Нагревательные кабели - специфический вид кабельных изделий, преобразующих электрическую энергию в тепловую в целях нагрева и выполняющих функцию приемника электрической энергии, а не передающей линии. Нагревательные кабели значительно отличаются от обычных кабелей и проводов, назначение которых передавать электрическую энергию с наименьшими потерями и с незначительным падением напряжения не длине линии (обычно не более 5%).
Нагревательный кабель используется в виде нагревательных секций, т.е. отрезков определенной длины, причем на этой длине происходит полное падение приложенного напряжения. Следовательно, нагревательную секцию следует рассматривать как обычный приемник электрической энергии (как один из видов электрических нагревательных элементов).
Длина кабельных нагревательных секций обычно колеблется от нескольких метров и до нескольких сотен метров.
Отрицательный для обычных кабелей эффект рассеяния части передаваемой энергии в виде тепла используется как полезный в нагревательных кабелях. Причем преобразование электрической энергии в тепло происходит самым оптимальным и экономичным способом. Преобразование полное, бесшумное, без использования дополнительных веществ (топлива, окислителя).
Нагревательные кабели имеют достаточно развитую номенклатуру и находят применение в самых разнообразных установках и устройствах. Но все же они относятся к своеобразным кабельным изделиям и в специальной литературе практически отсутствуют работы по конструированию, расчету и применению нагревательных кабелей.
Виды кабелей по схеме тепловыделения
Резистивные линейные - нагревательные кабели, в которых выделение тепла происходит за счет эффекта Джоуля-Ленца при прохождении электрического тока по нагревательной жиле. Кабель конструируется таким образом, чтобы в нагревательной жиле имело место полное падение приложенного напряжения, но при этом не происходил перегрев элементов кабеля выше допустимых значений.
Длина нагревательной секции обычно составляет от нескольких до сотен метров. Кабели данного типа могут иметь одну, две или несколько параллельных нагревательных жил, имеющих линейную или спиральную форму. Произвольная резка кабеля по длине недопустима.
Тепловая мощность резистивных линейных кабелей при нагреве незначительно уменьшается, причем величина изменения зависит от величины температурного коэффициента сопротивления материала нагревательной жилы. Наименьшие изменения сопротивления наблюдаются у сплавов высокого сопротивления (ТКр+0,0001), наибольшие у меди (ТКр+0,004)
Резистивные зональные нагревательные кабели по принципу действия не отличаются от предыдущих, но коренным образом отличаются по конструктивному исполнению. Они содержат две параллельных изолированных токопроводящих жилы.
Изоляция токопроводящих жил имеет периодически расположенные «окна», смещенные друг относительно друга с заданным шагом (обычно около 1 м). Поверх этих двух жил накладывается тонкая проволочная спираль из сплава высокого сопротивления.
В «окнах» спираль замыкается на токопроводящие жилы, в результате кабель представляет набор подключенных параллельно к токопроводящим жилам сопротивлений (резисторов). На каждом из них имеет место полное падение приложенного напряжения. Зональный кабель удобен тем, что он может быть разрезан в любом месте. Минимальная длина нагревательной секции - 1,5 - 2 м.
Максимальная длина определяется сечением токопроводящих жил и линейной мощность. Поскольку нагревательный элемент резистивных зональных кабелей выполняется из сплавов высокого сопротивления, их мощность практически не зависит от температуры, поэтому их называют также кабелями постоянной мощности.
Имеют конструкцию, частично сходную с конструкцией резистивных зональных кабелей. Они также содержат две параллельные токопроводящие жилы, но не изолированные. Токопроводящие жилы либо заключены в полимерную проводящую матрицу, либо соединяются через спиральные полимерные проводящие нити.
Эффект саморегулирования достигается за счет того, что тепловыделяющий элемент кабеля, выполненный из полимерного проводящего материала, значительно увеличивает свое сопротивление при нагреве. Величина ТКр проводящего полимера достигает 0,05-0,075, т.е в 12-18 раз больше, чем у меди.
Индуктивные нагревательные кабели в своей конструкции содержат ферромагнитные элементы, а токопроводящие изолированные жилы наложены вокруг ферромагнитных элементов в виде обмотки, индуцирующей в сердечнике переменный магнитный поток. Эффект тепловыделения достигается как за счет резистивных потерь в обмотке, так и за счет резистивных потерь в сердечнике, возникающих от наведенных токов.
Соотношение тех и других потерь определяется конструкцией кабеля. Потери в сердечнике могут составлять 80-20% общих потерь в кабеле. В первом случае потери в обмотке невелики, и она незначительно нагревается за счет собственных потерь, что позволяет получить заметно большую, по сравнению с резистивными кабелями, линейную мощность.
Метод обогрева трубопроводов с помощью «СКИН-эффекта» также может рассматриваться как один из вариантов индуктивного кабеля. В этом случае роль индуктирующей обмотки выполняет изолированная жила большого сечения, а роль индуктора - стальная труба, в которой эта жила расположена. Тепло выделяется как в жиле, так и в трубе за счет наведенных вихревых токов.
Области применения нагревательных кабелей
Устройства, в которых используются нагревательные кабели, могут разительно отличаться друг от друга по размерам, рабочей температуре и тепловой мощности. Поэтому диапазон областей применения нагревательных кабелей очень широк.
