Прокладка кабеля нагревательного


Монтаж саморегулирующегося нагревательного кабеля

Применение саморегулирующегося кабеля универсально. Его внедряют в системы теплых полов, используют для обогрева труб, подогрева крыльца, дверей в зимний период и т. д. Главная цель – обеспечить тепло. Такие кабели применяют как в водосточных трубах, так и в обычном водопроводе, чтобы вода в них не замерзала. В противном случае внутри трубы образуется обледенение, длиною несколько метров. Чтобы устранить эту пробку нужно приложить немало усилий и затратить много времени. Если зима достаточно холодная, то простая теплоизоляция не всегда бывает эффективна. Поэтому нужно прибегать к дополнительному варианту – обогреть трубу нагревательным кабелем. Он поддерживает нужную температуру и хорошо справляется со своими задачами. Конденсата на трубах при этом не будет. Давайте подробно рассмотрим, как выполняется монтаж саморегулирующегося нагревательного кабеля.

Монтаж внутри трубы

Установка нагревательного кабеля выполняется двумя способами – внутри и поверх трубы. Для того чтобы произвести монтаж кабеля внутри трубы, следует точно придерживаться инструкций и соблюдать меры предосторожности. Монтаж осуществляется следующим образом:

  • первым делом нужно отмерить длину кабеля, взяв во внимание длину трубы, которую необходимо обогреть;
  • в место, где кабель будет входить в трубу, устанавливают тройник или другой переходник, который обеспечивает герметизацию;
  • в тройник вкручивают специальную врезку;
  • только потом, кабель вводят в трубу через врезку.

Ни в коем случае не прокладывайте кабель через запорные вентили. Там, где установлена система обогрева обязательно повесьте табличку с предупреждением. Следите за тем, чтобы во время установки не повредить кабель. Если такое произошло, его следует заменить или устранить повреждение.

Установка кабеля внутрь трубы возможна в том случае, когда ее диаметр больше 40 мм. В противном случае кабель будет занимать место в трубе, препятствуя протоку воды.

Если со временем кабель придет в негодность, или же его необходимо будет починить, первым делом следует отключить водопровод и питание электросети. После этого снять муфту с тройника и заменить кабель. Затем всю конструкцию нужно собрать в обратном порядке.

Установка поверх трубы

Если внутрь трубы не добраться, или это труба от системы водостока, можно применить наружную установку нагревательного элемента. Такой монтаж выполняется в два способа:

  • линейный, когда кабель проходит вдоль трубы;
  • спиральный, когда кабель наматывается на трубу витками.

Какой способ бы вы ни выбрали, первым делом нужно обеспечить утепление трубы с нагревательным элементом, чтобы свести к минимуму теплопотери. При выборе толщины утеплителя, учтите условия и место прокладки трубы. Когда утепляемые трубы находятся под землей или в здании, то слой утеплителя может быть тоньше. Если же трубы находятся снаружи, необходим более толстый слой. Толщина колеблется от 20 до 50 мм. Для этой цели отлично подойдет вспененный полиэтилен или пенополистирол. Эти материалы стойкие к влаге и долговечны. Если вы хотите защитить и сам теплоизоляционный слой от повреждений, поместите трубопровод в защитную гильзу, которой послужит труба с большим диаметром.

Самым простым вариантом является монтаж кабеля линейным методом. На нижнюю часть трубы крепится кабель. Для удобства установки начало кабеля нужно зафиксировать изолентой или строительными хомутами, которые стойки к температурам. Затем, используя алюминиевую самоклеящуюся ленту, нужно закрепить кабель вдоль всей трубы. Лента будет плотно покрывать кабель, не выпуская тепло и распределяя его по поверхности трубы. Если она находится снаружи или под землей, а вы живете в местности с суровыми зимами, можно использовать два кабеля. Закреплять их нужно не в самом низу, а по бокам, чуть ниже середины. Благодаря этому нагрев будет сильнее и труба не замерзнет. А если она находится под землей, кабель будет защищен от давления и не испортится.

Для крепежа можно применять не только алюминиевую ленту, но и строительные хомуты, и изоляционную ленту. В таком случае расстояние между креплением должно составлять 30 см. Закреплять кабель металлическими хомутами нельзя. Длину нагревательного кабеля выбрать просто: отмеряйте расстояние труб, которые нужно утеплить, это число и будет необходимым для утепления.

Что касается спирального типа монтажа, то он более трудоемкий. Однако контакт кабеля с трубой будет больший, что обеспечит лучший обогрев всей трубы. В таком случае расход кабеля также увеличится, в зависимости от шага витка. Технология фиксации кабеля та же, как и в первом случае. Главное – правильно рассчитать необходимую длину.

Подготовительные работы

Определившись с методом и размещением кабеля, его нужно подготовить для эксплуатации. Вот перечень инструментов, которые понадобятся для этой цели:

  • линейка или рулетка;
  • монтажный нож;
  • плоскогубцы;
  • соединительные гильзы;
  • кусачки;
  • кримпер;
  • термоусадочные трубки;
  • строительный фен.

Конец кабеля нужно зачистить и соединить с другим кабелем для подачи электричества. Другой конец – сделать герметичным, защитив от воды и замыкания. Итак, все по порядку и в деталях.

Чтобы соединить провод с розеткой, его нужно очистить от изоляции. Отмерьте 4,5–5 см от конца и обрежьте верхний слой изоляции. Резать нужно аккуратно, чтобы не повредить оплетку кабеля. Затем экранирующую оплетку из медных луженых проволок нужно расплести и свернуть, чтобы образовался дополнительный провод. Он будет служить как заземление.

Далее снимите следующий слой заземления, отступив 2 см от внешней изоляции. В итоге вы увидите саморегулирующуюся нагревательную матрицу, внутри которой две токопроводящие жилы. Отделите жилы от матрицы так, чтобы получить оголенные провода. Кабель готов к соединению.

С помощью медных луженых гильз в оболочке соединяем провода от нагревательного кабеля с электрическим проводом. Если они длинные, заранее наденьте термоусадочные трубки. Для герметизации используются две трубки, одна меньшего диаметра, другая – большего. Потребуются три гильзы: 2 для проводов и 1 для заземления. Вставьте концы токопроводящих жил в гильзу и закрепите провода друг с другом, используя кримпер. Для этого нужно зажать инструментом провода в гильзе и проверить, крепко ли они держатся. Провод заземления пока не трогайте.

