Электронагревательный кабель. Зимняя защита для водопровода: саморегулирующий греющий кабель. Греющий кабель своими руками: инструкция по изготовлению

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.

Зачем нужен греющий кабель

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.

Конструкция и сфера применения

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).

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:

1. Внутренняя металлическая жила или набор токопроводящих элементов. Для изготовления деталей используются сплавы с повышенным сопротивлением, что обеспечивает нагрев элементов при прохождении электрического тока. Сверху жилы покрыты слоем изолирующего материала, сохраняющего защитные характеристике при циклических прогревах.
2. Защитный экран, расположенный вокруг нагревающих жил. Деталь изготовлена из алюминиевой фольги или медной сетки, предотвращающей формирование электромагнитных помех при подаче напряжения. Для улучшения характеристик медную оплетку покрывают тонким слоем никеля, под металлическим экраном размещается дополнительный слой диэлектрика.
3. Наружный защитный слой из эластичного материала, сохраняющего характеристики при низких температурах. Термокабель для обогрева труб, предназначенный для эксплуатации в условиях Севера, оснащается защитным слоем с увеличенной толщиной.

Разновидности нагревательного кабеля

Для электрического обогрева трубопроводов используются 2 разновидности шнуров:

• резистивные;
• саморегулиремые.

Резистивный

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.

Саморегулируемый

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:

• на диаметр магистрали и протяженность участка, нуждающегося в обогреве;
• на минимальную температуру грунта на глубине залегания водопроводной магистрали.

Для правильного расчёта мощности кабеля изучите видеоматериалы:

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:

1. 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.
2. 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.
3. Изделия Thermon выпускаются американской компанией. Оборудование отличается простотой монтажа и пониженным энергопотреблением. Компания предлагает изделия с саморегуляцией температуры.
4. 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.
5. 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:

На вопрос, что такое резистивный греющий кабель, буду отвечать с самого начала.

1. Резистивный кабель - электрический. То есть, для выполнения своих задач, о которых ниже. Его нужно подключить к электропитанию, включить в электрическую сеть 220 Вольт.
2. Этот кабель греющий. Это значит, что при включении его в электрическую сеть, он начинает нагреваться. Процесс нагрева резистивного кабеля не является аварийной ситуацией. Это нормальный режим работы греющих кабелей, основанный на их характеристиках.

Как устроен

Если вы хотя бы немного знакомы с электрическим током, то должны знать, что прохождение электрического тока по любому проводнику, связано с выделением тепла на этом проводнике. Количество выделенного тепла прямо пропорционально электрическому сопротивлению проводника и описывается законом Джоуля-Ленца.

В контексте статьи, для нас в этом законе важно, что чем больше сопротивление проводника, тем больше тепла выделится на нём при прохождении электротока.

Именно это физическое свойство легло в основу работы и конструкции резистивного кабеля. Само его название, резистивный, происходит от слово резистор (сопротивление).

По конструкции резистивный кабель это тонкие металлические жилы, изготовленные из материала с большим электрическим сопротивлением. Жилы очень тонкие. В конструкции кабеля их может быть либо две, это двухжильный резистивный кабель, либо одна, это одножильный резистивный кабель.

Для электрической безопасности, как положено по правилам ПУЭ, жилы кабеля окружены материалом, не пропускающим электричество. Этот диэлектрик называется изоляцией кабеля. Кроме диэлектрических свойств, изоляция резистивного кабеля имеет отличную устойчивость к высоким температурам. Это понятно, так как кабель в нормальном рабочем процессе греется.

Кроме тепла, прохождение электрического тока по проводнику, создает вокруг проводника электромагнитные поля, которые являются помехами в работе многих электрических приборов и от части, вредны для человека. Для снижения влияние этих полей, резистивный греющий кабель, помещают в металлическую оплётку. Она же (оплётка) усиливает механическую защиту тонкой жилы кабеля.

Стоит отметить и это важно, что электрические помехи двухжильного резистивного кабеля , значительно ниже одножильного. Связано это с разнонаправленными магнитными полями двух жил, которые гасят друг друга при работе кабеля.