Обогреваемые одежда, одеяла, коврики - электрические одеяла и пледы, грелки, сидения с подогревом, обогреваемая одежда и обувь. Как правило, имеют небольшую мощность (10 - 50 Вт) и рабочую температуру, безопасную для человека, т.е. не выше 50° С. В эту же группу могут быть отнесены бытовые нагреватели малой мощности: подогреватели детского питания, размораживатели холодильников, использующие нагревательные кабели.
Системы обогрева помещений - в них нагревательные кабели используются как тепловыделяющий элемент, более или менее равномерно размещенный по площади помещения. В случае необходимости кабели могут монтироваться на стенах и на потолке. Наилучший вариант установки кабелей с точки зрения условий теплоотдачи, накопления тепла, сохранности и безопасности - это установка кабеля в толщу цементной стяжки, укладываемой под декоративным покрытием пола.
Температура на обогреваемой поверхности обычно равна 22 - 26°С, но может достигать 35°С. Удельная мощность систем обогрева через пол варьируется в диапазоне 70-150 Вт/м². Аккумулирующие системы имеют мощность до 200 Вт/м². Суммарная мощность системы может иметь весьма широкие пределы: от 100 Вт до десятков и сотен киловатт.
Антиобледенительные системы для тротуаров, открытых лестниц, пандусов . Как и в предыдущем случае кабели укладываются в толщу бетонной подосновы. Эти системы функционируют только в то время, когда на поверхность указанных объектов выпадает снег или образуется наледь.
Удельная мощность систем обогрева открытых поверхностей варьируется в диапазоне 200-350 Вт/кв.м. Суммарная мощность системы колеблется в пределах от нескольких до десятков сотен киловатт.
Сюда же относятся антиобледенительные системы для спортивных сооружений (футбольных полей, беговых дорожек, ипподромов, теннисных кортов), опасных участков транспортных магистралей (подъемов, спусков, крутых поворотов), взлетно-посадочных полос. Удельная мощность обогрева данных систем может достигать 500Вт/кв.м., а суммарная мощность - нескольких мегаватт.
Антиобледенительные системы для крыш служат для предотвращения: закупоривания льдом путей стока воды, образования сосулек и для удаления снега и льда с опасных участков. Нагревательные кабели размещаются вдоль путей стока воды, в водосточных трубах, на карнизах, водометах, на ендовах и примыканиях.
Используемые в этих системах нагревательные кабели имеют, как правило, линейную мощность 25 и более Вт на метр. Суммарная мощность системы зависит от конструкции и размеров крыши у конкретного здания и колеблется от 1-2 до нескольких сотен киловатт.
Температура на поверхности антиобледенительных систем в отсутствие снега и льда и при отрицательной температуре окружающего воздуха обычно составляет +5 - 7° С. В процессе плавления снега и льда температура поверхности только на доли градуса превышает 0°С. При температуре окружающего воздуха выше +5° С антиобледенительные системы отключаются за ненадобностью.
Системы обогрева трубопроводов и резервуаров . Трубопроводные системы отличаются большой протяженностью и разветвленностью и для их обогрева как нельзя лучше подходят нагревательные кабели. На практике, как правило, имеют место два типа систем обогрева - предотвращающие замораживание и поддерживающие на трубе температуру выше нормальной (выше +20° С). Основное назначение систем обоих типов - компенсация потерь тепла от трубы (или резервуара) в окружающую среду.
Нагревательные секции монтируются поверх трубы (резервуара) и все вместе закрывается тепловой изоляцией. Линейная мощность систем обогрева трубопроводов обычно равна 10-60 Вт/м. Суммарная мощность системы зависит от длины трубопровода, Удельная мощность систем обогрева резервуаров равна 10-80 на 1 кв.м. Обогреваемой поверхности, а суммарная зависит от размера резервуара.
Назначение систем, предотвращающих замораживание - исключить образование ледяных пробок и разрыв трубопроводов, поэтому на трубе достаточно поддерживать +5° С. Системы поддержания температуры могут весьма значительно различаться по требуемой температуре на трубе (резервуаре): для транспортировки нефти и многих водных растворов достаточно +40° С, а для битума требуется 160-180° С.
Системы обогрева технологического оборудования отличаются большим разнообразием по назначению, требуемым температурам, удельным мощностям и разрабатываются на основе индивидуального подхода.
|
Назначение системы |
Температура, °С |
Удельная мощность, Вт/кв.м. |
Суммарная мощность, кВт |
|
Тепловые барьеры в камерах промышленных холодильников |
|||
|
Обогрев антенн спутниковой связи |
|||
|
Обогрев ванн обезжиривания |
|||
|
Обогреваемые линии изготовления бетонных изделий |
|||
|
Обогрев плит прессов |
|||
|
Обогрев цилиндров и головок литьевых и экструзионных машин |
Одного нагревателя 0,5-2 |
Если у Вас есть дача или Вы живете в частном доме, то наверняка Вы сталкивались с проблемой замерзания различных провод и труб. Благо, что для устранения этой проблемы есть так называемых – греющий кабель. Его преимущество перед другими методами решения подобном проблемы в том, что его установка достаточно дешевая и очень понятна даже для тех, кто никогда не сталкивался и не решал подобного типа проблемы.
Обезопасьте свой дом от замерзания
Мощность саморегулирующегося греющего кабеля не только позволяет спасать от морозов трубы, провода, канализационные системы, но и избавляет от замерзания крыши, водостоки, придомовую территорию. Окна, стекла в машинах и домах тоже нередко оснащаются подогревом с целью недопущения запотевания и образования конденсата.
