей за 1 метр материала. Дешевые устройства предлагают отечественные производители. К тому же необходимо учитывать тот факт, что чем длиннее нужен провод покупателю, тем меньше цена за каждый метр.

Если верить отзывам, которые пишут сторонники такой продукции, наиболее популярными марками нагревательных кабелей являются Raychem, Lavita, Ensto и Devi.

Продукция производителей Ensto и Lavita отличается качественным внутренним покрытием изделия. Самая дорогая продукция поставляется из Дании под маркой Devi. К бюджетным вариантам относятся модели брендов Ensto и Lavita. По сроку эксплуатации Ensto не уступает дорогим приспособлениям от Devi. В связи с этим большинство потребителей предпочитает нагревательные устройства от Ensto.

Если подробно изучить принцип работы и устройство саморегулируемого греющего кабеля, то можно найти довольно эффективное применение такому прибору у себя дома.