Потом, термоусадочную трубку меньшего диаметра, нужно разместить так, чтобы она покрывала все видимые провода. Концы заземления отогните в другую сторону, чтобы они не мешали, их пока не изолируйте. При помощи строительного фена нагрейте трубку. Под воздействием тепла она плотно сядет на провод, делая соединение герметичным. Клей, который при нагревании вступает в действие, надежно зафиксирует соединение, не позволяя воде попасть внутрь.

После этого провода заземления соедините при помощи гильзы и кримпера. Используя термоусадочную трубку большего диаметра, герметизируйте соединение поверх первого слоя.

Если у вас нет строительного фена, обычный фен не подойдет, так как поток воздуха недостаточно горячий. Более того, он может сгореть. Воспользуйтесь зажигалкой или спичками. Делать это нужно аккуратно, чтобы не повредить трубку.

Теперь кабель готов к подключению в розетку. Другой конец кабеля тоже следует герметизировать. Опять же, нужно снять внешнюю оболочку на 2 см от края. Оплетка вам не нужна, ее можно откусить кусачками, ими же срежьте часть провода ступенькой, чтобы одна жила была выше другой.

Из комплекта термоусадочных трубок остались две меньших. Одну из них наденьте на соединение и уже знакомыми движениями нагрейте ее, чтобы она плотно села на провод. После этого конец трубки запаивается плоскогубцами. Просто прижмите его, чтобы клей схватился. Лишнее отрежьте. То же самое сделайте со второй трубкой. Такой провод можно оборудовать как вовнутрь трубы, так и снаружи.

Теперь система подогрева труб готова. Ее включают при температуре не ниже 5˚С. Нежелательно включать нагревательный провод, при минусовой температуре. Во избежание промерзания труб, включайте обогрев до наступления морозов.

Видео

О том, как подключить греющий саморегулирующийся кабель вы можете узнать из предложенного нами видео:

www.stroitelstvosovety.ru

Подключение греющего кабеля для обогрева загородных коммуникаций

Борьба с замерзанием наружных трубопроводов в частном доме в холодное время года является актуальной задачей при вводе воды в дом от источников водоснабжения и выводе стоков. Одним из эффективных вариантов борьбы с промерзанием труб является подключение греющего кабеля к инженерным коммуникациям, в частности,  водопроводной или канализационным магистралям.

На строительном рынке представлен широкий ряд электрокабельной продукции для нагрева как отечественного, так и зарубежного производителя. Современные разработки, благодаря обратной связи, позволяют регулировать температуру нагрева провода за счет изменения потребляемого тока. При выборе продукции важно знать технологию правильного монтажа электрокабеля на различного вида трубопроводах и необходимую мощность теплоотдачи, которая связана не только с электротехническими параметрами, но и длиной проводника.

Рис. 1 Комплектация греющего кабеля для водопровода

Что такое и зачем нужен греющий кабель

Принцип работы любого греющего кабеля довольно прост и ничем не отличается от всех электронагревательных приборов. Технология основана на сопротивлении материалов прохождению электрического тока – чем оно выше, тем больше тепла выделяется на нагревательном элементе. Греющий кабель подключается к сети переменного напряжения 220 В и выделяет тепло при прохождении по нему переменного электрического тока.

Практически все устройства имеют ручную или автоматическую регулировку, позволяющую изменять температуру нагрева их жилы (матрицы). В быту широко известны электрокабельные системы для подогрева под названием теплые полы, в которых зигзагообразный провод в виде мата на сетке укладывается под стяжку или плитку.

Аналогичное устройство с более высокой защитой от влаги имеет и нагревательный кабель для наружных трубопроводов, чаще всего применяемый в следующих бытовых целях:

Обогрев водопровода

При заборе воды из скважины или колодца чаще всего используют трубы ПНД (полиэтилена низкого давления), которые поступают от источника в дом через фундамент, при этом их закапывают под землей на расстояние от поверхности ниже глубины промерзания грунта.

В соответствии со строительными нормативами, расстояние от поверхности грунта до точки залегания водопровода должна быть на 0,5 м больше глубины промерзания, в некоторых случаях расчетный показатель достигает 2,5 метра. В реальных условиях при использовании стандартного кессонного колодца высотой 2 м, из которого на полметра выходит обсадная труба, средняя глубина залегания водопроводной трубы составляет 1,5 м, что не всегда достаточно для ее защиты от промерзания.

При этом использование тепловой изоляции трубопровода строительными материалами по всей длине может быть неэффективным, ведь изоляция не нагревает рабочую среду, а лишь увеличивает время ее замерзания.

В этом случае использование электрокабеля для нагрева воды внутри или на поверхности труб гарантированно защитит линию от промерзания, при этом можно уменьшить глубину залегания водопровода под землей и сделать водоснабжение незамерзаемым.

Рис. 2 Применение нагревающего кабеля на крышах и в водостоках

Обогрев устья скважины и ввода трубы в дом

При расположении скважины в кессонной яме актуальна проблема замерзания наружного трубопровода в зоне оголовка, а также оборудования и поверхностной насосной станции при ее применении. Если использовать электрокабель, погруженный на небольшую глубину в напорную трубу или в один из отрезков водопровода, расположенный на поверхности, проблема промерзания труб в кессонной камере легко решаема.

Не каждый дом имеет ленточный фундамент, расположенный ниже уровня земли. Например, современные дачные дома из блоков или СИП панелей располагают на сваях выше уровня земли. Поэтому открытые точки входа в дом водопроводных труб нуждаются в утеплении, для обеспечения которого используют строительные материалы или электрический кабель.

Прогрев канализационной трубы

Если водопроводную трубу для борьбы с промерзанием можно опустить глубоко под землю, канализационные трубы, выходящие из дома, технологически должны находиться чуть ближе к поверхности. Связано это с тем, что для нормальной работы канализации необходимо соблюдать уклон, зависящий от диаметра труб. При стандартных размерах в 110 мм уровень трубопровода должен понижаться на 20 мм на погонный метр.

Понятно, что если канализационный септик расположен на большом расстоянии, примеру 50 м от дома, то уклон составит 1 метр. Также следует учитывать, канализационные трубы должны заходить в верхнюю точку септика, и если точка входа расположена на большой глубине, собрать технически работоспособную конструкцию будет очень сложно. Поэтому важно обеспечить тепловую изоляцию канализационных труб, а еще лучше их обогрев  в самой верхней точке на выходе из дома.

Рис. 3 Обогрев подсоединением кабеля к водопроводному отводу

Обогрев кабелем ливневой системы

В холодное время года резкие перепады температур вызывают таяние снега на крышах с периодическим замерзанием воды – в результате льдом забиваются водосточные трубы, а по периметру водостоков образуются сосульки. Нагревательный кабель можно использовать для борьбы с замерзанием, прокладывая его поверхности или внутри водосточных труб, а также опуская в ливневую канализацию.