Многие мастера используют системы «теплый пол», которые обеспечивают подогрев пола под керамической плиткой, ламинатом, ковролином, благодаря саморегулирующемуся греющему кабелю. Характеристики такого устройства достаточно широки и зависят от материала основы и покрытия.
Основной критерий выбора «теплого» провода - мощность. Варьируется она от 5 до 150 Ватт на метр. Необходимую мощность выбирают в зависимости от того, где будет использоваться схема:
В данном видео рассмотрим саморегулирующийся греющий кабель:
Внешний слой саморегулирующегося провода выполняется из современных пластических масс. Устойчивый к нагреву и коррозии полимерный материал надежно защищает устройство от воды, а экологически чистые полимеры позволяют использовать его внутри труб с питьевой водой.
Внутри кабеля - две шины, выполненные из меди, которая является отличным проводником и ценится за пластичность и прочность. В каждой шине - 16 скрученных жил, ее сечение - 1,25 мм². Шины вплавлены в матрицу, которая проводит ток и выделяет тепло.
Провод имеет защитную медную оплетку. Такое армирование делает его устойчивым к механическим повреждениям и воздействиям внешней среды.
Электрические контуры, с помощью которых выделяется тепло, наиболее эффективно работают с понижением температуры: чем ниже температура, тем больше КПД устройства.
Тепло в кабеле производится благодаря полупроводниковой матрице, которая содержит в себе мелкодисперсный графит. Напряжение питания подается на параллельные медные проводники, между которыми и расположена матрица. За счет повышения температуры она расширяется и расстояние между графитовыми зернами увеличивается. Растет сопротивление кабеля и падает его мощность. Так происходит саморегулирование. Если температура понижается, все происходит с точностью до наоборот.
Матрица саморегулирующегося кабеля сама находит холодные, непрогретые участки. Она реагирует на любые изменения, подстраивается под температуру водопровода и уменьшает свою мощность, если труба горячая. Таким образом, можно покупать мощный кабель, не опасаясь перерасхода энергии. Вероятность перегрева такого устройства практически отсутствует.
Для технических характеристик греющего кабеля применяется следующая маркировка:
Если труба находится в разных температурных условиях (к примеру, под землей и на воздухе), следует выбирать кабель, соответствующий мощности для поверхностных работ.
По температуре обогрева различают три вида провода:
Различают технический и пищевой виды использования греющего кабеля. В первом случае он может быть любым, а во втором внутрь трубы с питьевой водой укладывается только специальный, защищенный от окисления и ржавчины провод.
Изоляционный материал, которым покрыт кабель, бывает нескольких видов:
Чем больше мощность кабеля, тем больше будет его диаметр сечения.
Питание на кабель подается с помощью электрического тока с напряжением сети 220 Вольт. Во всех случаях при укладке «теплого» кабеля требуется заземление его экрана. Можно использовать сразу несколько греющих кабелей для одной трубы, подключив их через тройник. Для экономии энергии рекомендуется подключать терморегулятор.
«Теплый» провод внутри трубы проталкивают благодаря специальной термоусадочной муфте. Однако при наличии вентилей или другого запорного оборудования нагревательный элемент прокладывать внутри трубы нельзя, иначе это непременно приведет к его поломке. Такую работу следует доверять лишь профессиональным электрикам.
Снаружи все проще - нужно всего лишь обмотать трубу. Есть два основных способа - линейный и круговой. Линейный способ предполагает прокладку провода параллельно трубе и максимально плотно к ней. Круговой метод крепления подразумевает обмотку равномерными витками с определенным шагом (5-6 см). Иногда обмотку производят спиральным способом (например, на крыше).
Для открытых труб, которые подвергаются постоянному солнечному воздействию, рекомендуется использовать специальные черные провода, устойчивые к ультрафиолету.
Кабель надежно закрепляют алюминиевым скотчем, монтажной лентой или стяжками. Если нужно, дополнительно прокладывают теплоизоляцию. Укладка проводится без сильного натяжения. Пластиковый скотч строго запрещен при подобных работах, поскольку неустойчив к высоким температурам.
Для водостоков и крыш устройство нагревательной системы монтируют вдоль периметра кровли, в желобах и трубах водостока, закрепляют с помощью зажимов, подвешивают на тросы. Если крыша имеет сложное устройство с большим количеством желобов, выбирается древовидная схема прокладки. Разветвленные отрезки могут соединяться в 3-4 узла.
Все работы должны проводиться в благоприятных условиях, когда сухо и тепло. Если монтаж осуществляется зимой или в ненастье, лучше делать все в закрытом помещении, где температура воздуха будет не ниже -5 градусов. При более низких температурах есть риск повреждения устройства. Также запрещается подключать к сети неразмотанный провод.
По завершении всех монтажных работ в помещении устанавливают шкаф управления, к которому подключают электрическую систему. Если все сделано правильно, она будет работать.
Одной из гарантий работы системы является приобретение качественного материала. Поэтому перед покупкой не следует забывать об изучении технических характеристик саморегулирующего греющего кабеля, а также о проверке наличия необходимых сертификатов.
Электрический нагревательный кабель в Москве находит все большее применение в повседневной жизни. Он незаменим как при строительстве дома, так и во многих технологических процессах (см. обогрев в промышленности). Современная электротехническая промышленность осуществляет производство греющих кабелей самого различного назначения. В каждом конкретном случае, в зависимости от внешних условий функционирования, применяется те или иные типы кабелей. В самом начале, необходимо определить задачу.