Всю описанную выше конструкцию резистивного кабеля помещают в единую оболочку, которая завершает герметичную конструкцию греющего кабеля(3, 4 на фото). Изготавливают оболочку из термостойких полимерных материалов.

Обратите внимание, что в конструкции самых дешевых одножильных резистивных кабелей, может не быть металлической оплётки (2). Просто, одна металлическая, чаще стальная, жила покрытая термостойким пластиком. Самый дешевый кабель без экрана продается на отрез и стоит около 100 рублей за метр.

Особенности одножильных греющих кабелей

О первой особенности одножильного греющего кабеля я уже сказал, это высокий электромагнитный фон. Поэтому приобретая такой кабель для применения внутри помещений, наличие медной оплётки обязательно.

Вторая особенность резистивного кабеля с одной греющей хилой, это необходимость подключения кабеля к электропитанию с двух разных концов. А это проще всего сделать, закольцевав прокладку кабеля. То есть, одножильный греющий кабель нужно укладывать по замкнутой трассе, что не всегда удобно. Или тянуть вместе с кабелем дополнительный питающий провод, что возможно при обогреве кровли, но нереально при обогреве полов.

Плюсы 2-х жильных греющих кабелей

class="eliadunit">

В отличие от одножильных, двухжильные греющие кабели можно подключать к электропитанию с одного конца. На втором конце жилы кабеля просто соединяют специальной муфтой или в более современных вариантах, соединяют, используя технологию соединений без муфт.

Этот несомненный плюс двухжильных греющих кабелей значительно упрощает их монтаж, расширяет диапазон применения, однако увеличивает цену, приблизительно 180 рублей за метр против 120 рублей.

Где используется

Резистивный греющий кабель используется для обогрева :

• Трасс водопровода;
• Кровель;
• Водяных стоков;
• Лестниц и ступенек;
• Устройства электрических теплых полов;
• Производства тепловых матов для пола.

Производители

В продаже можно найти следующих производителей резистивных кабелей, компании:

• ССТ (Специальные Системы и Технологии) Россия;
• Heatus (Ю.Корея); Lavita (Ю.Корея); Fine (Ю.Корея); Handy Heat (Дания); Nexans (США); Nelson (США); Devi (Дания); Raychem (США); Hemstedt (Германия); Shtein (Германия); Thermo (Швеция); HeatUp (Малайзия).

Теплые полы с резистивным греющим кабелем

Комплекты теплых полов с резистивным греющим кабелем продаются заводскими комплектами заданной длины. Связано это с трудностями самостоятельного электрического монтажа кабеля из-за тонкости жил и сложностями их качественных соединений.

Каждая длина комплекта рассчитана на определенную площадь помещения. Покажу для примера таблицу соответствий площади-длины-мощности одного производителя.

Комплект кабельного теплого пола включает сам кабель, с присоединённым «холодным» концом для подключения и соединением концов в двухжильном варианте кабеля.

Защита водопроводных и канализационных труб в зимнее время нередко выходит на первый план, особенно в регионах со сложными климатическими условиями. Иногда требуется установить саморегулирующий греющий кабель для водопровода, если была допущена ошибка при расчете глубины промерзания грунта. В зависимости от системы обогрева провод может проходить как по наружной, так и по внутренней части трубы. Последствиями промерзания коммуникационных каналов могут быть критическими, ведь замерзшая вода имеет свойство расширяться, что влечет прорывы трубопровода торосами льда.

Читайте в статье:

В чем заключается необходимость обогрева труб

Водопроводные коммуникации, работающие в условиях пониженных температур, нуждаются в постоянном обогреве, ведь вода в них не всегда находится в движении. В моменты простоя на некоторых участках трубопровода могут образовываться ледяные включения, и препятствовать дальнейшему движению воды. Когда площадь промерзания достигнет определенных размеров, произойдет прорыв. Нагревательный кабель для водопровода способен предотвратить эту проблему на стадии появления первых льдинок. В отличие от резистивных проводов для прогревания труб, которые находятся под постоянным напряжением и потребляют достаточно много электроэнергии, саморегулирующий кабель имеет особенности, позволяющие ее сэкономить.