Следует отметить, что помимо размещения в трубопроводных магистралях, выпускаются специальные модификации кабелей, предназначенные для растапливания льда и снега на крышах.

Обогрев поверхностных трубопроводов и арматуры

При устройстве кессонных ям часто выводят наружу трубу с запорным краном для использования воды в хозяйственных целях на приусадебном участке, обычно в теплое время к ней подключают шланг для полива огорода. Иногда бурят абиссинскую скважину и для забора воды используют не поверхностную насосную станцию, а ручной насос, через который откачивают воду, прилагая физические усилия.

Во всех этих случаях, используя поверхностное водозаборное оборудование при отрицательных температурах, можно обогревать его электрокабелем, подключенным к сети переменного тока, который монтируют на внешней поверхности.

Рис. 4. Как укладывают кабель для обогрева газовых газгольдеров

Обогрев кабелем газовых резервуаров

При автономном газоснабжении многие хозяева устанавливают газовые баллоны снаружи дома, которые для нормальной работы должны находиться в тепле. В зимнее время их удобно подогревать двужильным электрокабелем, используемым для работы в трубопроводных системах – в отличие от одножильной петли для теплых полов его намного проще монтировать. Известно, что многие передвижные газгольдеры на прицепах оснащаются подобной системой подогрева газовой емкости от производителя.

Обогрев кабелем грунта

Технологию могут использовать садоводы при разведении растений в парниках, теплицах и подвальных подземных помещениях в случаях, когда наружные морозы могут повредить урожай. В этом случае нагревательный кабель защищает корневую систему растений от поражения и прогревает воздух в зоне своего расположения.

Тепловые системы

При отоплении индивидуальных домов жидким или газообразным топливом можно использовать теплый электрокабель в качестве дополнительного источника тепла для прогрева теплоносителя. Его можно разместить в трубопроводной системе отопления и включать в ночное время по сниженным тарифам электропотребления – это поможет сэкономить финансовые средства и уменьшит промежуток между циклами заправки газгольдеров газом или поставками жидкого топлива.

Аналогичным образом можно повышать температуру воды в системах горячего водоснабжения. На строительном рынке имеются в продаже модификации подогревающих электрокабелей для работы в среде с горячим теплоносителем.

Рис. 5 Обогрев кабелем наружной запорной арматуры

Как работает система обогрева с греющим кабелем

Обогрев трубопроводов греющим кабелем, который подключается к электрической сети переменного тока 220 В, производят двумя основными методами:

1. Кабель располагают снаружи трубы. Данным методом утепляют уже проложенную магистраль или канализационные трубы, при этом провод плотно прилегает к наружной поверхности трубы. На строительном рынке реализуются трубы с готовым каналом для размещения нагревательного кабеля – это позволяет сократить тепловые потери, также для экономии электроэнергии используют дополнительное утепление подземных трубопроводов скорлупой из пенопласта (пеноплекса) или полиуретана.

Электрический кабель прокладывают вдоль трубопровода, для повышения температуры нагрева по всей длине или в ответственных узлах применяют спиральную намотку. Рис. 6 Схема обогрева скважинного водопровода

2. Подогрев внутри труб. Основным недостатком наружного утепления электрокабелем является низкая эффективность – большая часть тепла уходит в окружающую среду и приходится дополнительно монтировать утеплитель, что приводит к удорожанию работ.

Поэтому в водопроводных линиях лучше прокладывать нагревательный кабель внутри труб – это относится к водопроводным магистралям. В канализационной же системе нахождение внутри посторонних предметов может вызвать засор.

Размещенные провода внутри труб невыгодно прокладывать по всей длине – кабель довольно дорог и увеличит гидравлические потери, снижая полезное сечение трубопровода. Поэтому рациональнее устанавливать его в зоне скважинного оголовка перед подающим воду в дом водопроводом и напорной трубой. В этом случае теплая вода предотвратит замерзание в скважине, автоматических приборах и поверхностной насосной станции, также подогретая вода будет поступать в водопровод, идущий к дому.

Главная трудность при внутренней установке электрокабеля в трубопроводе – подобрать способ монтажа и герметичный фитинг для его стыковки с трубой при погружении провода.

Виды и характеристики нагревательного кабеля

Все водные нагревательные кабели делят на две большие группы: резистивные и саморегулирующиеся, последние появились на рынке относительно недавно и имеют ряд существенных отличий от традиционных устройств.

Все типы кабелей оснащены системой регулировки температуры оболочки в зависимости от температуры нагреваемой среды – при ее повышении происходит уменьшение проходящего по цепи тока, что позволяет сэкономить потребляемую электроэнергию и установить необходимый тепловой режим.

Основной характеристикой всех электронагревательных кабелей является мощность потребляемой электроэнергии на погонный метр, от которой зависит максимальная температура нагревания его оболочки.

Рис. 7 Устройство одножильного кабеля разных видов

Устройство греющего кабеля

Все виды электрических кабелей имеет устройство, основными компонентами которого являются:

  • Токоподводящие провода и вилка. Нагревательный элемент подключают к кабелю питания, который идет от дома, поэтому для подачи на него электричества рабочую жилу соединяют с электрокабелем специальными методами, обеспечивающими надежную герметизацию стыка.
  • Нагревательный элемент. В устройстве резистивного принципа действия нагрев производится за счет высокого сопротивления проходящей внутри жилы, в саморегулирующихся модификациях температура повышается у пластиковой матрицы, расположенной между двумя токоведущими проводниками.
  • Изоляция. Защита оголенных электрических проводов от водной среды, в которой находится электрокабель, является основной задачей при его изготовлении, поэтому все устройства имеют как минимум два слоя внутренней изоляции. Также при ее изготовлении для снижения тепловых потерь стремятся использовать синтетические материалы с наилучшей теплопроводностью. Следует отметить, что существуют два основных варианта изоляции: для размещения внутри и снаружи водопровода, в первом случае используют пищевой наружный пластик.

Рис. 8 Кабель зонально-резистивный для крыш – конструкция

  • Экран и заземляющий провод. Экранирующая оплетка применяется во всех высококачественных кабельных изделиях, она выполняет не только защитные функции от помех, но и дополнительно увеличивает безопасность использования кабеля, решая задачи заземляющего провода. Дело в том, что при подключении экранирующую оплетку заземляют или подсоединяют к нулевому проводу, и в случае повреждения кабеля токоведущие жилы с большой вероятностью станут контактировать с экраном и автомат отключит подачу питания.
  • Термодатчик. Если бы нагревательные кабели не имели обратной связи, позволяющей регулировать проходящий по ним ток и соответственно температуру нагрева в зависимости от состояния среды, в которую они погружены, их работа стала бы неэффективной и привела к повышенному расходу электроэнергии. К тому же физические параметры обогреваемой водосодержащей среды вышли бы за рамки допустимых норм – это все привело бы к невозможности использовать кабель по своему прямому назначению. Поэтому все нагревательные кабели оснащаются датчиками, позволяющими автоматически изменять силу тока в зависимости от температуры среды в месте их расположения, в саморегулирующих модификациях изменение температуры связано с проводимостью межпроводниковой матрицы.