Специализацией нашей компании является разработка и монтаж любых систем кабельного электрообогрева. Специалисты нашей компании имеют многолетний опыт работы. Мы применяем кабели нагревательные самых разных конструктивных особенностей от ведущих европейских фирм-производителей. У нас нет ограничений при решении задач по обогреву – от самых простых до элитных любой сложности.
Греющий кабель подбирается с учетом индивидуальных особенностей объекта. Опытные специалисты компании всегда помогут подобрать оптимальный вариант системы обогрева, рассчитают требующийся для вашего конкретного случая кабель, обладающий наилучшим соотношением цена-качество. Наш опыт и профессиональное оказание услуг наилучшим образом способствуют выполнению работ в таких областях как обогрев в промышленном производстве, обогрев в быту, обогрев площадок и тротуаров, обогрев крыш и многое другое.
Электрический нагревательный кабель представляет собой самый главный элемент любой системы обогрева. Принцип его работы заключается в преобразовании электрической энергии, при протекании через кабель электрического тока, в тепловую энергию. Главный параметр, который характеризует его – это удельное тепловыделение, то есть выделяемая мощность на единицу длины. Единица измерения удельного тепловыделения - Вт/м. Кабель конструктивно имеет внутреннюю жилу, изготовленную из специального сплава с высоким электрическим сопротивлением. Снаружи этот провод защищен надежным полимерным изоляционным материалом, с экранирующей сеткой из медной проволоки. Все это помещено в прочную и чрезвычайно надежную поливинилхлоридную оболочку, защищающую кабель от агрессивных внешних воздействий. Таким образом выполненный кабель, помимо защиты внутренней жилы от физического разрушения, также обладает достаточно высокой антикоррозийной стойкостью. Выбирая тот или иной кабель целесообразно обратиться к помощи наших специалистов. Конструктивно он может быть выполнен как одножильный греющий кабель, так и двужильный.
Применяемый нами кабель в зависимости от технологии изготовления и сферы использования бывает следующих типов: резистивный и саморегулирующийся.
Такой кабель имеет постоянное сопротивление и по сути своей представляет металлическую жилу, покрытую слоем изоляционного материала. Эта жила имеет заданное высокое сопротивление и по этой причине нагревается одинаково по всей своей длине. Поэтому требуется очень внимательно следить за температурным режимом, в котором он работает. Сопротивление такого кабеля и его мощность обогрева практически неизменны при любых изменениях температуры окружающей среды. Вы должны знать, что на резистивный нагревательный кабель цена наиболее низкая, но он может выйти из строя в случае перегорания из-за чрезмерного перегрева. Это случается в случаях ухудшения или нарушения теплоотдачи на каком-либо участке кабеля. Наиболее эффективная защита от перегрева заключается в подключении электропитания к резистивному кабелю через регулятор температуры. Кроме того, для нормальной работы системы обогрева с таким кабелем требуется установка датчиков температуры. Его нельзя резать при монтаже, он продается кусками определенной фиксированной длины.
В отличие от резистивного кабеля, саморегулирующийся наделен уникальной способностью самостоятельно регулировать выделяемую мощность на участке любой длины. Это обусловлено тем, что саморегулируемый нагревательный кабель Raychem использует современную уникальную технологию при изготовлении. Для эффективного нагрева используется специальная матрица из полимера, состоящая из особого токопроводящего углеродного материала, размещенная между двумя электрическими проводами. При достижении критической низкой температуры вокруг любого участка кабеля, происходит определенное пропорциональное сжатие греющего элемента именно на этом участке и, как результат, пропорциональное уменьшение сопротивления. При возрастающем воздействии тока на матрицу кабель выделяет соответствующую тепловую энергию. И в обратном варианте, когда температура окружающей среды возрастает, то возрастает и электрическое сопротивление матрицы, что влечет за собой пропорциональное уменьшение мощности теплоотдачи. Температура на поверхности такого кабеля поддерживается неизменной и не зависит от параметров теплоотдачи. В силу этих замечательных особенностей саморегулирующиеся нагревательные кабели не подвержены какому-либо серьезному перегреву, что позволяет не использовать терморегулятор, тем самым, сэкономив на его приобретении и установке. Полностью исключается перегрев из-за наносов прошлогодней листвы и прочего мусора на кровле и в системе водостоков. Допускается пересечение проводов при укладке. Это самый перспективный, надежный и эффективный вариант из всех имеющихся греющих кабелей. Еще одно очень важное его преимущество перед резистивным состоит в том, что купить греющий кабель Raychem можно любой длины не менее 20 см. Это его особенность очень удобна при проведении монтажа, когда непосредственно на объекте при проведении работ можно нарезать куски нужной длины. Тем самым значительно упрощается скорость укладки в процессе работы и появляется возможность более эффективного его использования.
Для того чтобы на крыше никогда не образовывались сосульки необходимо сделать правильный расчет антиобледенительной системы. В расчет берется все: форма крыши, качество кровельного материала, наличие утепляющих элементов крыши и дома и многое другое. После проведенных расчетов нужно будет проложить кабель нагревательный саморегулирующийся в определенных ответственных местах по поверхности кровли, по всей системе водостоков, включая желоба, воронки и водосточные трубы. В этом случае крыша всегда будет защищена и свободна от сосулек, даже в тех условиях частых перепадов температур воздуха, которые свойственны Москве и Подмосковью. Это обеспечивается за счет поддержания постоянной температурного режима на поверхности крыши. Обогрев водостоков необходим для своевременного и правильного оттока воды с поверхности крыши в периоды оттепели. Для предотвращения ледяных заторов мы рекомендуем прокладывать двужильный нагревательный кабель для водостоков по всему периметру водосточной системы. В этом случае гарантируется своевременное таяние снега и льда, превращение их в талую воду и последующий беспрепятственный ее отвод в специально отведенное место, находящееся в стороне от дома. Такая профессионально выполненная антиобледенительная система по обогреву крыши значительно продлевает время безаварийной эксплуатации всей кровли, благодаря отсутствию влажности во всем подкровельном пространстве загородного дома.