Главной отличительной чертой саморегулирующего провода от резистивного является подача усиленного напряжения лишь на те участки трубопровода, температура на которых опустилась ниже заданных показателей. Хотя саморегулирующий греющий кабель для водопровода тоже постоянно находится под напряжением, но оно практически вдвое ниже, чем питающее резистивный проводник.

Саморегулирующий греющий кабель для водопровода: устройство и применяемые материалы

Данное приспособление для обогрева водопроводных труб имеет сложную, многослойную структуру:

• медные проводники (возможно применение сплава Ni Cr) – по ним передается напряжение, провода состоят из множества тонких сплетенных жил;

• проводящая матрица – она изготовлена из углеродного волокна, по которому от медных проводников распространяется напряжение и тепло;

Мнение эксперта

Инженер-проектировщик ЭС, ЭМ, ЭО (электроснабжение, электрооборудование, внутреннее освещение) ООО "АСП Северо-Запад"

“Углерод в зависимости от температуры окружающей среды способен изменять свои проводящие свойства. Поэтому углеродная проводящая матрица является основным элементом саморегулирующего кабеля. При понижении температуры трубы на определенном участке, волокно остывает, а его способность проводить ток поднимается. За счет этого кабель подогревается только в нужных местах и в момент критической опасности.”

Благодаря свойствам углеродного волокна изменять проводящие характеристики под воздействием изменений температуры, достигается максимальная экономичность.

Важно! Использование для саморегулирующих кабелей медных проводников из жесткого провода нецелесообразно, ведь при частом изгибе такая проволока быстро приходит в негодность.

Греющий саморегулирующий кабель для обогрева труб: простота и экономия

Использование саморегулирующего греющего провода для водопровода избавит от нужды применения температурных датчиков, которые часто выходят из строя. Для подключения к сети такого кабеля не требуется никакого дополнительного оборудования.

В длительной перспективе использование саморегулирующего греющего кабеля для водопровода будет экономически выгоднее, чем применение резистивного, хотя его цена и выше, ввиду сложной конструкции и применяемых в изготовлении материалов.

Единственное достоинство резистивного проводника, в том, что использование его для уже замерзших труб будет не менее эффективно. Но на практике это встречается редко, ведь если труба полностью промерзла то, скорее всего она уже испорчена.

Главные достоинства саморегулирующего кабеля

Основные преимущества саморегулирующей греющей проводки для водопровода можно рассмотреть на примере сравнения с резистивной:

• Устойчивость к перепадам температур. Резистивный провод часто выходит из строя, когда температура на одном участке трубы опускается ниже, чем на остальной ее протяженности. В результате этого, сопротивление кабеля в самом слабом месте или вблизи с холодной зоной трубопровода возрастает и происходит его перегорание;
• Стойкость к скачкам напряжения. Это еще одна причина частого выхода из строя резистивных кабелей, но саморегулирующие проводники от таких перепадов защищены лучше и способны дольше работать в условиях повышенного напряжения;
• Безопасный перехлест провода. Несколько слоев изоляции в купе с металлическим экраном полностью предотвращают возможное соприкосновение проводников. Благодаря этому качеству саморегулирующие кабеля можно использовать для обогрева задвижек и другого запорного оборудования;
• Удобный контроль температуры при помощи терморегулятора для греющего кабеля;
• Возможность изменения длины провода. Резисторные проводники имеют определенную длину, изменять которую нельзя.

Важно! Хоть изменение длины провода считается нормальной практикой, но сильное увеличение его размеров невозможно. Максимальная длина такого кабеля может достигать 100-150 метров, в зависимости от сечения медного проводника.

Важные моменты при выборе

При покупке греющего кабеля необходимо понимать, для каких целей он будет служить, выбор провода должен быть сделан учитывая:

• назначение трубопровода (водопровод или канализация);
• материал, из которого изготовлена труба (пластик, металл);
• диаметр и длина трубы;
• свойства используемой термоизоляции.