Рис. 9 Резистивные двужильные обогреватели для труб – устройство

Резистивный греющий кабель

Резистивный кабель изготавливают в одножильном и двужильном вариантах, первый вид должен подключаться в двух точках и широко применяется в модификациях для теплых полов, где провод образует извилистый зигзагообразный нагревательный контур и возвращается назад в исходную точку.

Такой вариант слишком неудобен для размещения на трубопроводах, поэтому в системах обогрева труб используется двужильная конструкция, то есть нагревательный контур проходит и возвращается назад внутри провода.

Нагревательная жила резистивного кабеля должна иметь высокое сопротивление электрическому току, поэтому ее делают из хромоникелевого сплава, обладающего нужными характеристиками. Соединение питающих проводов с оплеткой и нагревательной жилой производят в закрытой герметичной соединительной муфте, запитываемые проводники подключают к блоку автоматической регулировки, от которого отходит двухпроводной термодатчик.

Отличительные особенности резисторных нагревателей:

  • Чуть меньшая стоимость по сравнению с основными конкурентами – саморегулирующимися электрокабелями.
  • Резистивный кабель поставляется в комплекте с терморегулятором, система рассчитана на работу только с этим изделием, имеющим рассчитанное сопротивление электрическому току – нельзя обрезать, удлинять или укорачивать провод.
  • При установке обязательно наличие термодатчика, который следует располагать в зоне нахождения кабеля – это усложняет его наружный монтаж и делает невозможным использование внутри трубопроводов из-за мешающего оголовка датчика температуры.
  • При повреждении и разрыве провода в любой точке он подлежит полной замене. Исключение составляют специально разработанные резистивные нагревательные кабели для борьбы с обледенением крыш и водостоков. В их конструкции токоведущие проводники соединяются проходящей внутри нагревательной спиралью во многих точках, поэтому нагреватель можно удлинять или укорачивать по желанию пользователя.
  • Минимальная мощность большинства резистивных устройств составляет 10 Вт на погонный метр (можно встретить модификации с мощностью 8 Вт) максимальное значение может достигать 60 Вт в зонально-резистивных модификациях для борьбы с обледенением крыш.

Рис.10 Саморегулирующийся греющий кабель – принцип действия

Саморегулируемый греющий кабель

В настоящее время саморегулируемые греющие кабели практически вытеснили резистивных конкурентов из сферы обогрева труб благодаря своей простой конструкции и удобству подключения. Конструктивно кабель выполнен в виде двух токопроводящих жил, между которыми размещена термозависимая матрица с мелкодисперсионным графитовым порошком в составе.

В холодном состоянии через микрографитовые контакты от одного провода к другому проходит электрический ток, нагревающий поверхность матрицы, и соответственно провод прогревает окружающую среду. При повышении наружной температуры нагрев матрицы еще более возрастает, ее материал увеличивается в объеме в результате термического расширения – это приводит к увеличению расстояния между токопроводящими графитовыми зернами. Возрастает сопротивление электрической цепи, падает ток и мощность нагрева, кабель охлаждается – таким образом происходит саморегулирование температуры.

Саморегулирующийся греющий кабель имеет следующие особенности:

  • Универсальность. Саморегулирующие кабели можно использовать для нагрева трубопроводов внутри и на наружной поверхности, крыш и ливневых водостоков, в трубах отопительных систем и на различных резервуарах.
  • Экономичность. В отличие от резистивного кабеля, саморегулирующий сильнее всего нагревается в точке с наименьшей температурой, при этом на теплых участках потребление тока минимально.
  • Удобство монтажа. Кабель представляет собой два параллельных отрезка провода с нагревательной матрицей между ними, при установке саморегулируемых нагревателей их можно укорачивать или удлинять на существенное расстояние.

Рис. 11 Устройство саморегулирующегося кабеля

Мощность греющего кабеля для водопровода

Точно определить, сколько мощности требуется для эффективной работы резистивного или саморегулирующегося нагревательного кабеля, пользователю даже с инженерным образованием довольно сложно – расчетные формулы слишком громоздки и подсчет занимает длительное время. Задача по силам только квалифицированным специалистам, a ее решение в быту осуществлено производителями и реализаторами нагревательной электрокабельной продукции.

Опытным путем установлено, что для обогрева трубопроводов достаточно электрокабеля с мощностью 10 Вт на погонный метр при использовании скорлупы 50 мм из пенопластового или пеноплексового утеплителя и диаметре труб не более 50 мм, температура окружающей среды при этом не должна опускаться ниже -30º С.

Для бытовых водопроводов из ПНД стандартным диаметром один или полтора дюйма, оптимальная толщина оболочки утеплителя составляет 30 мм, при использовании канализации понадобится кабель более высокой мощности около 20 Вт на метр или спиральная намотка, при толщине утеплителя 50 мм.

Для наружного обогрева мощность нагревательного кабеля линейно связана с окружающей температурой и состоянием обогреваемых элементов, для трубопроводов ее среднее значение около 20 Вт на погонный метр, на крышах и в водосточных трубах используются мощные резистивные электрокабели до 60 Вт на погонный метр.

Рис. 12 Схема подключения одножильного и двужильного кабелей

Схема и подключение к сети греющего кабеля

Любой греющий кабель подключают к терморегулирующему блоку, на котором обозначены контакты для подсоединения термодатчика, нагревателя и внешней электрической сети, при отсутствии обозначений на корпусе всегда можно воспользоваться инструкцией по подключению.

Процедура соединения кабеля с коробкой не представляет особых сложностей, задачу облегчает знание цветовой маркировки: синий и коричневый провода подключают к электрической сети, желто-зеленый провод – к нулевой или заземляющей шине.

Основные способы и виды прокладки

Решая, как правильно уложить кабель в трубопроводной магистрали, исходят из ее назначения, места расположения, наличия дополнительного утепления, мощности обогревателя. При укладке используют линейный и спиральный монтаж, а кабель размещают внутри или на наружных участках водопровода. Основным условием при монтаже является запрет на использование металлических материалов и полимерных липких лент для крепления кабеля, также недопустимо его пересечение с контактированием поверхностей.