Довольно часто требуется эффективная защита различных трубопроводов от замерзания. Как правило, для этого используются традиционные способы утепления, например, заглубление ниже точки промерзания. Но в этом случае остаются некоторые участки трубопровода, наиболее подверженные промерзанию. И здесь на помощь приходит саморегулирующийся нагревательный кабель для труб . Его укладка осуществляется разными способами в зависимости от диаметра трубы. При небольшом диаметре – он протягивается по внутренней части трубы, а при значительных размерах с внешней стороны путем накручивания греющего кабеля с определенным шагом, причем размер шага будет зависеть не только от диаметра, но и от того в каких условиях будет находиться трубопровод. Кроме того, используемый греющий кабель для водопровода должен учитывать требования по необходимости подогрева и поддержания температуры воды на выходе водопровода в заданных пределах.
Все нагревательные кабели, применяемые нашей компанией, в полной мере приспособлены для безотказной длительной работы в наших весьма суровых климатических условиях, влагостойки, устойчивы к резким перепадам температуры и воздействию солнечного ультрафиолета. Используемая нами продукция сертифицирована и пожаробезопасна.
Компания «МЗК - Электро» осуществляет продажу греющего кабеля и выполняет полный комплекс услуг от разработки проекта до сдачи объекта «под ключ». На все комплектующие материалы и на проведенные работы мы даем гарантию. Наши специалисты будут осуществлять ежегодный контроль над функционированием вашей антиобледенительной системы. При таком обслуживании срок ее службы будет не менее 40 лет.
Если вы решили самостоятельно установить такую систему, то перед тем как купить, необходимо сделать точный расчет нагревательного кабеля. Необходимо учитывать среднюю климатическую температуру в том месте, где он будет применен. В зависимости от конструктивных особенностей вашего дома следует подобрать кабель определенной мощности, для того чтобы выделяемой им тепловой энергии хватило для выполнения поставленных перед ним задач. В зависимости от этого будет меняться стоимость нагревательных кабелей.
Мы считаем нелишним подчеркнуть, что стоимость профессионально выполненного обогрева кровли в любом случае будет значительно меньше тех затрат, которые могут повлечь за собой разрушительные действия снежных и ледяных масс. Ремонт кровли, фасада и водостоков всегда был очень дорогостоящим. Установив антиобледенительную систему, вы сохраните ваш дом в целости и сохранности, обеспечив надолго тепло, комфорт и безопасность.
Для более детальной оценки стоимости вы можете позвонить нашим специалистам, предварительно следует внимательно изучить прайс на нагревательные кабели.
Для подачи воды в жилые дома используются трубы, проложенные в глубине грунта. В зимнее время почва промерзает, что приводит к образованию ледяных пробок в магистралях и разрушению стенок труб. Греющий кабель для водопровода, подключенный к бытовой электрической сети, обеспечивает прогрев трубопровода и исключает риск замерзания воды.
При обустройстве водопроводных магистралей необходимо выяснить среднестатистическую глубину промерзания грунта в зимнее время.
В средней полосе прокладка труб на глубине 1600-1800 мм позволяет отказаться от установки системы электрического обогрева. Но размещение трубопроводов на большой глубине обходится дорого, на некоторых участках прокладка веток водоснабжения становится невозможной из-за близкого соседства с магистральными газовыми каналами или городским водопроводом или ливневой канализацией.
В этом случае необходимо проложить магистрали на разрешенной глубине, покрыть внешнюю поверхность специальным защитным материалом и уложить кабель для обогрева водопроводной трубы.
Дополнительные обогревающие элементы располагаются на точках ввода труб в помещение (используется для зданий, построенных на свайно-винтовом фундаменте). Питание подключается через специальный блок управления, обеспечивающий автоматический прогрев элементов водоснабжения.
Электрический обогрев используется для повышения температуры водопроводных или канализационных труб, а также резервуаров для хранения жидкостей и дренажных каналов (например, для слива конденсата с поверхности крыши).
Документация к греющему кабелю Греющий кабель для обогрева труб устанавливается только в зонах, подверженных воздействию низких температур. Владелец здания может поместить обмотку на всем участке трубопровода или закрыть участки длиной по 200-300 мм. От протяженности кабеля для обогрева водопроводной трубы зависит энергопотребление системы.
Разогревающий кабель для трубы состоит из элементов:
Устройство греющих кабелей Для электрического обогрева трубопроводов используются 2 разновидности шнуров:
При использовании обмотки резистивного типа для нагрева материала трубы используется тепло, выделяющееся при прохождении электрического тока через проводник. Особенностью изделий является постоянная характеристика нагрева, не зависящая от температурного фона окружающей среды.
Стабильность рабочих параметров обеспечивает равномерное потребление электроэнергии. Для снижения затрат на обогрев (например, во время оттепелей или в весенне-осенний период) в конструкцию системы подогрева трубы водопровода вводятся датчики и регулятор силы тока.