Статья по теме:

В нашем обзоре мы рассмотрим зачем нужен кабель, какую роль он сыграет в зимнее время, принцип действия, особенности монтажа, средние цены, полезные советы и рекомендации специалистов.

Методика расчета

Строительное правило – СП 40-102-2000, рекомендует укладку водопроводного и канализационного трубопровода на глубине превышающей уровень промерзания грунта. Однако существуют объективные причины, под влиянием которых сделать это не удается (глубина промерзания в зимний период слишком большая или структура грунта не позволяет углубиться в достаточной степени). В таком случае рекомендуется использовать саморегулирующийся нагревательный кабель или его резисторный аналог.

Для начала расчета необходимого саморегулирующего кабеля надо иметь данные о:

• удельной мощности провода (указана в маркировке);
• размеры обогреваемой трубы;
• свойства теплоизоляционного материала и его толщина;
• минимальную температуру окружающей среды.

Расчет производится по формуле:

L каб = K зап × L тр × Q уд / P уд, где

L каб – рассчитываемая длина саморегулирующего кабеля;

K зап – коэффициент запаса;

L тр – обогреваемая длина участка трубы;

Q уд – удельная потеря тепла, зависит от диаметра трубы, толщины теплоизоляции, а так же разницы температур проточной воды и окружающей среды;

P уд – максимальная мощность кабеля.

Но для домашних целей можно применить простую методику определения мощности провода, так для труб диаметром до 32 мм, хватит 16 Вт/м. Трубопровод диаметром до 110 мм, способен обогреть кабель мощностью 24 Вт/м.

Как подключить греющий кабель к сети и закрепить на трубе

Монтаж греющего кабеля на металлическую трубу, диаметром до 50 мм

Рисунок	Действия
	Саморегулирующий греющий кабель для водопровода прикладывается к верхней части трубы, по всей ее длине.
	Сверху фиксируется алюминиевой самоклеящейся лентой. Важно достичь максимально плотного прилегания провода к поверхности трубы.
	Когда весь провод приклеен, следует усилить фиксацию пластиковыми стяжками, через каждые 20 см.
	Поверх трубопровода надевается теплоизоляционный материал. Он нужен для сохранения вырабатываемого тепла.
	Шов по краям теплоизоляции должен быть заклеен алюминиевой лентой.
	Если труба крепиться при помощи хомутов, то провод должен быть уложен на стыке, между его резиновыми прокладками. Это позволит избежать повреждений, даже при плотной фиксации хомута.
	В случае, когда требуется обеспечить обогрев крана или задвижки, провод даже для малого диаметра трубы должен быть обмотан вокруг указанного узла и плотно зафиксирован стяжками.

Фиксация саморегулирующего кабеля на пластиковую трубу диаметром до 20 мм

Рисунок	Действия
	Трубу следует заблаговременно обклеить алюминиевой лентой. Это необходимо для лучшего распределения тепла от провода.
	Уложить провод вдоль трубы и пустить поверх него алюминиевую ленту. Холодная вода всегда вытесняется теплой к верхней зоне трубы, именно поэтому проводник укладывается сверху.
	Зафиксировать при помощи стяжек. Это важно сделать, так как алюминиевая лента держит кабель не так надежно, как требуется, и может быть случайно оторвана при физическом контакте.
	Далее крепиться теплоизоляция по тем же правилом что и выше.

Трубы диаметром свыше 50 мм, необходимо обматывать проводом таким образом, что бы обеспечить обогрев всей их площади.

Греющий кабель для водопровода внутри трубы: монтаж

Рисунок	Действия
	Такой вид обогрева имеет место для труб большого диаметра, и используется зачастую для канализации. Возможна прокладка провода внутрь трубы, если доступ к ее поверхности закрыт (она закопана).
	Трубу необходимо утеплить снаружи термоизоляционным материалом.
	Все места стыков требуется обклеить алюминиевой лентой, для лучшего сохранения тепла.
	Греющий провод прокладывается по всей ее длине, он вводится и выводится при помощи специального сальника. Этот сальник призван сдержать давление воды.