Рис. 13 Линейный монтаж

Линейный монтаж на подземных трубопроводах

Решая, как подключить греющий кабель для водопровода, чаще выбирают линейный монтаж, который относится к основным видам соединения нагревателя с трубопроводом, при этом провод размещают на поверхности и фиксируют липкой лентой.

Существенным недостатком метода является то, что пластиковые трубы обладают низкой теплопроводностью и простым размещением кабеля на их оболочке не всегда удается получить необходимый обогрев.

Более высокой теплоотдачи можно добиться, используя специальные трубы с углубленным внутрь каналом – расположенный в нем электрокабель отдает намного больше тепловой энергии. При монтаже используют липкую ленту из алюминиевой фольги, процесс монтажа нагревателя на подземном трубопроводе состоит из следующих операций:

  1. При линейном монтаже кабель располагают с нижней стороны трубопровода, для этого по всей длине наклеивают полосу алюминиевой фольги – это необходимо для повышения теплоотдачи полимерным трубам, которые обладают низкой теплопроводностью.
  2. Приматывают кабель поперечными отрезками ленты с шагом 300 мм стараясь добиться хорошего натяжения и плотного прилегания без просветов.
  3. Сверху приклеивают алюминиевую ленту по всей длине кабеля, обеспечивая его плотный контакт с поверхностью трубопровода, при наличии термодатчика его провод и измерительный элемент подсоединяют отдельно поперечными стяжками.
  4. Затем кабель по всей длине дополнительно крепят нейлоновыми стяжками (крепление производят при отсутствии плотно прилегающей наружной изоляции) – это предотвратит его отслаивание в случае потери алюминиевым скотчем своих клеящих свойств от высокой температуры или старения в процессе эксплуатации.
  5. По завершении работы одевают на трубопровод теплоизолятор и фиксируют его клеем или стяжками. Если используется два и более проводника, их крепление производят аналогичным способом снизу на некотором расстоянии друг от друга.

Рис. 14 Спиральная намотка для защиты от замерзания

Спиральная установка на трубы под землей

Спиральная установка позволяет увеличить мощность обогрева на всем протяжении или отдельных участках трубопровода (места расположения запорной арматуры), намотку на подземный пластиковый трубопровод проводят в следующем порядке:

  1. Оборачивают трубу по всей длине расположения кабеля фольгированным скотчем. Определяют по таблице количество (шаг) витков под конкретный диаметр трубы.
  2. Спирально наматывают электрокабель и закрепляют его липкой лентой по всей длине, при необходимости дополнительно фиксируют пластиковыми стяжками с шагом 300 мм, под которыми также прокладывают провода от термодатчика.
  3. Одевают на верх жесткий скорлуповый утеплитель, соединяя его сегменты методом шип в паз и фиксируя сверху скотчем.

Рис. 15 Внутренний монтаж – переходные тройники

Прокладка внутри трубы

Внутренняя прокладка в трубопроводах является экономичным эффективным способом борьбы с их промерзанием, при этом следует учитывать, что кабель занимает в трубопроводе определенное пространство, уменьшающего его сечение и соответственно напор в магистрали. Поэтому его размещают в трубопроводах диаметром от 1 дюйма и выше на коротких участках по направлению водного потока, при использовании в скважинах эффективна вертикальная укладка.

Для ввода в трубопровод используют специальные фитинги с герметичными прокладками (сальники), сквозь которые пропускают провод, на трубопроводе устанавливают резьбовой отвод для подсоединения арматуры.

Если магистраль заранее монтируется под установку электрического кабеля, используют встроенные тройники с углом отвода для кабеля 30, 45 и 90 градусов. Для внутренней прокладки применяют только саморегулирующийся электрокабель, не имеющий температурного датчика, мешающего потоку жидкости в трубах, его опускают внутрь без фиксации в свободном положении.

Рис. 16 Как устанавливать в трубу ПНД своими руками нагревательный кабель

Наружный монтаж кабеля на поверхностных трубопроводах

В индивидуальном хозяйстве иногда возникает необходимость в утеплении отдельных участков поверхностных трубопроводов из металла, при этом необходимо соблюдать следующие рекомендации:

  • Для обеспечения более плотного контакта металлические трубы должны быть очищены от ржавчины, окалины, грязи, фиксация кабеля производится при помощи хомутов или металлизированной клейкой ленты.
  • Часто используется совмещенная навивка на трубопровод – на прямых участках провод располагают линейно, в местах установки запорной арматуры его наматывают по спирали.
  • Существуют различные методы наматывания проводов, имитирующие спиральную намотку (волна), их используют на трубопроводе и вентильных запорах в различных вариантах. При монтаже кабеля необходимо соблюдать следующие условия:
  1. диаметр изгиба не должен быть менее его 6 диаметрам, а нагрузка на растяжение не более15 – 25 кг в зависимости от модификации.
  2. Температура воздуха при монтаже не должна опускаться ниже -5 С – в большинстве случаев при таких температурных показателях работа с холодным проводом затруднена из-за того, что он становится жестким и плохо гнется, неплотно прилегая к нагреваемой поверхности.

Рис. 17 Наружный монтаж и фиксация электронагревательного кабеля

Виды фиксации нагревательного кабеля

Основной метод фиксации проводов на пластиковых трубопроводах – приклеивание при помощи фольгированного скотча, который располагают под проводом и на его поверхности. Такой же метод можно применить и для крепления к металлическим поверхностным трубопроводам, или воспользоваться помощью изоленты. Во многих случаях пластиковую трубу полностью обматывают металлизированным скотчем – это способствует повышению теплоотдачи и равномерному прогреву всей поверхности.

Во избежание нарушения контакта провода в трубопроводе при потере клеящей лентой своих свойств, его дополнительно фиксируют пластиковыми стяжками, при этом запрещено использовать металлические хомуты без прокладок, острые края которых могут повредить кабельную оболочку.

Рис. 18 Подсоединение к питающему напряжению с помощью термоусадочных трубок

Подключение греющего кабеля к сети и управление температурой

На рынке чаще всего можно встретить модификации кабельных нагревателей в комплекте терморегуляторами, при этом длина кабеля, который подключен к нагревательным элементам через специальные герметичные муфты, не превышает 3 – 5 метров.