Обогревающий кабель резистивного типа выполняется с 1 или 2 жилами. Одножильные провода подсоединяются к бытовой сети переменного тока с 2 сторон. Двухжильные изделия комплектуются разъемом для подключения к сети или куском установочного провода с установленной в заводских условиях штепсельной вилкой.
Противоположная сторона шнура закрыта герметичной заглушкой (концевой муфтой). Внутри концевого элемента расположена металлическая вставка, обеспечивающая замыкание электрической цепи.
Конструкция резистивных проводников не предусматривает резки материала на участки требуемой длины. Производители запрещают укладывать излишки провода бухтой, необходимо смонтировать весь имеющийся шнур на участок трубы.
При укладке резистивных элементов запрещается расположение магистралей рядом друг с другом. При близком размещении или пересечении маршрутов прокладки происходит перегрев металлических сердечников и выход изделий из строя.
Способ установки определяется типом приобретенного кабеля. Запрещается укладывать шнуры, предназначенные для внешнего монтажа, внутри водопроводных магистралей. Изоляционный материал, не рассчитанный на постоянное воздействие воды, не обеспечит должной защиты от поражения электрическим током. Параметры монтажа греющего кабеля и характеристики указываются на заводской упаковке.
Наружный
Линейный монтаж греющего кабеля
Нагревательный кабель для водопровода снаружи наматывается на предварительно очищенную от грязи и ржавчины поверхность. При укладке контролируется плотность контакта между обмоткой и поверхностью, перекосы не допускаются.
Если шнур укладывается на зону соединения магистралей сваркой, то поверхность зачищается от окалины и потеков металла. Не допускается наличие на трубопроводе острых элементов, способных повредить изоляционный слой нагревательного элемента.
Намотанный проводник крепится через каждые 300 мм металлизированной клейкой лентой или пластиковыми хомутами. Если планируется обустройство нескольких нитей обогрева, расположенных вдоль трубопровода, то элементы располагаются на нижней части магистрали (в зоне минимальной температуры). При установке между элементами соблюдается зазор, рекомендованный изготовителем (касается изделий резистивного типа).
Для обогрева труб водопровода используется методика намотки шнура по спирали. Нагревательный узел укладывается равномерно по поверхности трубопровода, делать резкие или многократные перегибы не рекомендуется из-за риска повреждения нагревательных жил.
Намотка начинается с крепления муфты, а затем равномерно распределяется оставшаяся длина шнура. Практикуется альтернативный способ монтажа, основанный на креплении провода с провисанием между опорами. Затем излишек нагревательного элемента наматывается на трубу и фиксируется лентой или хомутом.
Если труба с теплым кабелем изготовлена из пластика, то рекомендуется повысить теплопроводность материала путем нанесения металлизированной клейкой ленты. Поверх скотча наматывается кабель, который размещается и крепится по описанным выше методикам.
Если на маршруте встречаются тройники или вентили, то на каждом фитинге организуется несколько петель для обеспечения улучшенного нагрева. Правило касается как металлических, так и пластиковых трубопроводов.
После установки элементов производится дополнительная теплоизоляция поверхности, повышающая эффективность работы нагрева. Если магистраль используется для водопровода, то снаружи трубы наносится изолятор из вспененного материала.
Толщина слоя подбирается в зависимости от внешних условий. Например, при расположении трубопровода в грунте потребуется установить защитный слой толщиной 25-30 мм. При размещении магистрали над поверхностью земли толщина изолятора увеличивается до 55-60 мм.
Для защиты трубопровода используется вспененный пенополистирол или полиэтилен. Материалы не разрушаются под воздействием влаги и предохраняют трубопровод от повреждений при ударных нагрузках.
Сверху теплоизоляционный материал рекомендуется покрыть дополнительным защитным слоем (от механических повреждений). Для обеспечения повышенной защиты практикуется использование двойной трубы, промежуток между стенками заполняется изолирующим материалом.
Греющий кабель для водопровода своими руками
Для обустройства водяных магистралей на дачных участках или при прокладке труб для полива огорода можно использовать кабель самодельного типа. В основе конструкции лежит полевой телефонный кабель типа П-274М (имеющий прозвище “полевка”).
Шнур имеет жесткую металлическую жилу и прочный изолятор, что позволяет использовать материал для внешнего и внутреннего обогрева трубопроводов. Применять кабель для магистралей водоснабжения жилого дома не рекомендуется. Поскольку используемый изолятор не относится к пищевым материалам.
Если предполагается провести кабель в трубе, то полевой провод разделяется на жилы, которые затем складываются и свиваются в общий шнур. Герметичный ввод обустраивается при помощи гибкого шланга или иного резинотехнического изделия, дополнительная защита обеспечивается герметиками или эпоксидной смолой.
При установке кабеля поверх трубы разделение на жилы не требуется, шнур наматывается по спирали, а затем подключается к бытовой сети.
Все соединения электрической проводки изолируются и защищаются от проникновения влаги, в цепи коммутации предусматривается защитный предохранитель. Установка самодельного обогревателя предохраняет трубы от обледенения и снижает образование конденсата на внешней поверхности.
В результате металлические трубопроводы имеют увеличенный срок эксплуатации, что позволяет снизить затраты на содержание водопровода на приусадебном участке.