Видеообзор: как смонтировать саморегулирующийся греющий кабель внутрь водопроводной трубы

Если диаметр трубы нуждающейся в обогреве менее 50 мм, но больше 32 мм, лучше сделать выбор в пользу более мощного провода.

Когда вы монтируете саморегулирующий проводник вдоль трубы и вам встретился узел, требующий более тщательной обмотки, проще будет, оставив запас кабеля и пройти дальше, зафиксировав его на оставшемся участке, а к сложным местам вернуться потом. Этот момент важен и для возможной последующей замены крана или задвижки. Сняв изоляцию и обрезав стяжки, провод высвободится, и снятию узла ничего не будет препятствовать.

Для труб большого диметра, кабель на которых фиксируется винтообразно, следует его обклеивать алюминиевой лентой как можно тщательнее, это уменьшит потери тепла.

Если вы хотите обогреть канализационную трубу, а они как правила диаметром не менее 100 мм, то пускать провод обогрева винтообразно не имеет смысла, так как большого напора воды там не бывает и вся жидкость движется по нижней части. Достаточно обклеить поверхность трубы алюминиевой лентой до середины диаметра снизу, а кабель пустить в две линии по низу.

Выводы

Исходя из перечисленных возможностей использования саморегулирующего обогревающего кабеля для водопровода, можно подводя итоги отметить:

1. Использование такого обогрева целесообразно, как по всей длине трубы, так и на отдельных участках подверженных чрезмерному охлаждению;
2. Экономически более выгодно применять саморегулирующий кабель обогрева, чем его резистивный аналог;
3. Обогревая саморегулирующим проводом крупные узлы (задвижки, фильтры, краны), можно не бояться перехлестов;
4. Эластичность кабеля позволяет монтировать его, как снаружи, так и внутри трубы, не вызывая перегибов;
5. Цена самогреющего кабеля для водопровода зависит от его мощности и фирмы производителя.
6. Углеродное волокно позволяет увеличивать напряжения, для обогрева самых холодных участков трубы.

Видеообзор: как проложить греющий кабель на трубу

Наша сегодняшняя тема - электронагревательные провода. Мы выясним, какие разновидности греющего кабеля можно встретить в продаже, где применяются системы кабельного обогрева и как они монтируются. Приступим.

Как известно, при протекании электрического тока через проводник с ненулевым сопротивлением выделяется тепло. Его количество пропорционально сопротивлению проводника и квадрату величины тока.

Полное количество теплоты может быть рассчитано по формуле Джоуля-Ленца Q= I 2 *R*t, в которой:

• Q - искомое количество теплоты в джоулях;
• I - ток в проводнике в амперах;
• R - полное сопротивление проводника в омах;
• t - время измерений в секундах.

Практическое следствие: чтобы уменьшить выделение тепла на проводнике, нужно минимизировать текущий через него ток. Сделать это без потери мощности можно, увеличив напряжение. Именно поэтому все ЛЭП - высоковольтные.

Однако проводник, разогревающийся при протекании тока, может быть использован и как источник тепла. По этому принципу работают все приборы прямого нагрева: электроплиты, обогреватели, бойлеры и т.д.

Частный случай такого прибора. Его особенность - нагрев до сравнительно невысоких температур (обычно в пределах 40°С).

Впрочем, как мы увидим позже, из этого правила есть исключения.

Грубый расчет температуры нагрева проводников может быть выполнен по формуле Q=c*m*(t2-t1), где:

• Q - выделяющаяся на проводнике за единицу времени теплота (она рассчитывается по приведенной выше формуле Джоуля-Ленца);
• с - удельная теплоемкость материала проводника (для меди при комнатной температуре она равна 380 Дж/(кг*С));
• m - масса проводника в килограммах;
• t2 - искомая температура после протекания тока;
• t1 - начальная температура проводника.

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 – 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

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:

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.

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.

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:

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:

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:

• – 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