При обогреве трубопроводов терморегулятор устанавливают в удобном защищенном от вредных факторов окружающей среды месте как можно дальше (жилой дом), при этом возникает необходимость в герметичном соединении короткого кабеля с длинным проводом, идущим от дома. Для этого используют бытовой фен, специальные муфты и зажимы, монтажные работы проводят следующим образом:

  1. Обрезают проводники соединяемых кабелей на разном расстоянии (лесенкой) и освобождает от изоляции на длину 10 мм.
  2. Одевают на каждый проводник термоусадочные муфты, сверху на кабеле размещают общую муфту большого диаметра.
  3. Вставляют концы проводов в гильзы и зажимают с одной стороны плоскогубцами, после ввода вторых концов гильзу обжимают и с другой стороны.
  4. Натягивают на провода внутренние муфты малого диаметра и обогревают их феном, после сжатия одевает на место соединения наружную муфту и также греют ее феном.
  5. В саморегулирующихся кабелях необходимо герметизировать два конечных провода, для этого их обрезают лесенкой, одевают наверх специальную термоусадочную муфту с закрытым торцевым концом и нагревают ее феном.

Для управления температурой нагрева используется термостатический регулятор, который размещают в удобном месте недалеко от электрического щитка, для повышения безопасности в его цепь устанавливают автоматические отключающие устройства УЗО, размыкающие цепь при возникновении в линии короткого замыкания.

Рис. 19 Терморегуляторы, к которым подсоединен нагревательный кабель

Терморегуляторы и датчики для греющего кабеля

Терморегуляторы позволяют в несколько раз сократить расходы на электроэнергию при использовании кабельных подогревателей, с их помощью можно настроить пределы температур включения и отключения в зависимости от сфер применения.

Выпускаемые терморегуляторы в зависимости от их назначения делят на несколько групп:

  • для теплых полов,
  • борьбы с обледенением на крышах,
  • для обогрева водопровода и канализации,
  • поддержания тепла в трубопроводах с горячей водой.

Основное отличие всех видов терморегуляторов – температурные пороги срабатывания, при использовании в скважинах температуру включения устанавливают в пределах +2 – +3 градуса, отключения – +10 С, для экономии электроэнергии пороговые значения можно понижать. В наружные системы для борьбы с обледенением крыш устанавливают термодатчики с порогами срабатывания от -15 до +5 С.

Терморегуляторы изготавливают в виде ручных или сенсорных устройств, при использовании нескольких проводных систем обогрева устанавливают многоканальные устройства, температурный порог которых меняется в широких пределах.

Выпускаемые промышленностью термические датчики с двумя проводами и трубкой на конце отличаются принципом действия, наиболее популярны резистивные и полупроводниковые виды. Принцип работы первых основан на изменении электрического сопротивления резистора в зависимости от температуры, в полупроводниковых устройствах при изменении температурного режима меняются характеристики p-n-перехода.

В обоих случаях проходящий через резистор или полупроводник электрический ток меняет свое значение от температуры, а электрический сигнал от датчика управляет работой электронной схемы, подающей питание на нагревательный кабель.

Следует отметить, что современные полупроводниковые устройства работают в широком линейном диапазоне температур от -55 до +150 С, имеют высокую точность измерений около 2% и реакцию на изменение температур в 0,125 С.

Рис. 20 Способы теплоизоляции

Теплоизоляция греющих кабелей

При укладке снаружи обязательно используют тепловую изоляцию – она предотвращает уход тепла от кабеля в окружающую среду, повышая тем самым эффективность обогрева. При погружении в землю используют жесткие виды водостойких изоляционных скорлуп из пенопласта, пеноплекса или пенополиуретана.

При наружной прокладке трубопроводов на их изоляцию не оказывается давление землей, можно смонтировать канализационный вход в дом с подогревом, используя мягкие материалы – вспененный полиэтилен, все виды минеральных ват, стекловату. Также следует учитывать, что толщина защитной оболочки утеплителя при наружной прокладке должна быть больше подземного варианта.

На что обратить внимание при выборе греющего кабеля

При выборе греющего кабеля для труб учитывают следующие факторы:

  • Принцип действия. Недостатком резистивных кабелей является их равномерная температура нагрева по всей длине. В целях экономии электроэнергии лучше использовать на трубах под землей саморегулирующийся кабель. К тому же его конструкция при отсутствии выносного датчика удобна для расположения внутри трубопроводов, а минимальной мощности устройства в 10 Вт. на погонный метр достаточно для его линейного размещения под землей в теплоизолирующей оболочке.
  • Мощность. Для наружного обогрева используют устройства с большой мощностью, наилучшими показателями обладают линейно-кабельные модификации со спиралевидной намоткой нагревательного провода внутри.
  • Изоляция. При внутреннем расположении в водопроводах следует использовать устройства с изоляцией из пищевого пластика, лучше выбирать модификации с медным экраном – наличие элемента снижает помехи и защищает пользователя от поражения электрическим током при повреждении. Также оплетка из медных луженых проволок способствует более интенсивному отводу тепла от нагревательных жил или матриц.
  • Производитель. На рынке представлен широкий ряд моделей нагревательных кабелей от различных производителей, среди зарубежных поставщиков известностью пользуется продукция фирм Raychem, Nelson, Lavita, Ensto, Devi, на строительном рынке реализуется широкий ряд кабельный нагревательной продукции от отечественного производителя – компании из подмосковья Специальные системы и технологии ССТ.

Рис. 21 Таблица зависимости мощности нагревателя от диаметра трубы и толщины изоляции

Использование греющего кабеля для канализации и водопровода является наиболее эффективным методом борьбы с обледенением, ведь любая тепловая изоляция не обогревает трубопровод, а лишь увеличивает время его замерзания. Появившиеся в последнее время на строительном рынке саморегулирующиеся кабели чуть дороже и более эффективны по сравнению с резистивными устройствами, они являются оптимальным вариантом при опускании в водопровод.

montagtrub.ru

Монтаж саморегулирующегося нагревательного кабеля

С холодной улицы мы всегда спешим в теплый дом, где сможем насладиться приятным общением за кружечкой горячего чая. Но мерзнем не только мы, но и все, что нас окружает. Будет весьма неприятно обнаружить, что труба, которая подает воду, замерзла. Так случается, если она находится очень близко к поверхности. Чтобы такого не происходило, необходимо выполнить монтаж саморегулирующегося нагревательного кабеля.

Принцип работы

Устройство кабеля

Вы, конечно, можете возразить и сказать, что трубу нужно просто укладывать глубже и все будет в порядке. Мы не можем с вами не согласиться, но бывают случаи, когда по некоторым причинам это невозможно. Например, очень близкое расположение грунтовых вод, очень твердый грунт с каменистыми включениями, наличие каких-либо других коммуникаций на большей глубине.

Почему этот провод называют саморегулирующимся, и по какому принципу происходит нагрев? Здесь нет никаких привычных для нас ТЭНов или спиралей, ведь они бы только нанесли вред всей конструкции. Все происходит благодаря полупроводниковой прослойке, которая находится между медными жилами.