Смотрите видео, как простой провод сделать тёплым:
Какие характеристики важны для выбора тёплого кабеля
Перед тем, как выбрать греющий провод, необходимо обратить внимание на следующие факторы:
Для правильного расчёта мощности кабеля изучите видеоматериалы:
- на диаметр магистрали и протяженность участка, нуждающегося в обогреве;
- на минимальную температуру грунта на глубине залегания водопроводной магистрали.
При подборе кабеля учитывается тип наружной изоляции и температурный класс продукции. Например, для обогрева канализационных стоков используется провод с изолятором из полиолефина. При обустройстве внешней защиты водопроводных труб используется шнур с покрытием из материалов на основе фторполимера (устойчивого к воздействию ультрафиолетового излучения).
Греющий кабель внутрь трубы покрывается защитой из фторопласта. Также рекомендуется обратить внимание на потребляемую мощность и название компании, изготовившей изделие.
ТОП-5 лучших производителей теплого кабеля
Ведущими производителями нагревательных кабелей являются:
- Шведская компания Thermo Industri AB занимается производством кабелей для обогрева бытовых и магистральных трубопроводов. Для изготовления систем используется автоматическое оборудование, что повышает качество продукции и снижает стоимость изделий. Производитель предлагает термические регуляторы и дополнительные приборы, обеспечивающие надежную работу нагревателей для труб.
- Изделия Eltrace выпускаются компанией с французскими корнями. Фирма специализируется на выпуске нагревательных элементов с автоматической регулировкой температуры. Для бытового применения предлагается серия изделий Tubes-heat. Линейка Traceco подходит для монтажа на промышленные трубопроводы. Но допускается применение изделий и в частном секторе.
- Изделия Thermon выпускаются американской компанией. Оборудование отличается простотой монтажа и пониженным энергопотреблением. Компания предлагает изделия с саморегуляцией температуры.
- Датская компания Devi предлагает нагреватели резистивного типа, а также оборудование с саморегуляцией. Фирма специализируется на выпуске нагревательных элементов более 50 лет. Продукция отличается повышенным качеством и простотой монтажа.
- Российский производитель Теплолюкс (ССТ) выпускает нагревательные элементы для труб и пола. Продукция отличается пониженной ценой при высоком качестве изготовления.
Если на участке используется нестандартная разводка труб. То владельцу понадобится самостоятельно создать нагревательный контур или обратиться в компанию. При обустройстве электрической нагревательной цепи следует помнить о безопасности и предусматривать установку защитных элементов, исключающих риск поражения током.
Обзор греющего кабеля и тест, не пропустите видео:
Как греющий кабель подключить к сети:
При необходимости справиться с особо низкими температурами в каких-либо конструктивных элементах построек, системах коммуникаций, предметах бытового благоустройства используется нагревательный кабель. Данное устройство обеспечивает дополнительный подогрев по всей длине или области прокладки трассы. При этом важно учитывать принцип работы нагревательного элемента и в каких ситуациях его целесообразно применять.
Назначение нагревательных кабелей позволяет охватывать как разнообразные сферы промышленной деятельности, так и решать различные бытовые задачи. Наиболее часто нагревательный кабель используется для:
Принцип работы нагревательного кабеля описывается законом Джоуля-Ленца, который гласит, что при протекании электрического тока по любому резистивному элементу, из него будет выделяться тепловая энергия. Данный процесс обуславливается наличием электрического сопротивления у токопроводящего материала, которое возникает из-за взаимодействия заряженных частиц. Эти частицы создают препятствие направленному движению тока, и при их столкновении происходит выделение тепла.
Основываясь на вышеизложенном, можно сказать, что величина тепловой мощности прямопропорциональна сопротивлению нагревательного кабеля и может выражаться формулой:
На практике сопротивление конкретного греющего кабеля будет зависеть от материала токоведущих жил, их длины и способа подключения. Все эти параметры обуславливаются конструктивными особенностями различных видов нагревательной кабельной продукции.
Используемые для подогрева токоведущие элементы подразделяются на резистивные (линейные и зональные), саморегулирующие и индуктивные. Все виды нагревательных кабелей отличаются принципом работы и конструкцией. Рассмотрим более детально особенности каждого из них.
Резистивные линейные.
Линейный нагревательный кабель представляет собой конструкцию из обычного провода, концы которого подключаются к источнику электропитания. Таким образом, линейную модель принципиально можно представить в виде последовательно включенного сопротивления резистивного типа, характеризующегося постоянной мощностью нагрева. По количеству жил он подразделяет на одножильный и двухжильный нагревательный кабель.
Одножильный линейный.
Рис. 1: конструкция одножильного линейного кабеля
Посмотрите на рисунок, одножильные марки состоят из нагревательной жилы с высоким удельным сопротивлением, как правило, стали или ее сплавов. Также сюда входит один или несколько слоев термоустойчивой изоляции, которая не деформируется при нагревании. Такой вид нагревательного проводника может оснащаться экраном для удаления помех, создаваемых ним самим и устройства защиты от замыкания на землю.
Его основным преимуществом является простота и неприхотливость в эксплуатации, также он может контактировать с проводящими конструкциями и подвергаться нахлесту. А к недостаткам можно отнести необходимость использования заводской секции установленной длины (отрезать нужный вам кусок нельзя), необходимость подключать концы секции в одной точке к «+» и «–» или к нулю и фазе.
Двухжильный линейный
Рис. 2: конструкция двухжильного линейного кабеля
Конструктивно двухжильные марки имеют два вывода, подключаемые к источнику электроэнергии. В его состав входят те же элементы, что и в одножильный с одним отличием – в нем находятся две параллельно расположенные жилы вместо одной. Что предоставляет дополнительное преимущество – двухжильный нагревательный кабель, в отличии от одножильного, не нужно возвращать вторым концом секции к месту подключения, что предоставляет определенное удобство при обогреве трубопроводов и других протяженных конструкций.
Резистивные зональные
Зональные кабели представляют собой разновидность резистивного, с тем отличием, что имеет более сложную и функциональную структуру. В сравнении с линейным конструктивно он имеет следующую особенность:
Рис. 3: конструкция зонального кабеля
Как видите на рисунке, зональный кабель так же, как и линейный включает в себя две токоведущие медные жилы, внутреннюю изоляцию для каждой жилы, нагревательную проволоку из материала с высоким удельным сопротивлением, внешнюю изоляцию.
Его конструкция отличается наличием окошек во внутренней изоляции, в которых к токоведущему проводнику подсоединяется нагревательная проволока. Сами окошки расположены на расстоянии 1 – 2м друг от друга. Таким образом, между окошками нагревательный элемент подключается параллельно и воспринимает на себя напряжение сети. То есть на каждый из участков проволоки приходиться по 220 В или та величина, которая подается на греющий кабель.
За счет такого конструктивного решения постоянным сопротивлением должна обладать не вся протяженность, а только проволока, расположенная на участке в 1 – 2 м, получившая название зоны (от чего и берет название данный тип кабеля). Благодаря такой конструкции длина секции может подбираться произвольно в зависимости от ваших личных пожеланий.
Саморегулирующиеся кабели
Саморегулирующийся кабель отличается от предыдущих вариантов и конструктивным исполнением, и принципом работы.
Рис. 4: конструкция саморегулирующегося кабеля
Посмотрите на рисунок, здесь показана конструкция саморегулирующегося кабеля, включающая в себя:
Рис. 5: принцип работы полупроводниковой матрицы
Именно эта часть саморегулирующего кабеля является своеобразным датчиком температуры. Чем больше нагрета окружающая среда, тем меньше проводимость нагревательных элементов, величина протекающего через них тока снижается, равно как и величина выделяемого тепла. В этом и выражается функция саморегуляции уровня температуры.
Основным преимуществом такого нагревательного кабеля является его полная автономность – количество получаемой тепловой энергии самостоятельно подстраивается под температуру среды, в которой он находится. За счет чего разные участки нагревательного кабеля будут иметь нелинейную мощность, выдавая нужную вам температуру в конкретной ситуации. Еще одним преимуществом такого типа нагревательного устройства является его произвольная длина. Но к недостаткам стоит отнести то, что продается он стандартными бухтами и не имеет соединительных элементов в комплектации.
Индуктивные нагревательные кабели
Принцип действия такого типа нагревательного кабеля заключается в наведении ЭДС внутри ферромагнитной среды. Конструктивно он состоит из токоведущей жилы, которая наматывается на ферромагнитный сердечник на подобии катушки. При протекании тока по токоведущей жиле в сердечнике будет наводится эдс. Нагревание происходит за счет электрических потерь от тока в проводнике и от потерь в стали по принципу скин-эффекта.
Главным отличием от других типов нагревательных кабелей является соотношение выделяемой тепловой энергии. Здесь потери в меди составляют всего 20%, в то время как в ферромагнитном материале будут теряться остальные 80%. В зависимости от конкретной марки соотношение потерь может отличаться. За счет чего линейная мощность индуктивного кабеля может быть гораздо ниже при обеспечении той же температуры нагрева.
При прокладке нагревательного кабеля важно соблюдать ряд правил, а именно:
Теперь рассмотрим несколько практических советов касательно особенностей прокладки в частных ситуациях. Если нагревательный кабель используется для обогрева кровли или других объектов, где он устанавливается под прямыми солнечными лучами, лучше использовать экранированные марки. Так как у моделей с оплеткой используется куда более устойчивая оболочка, чем у кабелей общего назначения.
При обогреве водостоков, необходимо выбирать место расположения в наиболее холодной точке или с наименее прогреваемой стороны. В горизонтальных желобах нагревающий кабель необходимо устанавливать в нижней части желоба, чтобы теплые массы поднимались вверх и плавили лед выше. В вертикальных трубах водосточной системы со стороны стены здания, как показано на рисунке, так как она прогревается хуже всего:
Рис. 6: Пример монтажа в водосточной системе
Так как нагревательный кабель может располагаться в воде, им можно напрямую прогревать водопроводные трубы или системы отопления. Устанавливают его внутри трубы, как показано на рисунке:
Рис. 7: пример прокладки греющего кабеля внутри трубы
Следует отметить, что монтировать нагревательный проводник внутри канализационных и сточных труб запрещено, так как за него будет цепляться различный мусор. Из-за чего возникнут пробки, ухудшающие проходимость и приводящие к полному перекрытию. Поэтому полимерные и металлические трубы канализации прогреваются посредством установки нагревательных элементов с внешней стороны. Но стоит отметить, что нагревательный провод должен изолироваться от слоя теплоизоляции посредством специальной алюминиевой ленты.
Нагревательный кабель применяется для обогрева таких конструктивных элементов:
В промышленной сфере нагревающий кабель может иметь и более специфическое применение, примеры некоторых из них и необходимые параметры для их эффективной работы приведены в таблице ниже:
Таблица: область применения нагревающего кабеля