Материал, из которого она изготовлена, имеет интересные особенности. Возможно, вы знаете, что идеальным проводником считается вещество, которое, находясь при температуре абсолютного нуля (-273º C), теряет сопротивление и способно передавать ток без потерь. Но в реальных условиях все происходит немного иначе. Каждый проводник обладает определенным сопротивлением, если его нагревать, то сопротивление возрастает, если остудить – происходит обратный процесс. Именно таким образом и функционирует матрица. Чем холоднее пространство, в котором находится греющий кабель, тем меньше сопротивление матрицы и тем выше становится его мощность и температура, а при повышении температуры окружающей среды все происходит с точностью до наоборот.

Принцип работы матрицы Обратите внимание! Интересная особенность – каждый участок кабеля является независимым и может подстраиваться под конкретную температуру. Например, если уложен провод в 10 м, и на 5 м отрезка температура будет –10, а на 8 – +2, то мощность обогрева будет для них разной.

Выбор подходящего варианта

Чтобы избежать лишних расходов, важно сделать правильный выбор кабеля под конкретные потребности. Мощность может быть самой различной: начиная от 5 Вт на метр и заканчивая 150 Вт на метр. Если выбрать слишком производительный вариант, то можно попросту расплавить пластиковую трубу. При недостаточной мощности не будет никакого эффекта. Основное значение для ПП трубы – 10 Вт на м, а для металлической – 20‒30 Вт на 1 м.

Способы монтажа

Наружный монтаж

Приятным бонусом этого проводника является то, что нет необходимости изготавливать отрезки определенной длины или укорачивать его только по нанесенным меткам. Все намного проще – где откусили, там и хорошо. Различают несколько способов монтажа:

  • внутри трубы;
  • снаружи сверху или снизу, а также витками.

Перед сборкой важно убедиться, что в наличии есть все составляющие, которые нам понадобятся: кабель, терморегулятор, который будет производить автоматическое отключение при достижении заданной температуры, комплект изоляции и термоусадочной трубки, комплект из фитингов для внутренней установки.

Расположение внутри трубы

Схема размещения внутри трубы

Этот метод размещения греющего кабеля является достаточно эффективным. Проводник контактирует непосредственно с жидкостью и в случае замерзания не будет необходимости вначале разогревать трубу, которая впоследствии будет топить лед. Зная составляющие кабеля, можно переходить к практическим действиям:

  • Определитесь, где у вас будет смонтирован терморегулятор. Начать лучше с него, это упростит дальнейшие замеры. Для его установки применяется специальный бокс с Din-рейкой. Подведите к нему питание. Если вы укладываете несколько метров греющего элемента, тогда на проводку будет достаточно кабеля с сечением 0,5 мм2. Если вы планируете прокладывать большие объемы, тогда произведите расчёты исходя из того, что на каждые 2 кВт необходимо будет увеличить сечение подающего кабеля на 1 мм2.
  • Отрежьте необходимый метраж кабеля.
  • Аккуратно надрежьте верхний слой изоляции. Не переусердствуйте, чтобы не зацепить заземляющую оплетку. Чтобы определиться, какую ее часть необходимо снять, замеряйте расстояние, которое вам необходимо для подключения токопроводящих жил к терморегулятору.
  • Соберите оплетку в одну жилу, оденьте на нее изолирующий кембрик или замотайте изолентой, закрепите медный наконечник.
  • Снимите внутренний слой изоляции.
  • Разделите токопроводящие жилы, заизолируйте каждую и оденьте соединительные наконечники.
  • Теперь необходимо заизолировать конец, который будет помещен в трубу. Сделайте прямой надрез. И снимите приблизительно 10 мм изоляции.
  • Отрежьте экранирующую жилу.
  • Чтобы кабель не закоротил, сделайте одну токопроводящую жилу на 5 мм короче другой.
  • Оденьте термоусадочную трубку, но так, чтобы она не налезла на внешний слой изоляции. Прогрейте феном.
  • Установите пластиковый или резиновый наконечник, который идет в комплекте.
  • Сверху на наконечник наденьте кусок термоусадочной трубки, которая больше по диаметру и прогрейте ее феном.
  • Теперь через тройник, проденьте кабель и разместите его внутри трубы, чтобы зафиксировать его воспользуйтесь набором с фитингами.
  • Подключите кабель к терморегулятору и радуйтесь результату.

Первые 6 шагов будут повторяться при любом виде установки.

Внешнее расположение

Схема наружного размещения кабеля

Для обеспечения большей безопасности провод можно уложить линейно или спирально вместе с трубой. Процесс подключения и изоляции вам уже известен. Лучше всего, если есть возможность уложить греющий кабель под трубу, но не под само основание, а немного со смещением, тогда патрубок сможет служить защитой при проседании грунта или внешнем давлении. Если это не будет проезжая территория, то монтировать его можно и сверху. В этих случаях длину рассчитать очень просто – она будет соответствовать фактическому отрезку участка. При спиральной укладке, необходимо будет учитывать коэффициент, который приведен в таблице ниже. Чтобы исключить смещение нагревательного элемента, его необходимо закрепить. Делать это следует через каждые 30 см.

Используйте изоленту или пластиковые хомуты, которые смогут выдержать температуру. Не применяйте металлический расходный материал, ведь он может повредить изоляцию и привести к короткому замыканию.

Если труба пластиковая, то необходимо уложить слой фольгированного скотча, который будет способствовать равномерному распределению температуры, точно так следует отделить утеплитель.

Обратите внимание! Труба обязательно должна быть в утеплителе, иначе все тепло просто будет рассеиваться в окружающую среду.

Утепление кровли

Греющий кабель на кровле

Область применения греющего кабеля достаточно широка и не ограничивается трубами. Его установка будет очень полезной для кровли по следующим причинам:

  • На скатах не будет задерживаться снеговой покров.
  • Будет исключено образование сосулек, которые могут нанести вред людям и животным.
  • Будет сохранена большая часть тепла внутри помещения.
  • Желоба не будут забиты, что способствует свободному стоку талой воды.
  • Не будет скапливаться лишняя жидкость, которая повредила бы покрытие.
Монтаж на кровле Обратите внимание! Помните, что активно использовать греющий кабель лучше только в осенний и весенний период. Если вы хотите сделать это зимой, то температура окружающей среды должна быть не ниже -15º C. В противном случае вы повредите как провод, так и кровлю.

Практические советы

Возможен монтаж на крыше и в водостоках

Вот некоторые правила крепления саморегулирующегося нагревательного кабеля на кровле:

  • Внимательно осмотрите свою ливневую систему. Если есть потребность, установите дополнительные желоба.
  • Если водостоки пластиковые, то кабель необходимо подбирать с мощностью не более 17 Вт на 1 м.
  • Укладку лучше производить начиная с лотков.
  • Если известно, что в вашей местности обычно выпадает большое количество осадков, то потребуется уложить кабель в несколько рядов.
  • Особое внимание следует обратить на соединения желобов и отводящих труб. Эти места лучше усилить дополнительными витками, чтобы ускорить оттаивание.
  • Далее греющий кабель располагают на нижней части кровли. Фиксировать его необходимо в форме змейки. Высота каждого витка составляет 30‒40 см.
  • При наличии коллекторной системы отвода, важно, чтобы нижняя часть кабеля доходила до места перехода трубы в слив – ниже уровня замерзания. Тогда вода не будет скапливаться возле фундамента.
  • После того как уложена основная линия, монтируются температурные датчики.
  • Когда вся система готова, производится ее соединение с терморегулятором, который будет автоматизировать весь процесс функционирования.
Обратите внимание! Процесс изоляции и герметизации точно такой же, как это было описано в случае с установкой внутри труб.

Крыльцо

Обогрев крыльца

Было бы неприятно выйти из дома и вместо того, чтобы поехать на работу поскользнуться и попасть в больницу. Чтобы такого не происходило, важно избегать образования льда на таких участках. В этой ситуации тоже сможет помочь термокабель. Для его укладки потребуется:

  • Определить площадь обогрева. Но учитывайте только свободную площадь. Места, на которых будут находиться какие-либо предметы, греть не стоит. Возможно, вы захотите обогреть только определенный участок, а не все крыльцо.
  • Подготовить поверхность. Если у вас уже уложена плитка, то ее необходимо будет демонтировать. Хотя это необязательное условие, если есть возможность поднять пол на величину будущей стяжки.
  • Чтобы определить шаг, по которому будет идти укладка, необходимо площадь обогрева умножить на 100 и разделить на длину кабеля (R=(S×100)/L). Длину кабеля можно узнать, сделав следующие расчеты: выбрать общую мощность обогрева, после этого разделить ее на площадь, так вы узнаете единицу мощности на 1 м2.
  • Как подложка укладывается теплоизоляция.
  • После установки заливается стяжка. Ее величина с покрытием не должна быть больше 5 см.
  • Механизм подключения к терморегулятору точно такой же, как и в предыдущих случаях.
Как сделать теплое крыльцо Обратите внимание! Ни в коем случае не заливайте датчик температуры раствором. Уложите его в кусочек гофрированной трубы или другой контейнер. Он должен быть достаточно герметичным. Это необходимо для правильного определения значений и корректного функционирования.

Как вы увидели, греющий кабель может стать очень практичным решением для многих задач. Вы сможете обезопасить свое здоровье и увеличить комфорт. Расходы на реализацию подобных идей намного ниже, чем ликвидация последствий непредвиденных ситуаций.

Видео

Смотрите видео по монтажу обогрева крыльца:

stroysvoimirukami.ru

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

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 и принцип работы

Назначение нагревательных кабелей позволяет охватывать как разнообразные сферы промышленной деятельности, так и решать различные бытовые задачи. Наиболее часто нагревательный кабель используется для:

  • Обогрева помещений или сооружений с малой кубатурой, включая декоративные комнаты, террариумы, шахты и колодцы;
  • Нагревания всего или только участка трубопровода, водопровода, канализации и других объектов, расположенного на открытом воздухе или в не отапливаемом помещении;
  • Разогрева замороженных объектов при выполнении на них каких-либо технологических операций;
  • Защиты от замерзания воды или для предотвращения скопления влаги;
  • Предотвращения образования льда или отложения снега;
  • Поддержания температуры какого-либо объекта в заданных пределах.

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:

Q = I2 * R * t

Где:

  • Q – величина выделяемой тепловой энергии;
  • I – величина тока, протекающего по нагревательному кабелю;
  • R – омическое сопротивление элемента;
  • t – время подключения кабеля к электрической сети.

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.

Виды

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:

  • Внешнюю оболочку, защищающую внутренние элементы от воздействия окружающей среды.
  • Токоведущие жилы, на которые подается напряжение от внешнего источника.
  • Экранирующая оплетка, защищающая окружающие коммуникации от электромагнитного излучения самого кабеля.
  • Слой внутренней изоляции для электрического разделения токоведущих элементов от металлической оплетки для экранированных кабелей или от внешних конструкций при отсутствии экрана.
  • Полупроводниковая матрица, представляющая собой непосредственно сам греющий элемент.
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.

Особенности монтажа

При прокладке нагревательного кабеля важно соблюдать ряд правил, а именно:

  • Температура окружающей среды на этапе монтажа системы обогрева должна быть не ниже +15ºС.
  • Фиксацию на поверхности следует производить таким способом, чтобы не повредить конструктивные элементы нагревательных участков (заводскими фиксаторами, специальным скотчем, герметиком, мягкими накладками, хомутами и т.д.).
  • При формировании трассы или сетки необходимо обеспечивать достаточную площадь обогрева для конкретного объекта в зависимости от его параметров.
  • При поворотах нужно следить, чтобы радиус изгиба не  превышал шести его диаметров.
  • После завершения укладки обязательно проверяйте целостность изоляции и жил путем прозвонки и измерения уровня сопротивления.

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.

Области применения

Нагревательный кабель применяется для обогрева таких конструктивных элементов:

  • теплых полов – как в бытовых (ванных и кухнях), так и в производственных помещениях;
  • крыш зданий, где возникает угроза образования сосулек или скопления снежных масс над тротуарами или пешеходной зоной;
  • различных трубопроводов в системах водоснабжения, канализации, отопления и т.д.;
  • емкостей и резервуаров для хранения жидких веществ;
  • систем водоотведения и дренажа;
  • подогрева ступенек зданий, тротуаров и технологических проходов;
  • нагревательных матов, ковриков и дорожек;
  • аквариумов и террариумов для домашних питомцев.

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

Область применения Требуемая  температура, °С Удельная мощность, Вт/м2. Суммарная мощность, кВт
Тепловые барьеры в камерах промышленных холодильников 2-5 3 – 15 0,5-5
Обогрев антенн спутниковой связи 2-5 200-300 2-15
Обогрев ванн обезжиривания 30-50 200-400 0,5-3
Обогреваемые линии изготовления бетонных изделий 40-60 300 20-50
Обогрев плит прессов 40-150 300-1000 2-10

www.asutpp.ru


Смотрите также