Саморегулирующийся нагревательный кабель: виды, принцип работы, правила выбора

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

Описание

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

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

Изоляция

Преимущества и недостатки

Рассматривая нагревательный шнур, стоит выделить основные достоинства:

• безопасность использования,
• разнообразие моделей,
• значительная мощность,
• гибкость материала,
• выгодные цены,
• долгий срок службы.

Минусы:

• значительный диаметр,
• легко повреждается,
• невозможно произвести замену жилы.

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

Удар электрическим током

Разновидности и их принцип действия

Нагревательный провод отличается по количеству жил, выделяют такие типы:

• одножильный,
• двухжильный.

Классификация материалов в зависимости от схемы:

• минеральные,
• саморегулирующие,
• зональные.

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

Секции провода

Одножильный резистивный

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

Двухжильный резистивный

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

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

Резистивный провод

Зональный

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

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

Зональный тип

Саморегулирующийся

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

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

Саморегулирующий кабель

Особенности монтажа

При монтаже кабеля стоит придерживаться инструкции:

замер сопротивления;

отметка на полу;

закрепление сетки;

укладка кабеля;

фиксация сетки;

крепление монтажной коробки;

повторный замер сопротивления;

включение терморегулятора;

формирование цементной стяжки.

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

Монтажная лента

Основные правила применения

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

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

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

Концевая муфта

Лучшие производители нагревательного шнура

Если взглянуть на рынок, встречается продукция таких производителей:

• IN-TERM.
• HEMSTETD.
• FENIX.
• GRAY-HOT.
• ЭКСОН.
• NEXANS.

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

Бренд IN-TERM

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

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

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

Провода серии ADSV

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

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

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

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

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

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

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

Греющий саморегулирующийся кабель для водопроводных труб

Вода обладает одним интересным свойством – при замерзании она не сжимается, а наоборот, расширяется. Благодаря этому зимой лопаются водопроводные трубы, а в погребах в трескучие морозы взрываются банки с огурцами.

Поэтому пролегающие по уличной территории или неглубоко под землей трубы на зиму опустошают, чтобы они не полопались. Для их защиты применяются самые разные средства, в том числе и саморегулирующий греющий кабель для водопровода.

В это обзоре мы расскажем:

• Как работает саморегулирующий греющий кабель;
• Как его выбрать;
• Как смонтировать саморегулирующийся кабель;
• Как подобрать его длину.

Ознакомившись с представленным материалом, вы сможете защитить домашнюю систему водоснабжения от разрывов.

Саморегулирующийся кабель – это уникальное изобретение, представляющее собой гибкий провод, греющийся под воздействием электроэнергии.

При этом он обладает свойством регулировать собственную мощность, ориентируясь на окружающую температуру. То есть, чем холоднее атмосфера, тем горячее саморегулирующий кабель.

Он как бы приспосабливается к особенностям окружающей его среды, причем не по всей длине.

Принцип работы саморегулирующего греющего кабеля заключается в его внутреннем обустройстве. Грубо говоря, он состоит из трех основных частей:

Многослойная конструкция обеспечивает непревзойденную защиту и ударостойкость

• Металлические проводники – обеспечивают подвод электроэнергии;
• «Умная» полимерная матрица – именно она адаптируется под меняющиеся условия и вырабатывает тепло;
• Изоляция – тут используется целый «бутерброд» из нескольких материалов.

Ключевым звеном здесь является полимерная матрица. Именно она отвечает за саморегулирующие свойства. Причем буквально каждый ее сантиметр живет своей отдельной жизнью.

То есть, один отрезок может быть холоднее или наоборот, горячее другого. И все это без какой-либо электроники, без каких-либо датчиков и всего остального – только полимерная основа из «умного» материала.

Саморегулирующий греющий кабель для водопровода обладает еще одним интересным свойством – это произвольная длина. Мы можем взять прочные ножницы, перерезать его и опять включить в сеть – он будет работать как ни в чем не бывало.

Здесь работает буквально каждый миллиметр, поэтому его длина не имеет особого значения. В отличие от новогодней гирлянды, он будет продолжать работать даже при случайном обрыве.

Впрочем, саморегулирующий греющий кабель обладает достаточно прочной конструкцией, предотвращающей аварийные обрывы.

Прочие свойства саморегулирующего греющего кабеля:

«Умный» полимер в составе кабеля сам регулирует потребляемую мощность, что позволяет значительно экономить электричество

• Высокая механическая прочность – он работает от электроэнергии, а это значит, что он нуждается в прочной многослойной изоляции;
• Устойчивость к влаге – он спокойно работает в водной толще. Главное, заизолировать его конечную часть с помощью специальной термоусадочной пленки;
• Экономичность в потреблении электроэнергии – обеспечивается за счет саморегулирующихся свойств (вплоть до полного отключения).

Прочность саморегулирующего греющего кабеля обеспечивается его многослойностью. Первые два слоя – это медные проводники и «умный» полимер. Поверх них проходит изолирующий слой из полиолефина или фторполимера.

Следующий слой играет роль брони – здесь применяется медная оплетка. Завершает наш «бутерброд» еще один слой изоляции из полиолефина. Благодаря такой конструкции, саморегулирующийся нагревательный кабель получается очень прочным и выносливым.

Медная оплетка одновременно работает как защита от электромагнитного излучения – оно слабое, но все-таки есть.

Мы поговорили о принципе работы саморегулирующего греющего кабеля. Перейдем к следующему разделу – мы расскажем, как выбрать нагревательный провод по мощности. Для монтажа внутри трубы и снаружи мы будем использовать низкотемпературные образцы, которые нагреваются максимум до +60 градусов. Проводя расчет греющего кабеля, ориентируйтесь на следующие показатели:

Именно количество проводящих путей в кабеле влияет на его максимальную выходную мощность

• Внутреннее расположение при прохождении труб под землей – оптимальная мощность составит 5 Вт на погонный метр;
• Наружное расположение при прохождении труб под землей – в зависимости от глубины залегания, вы можете использовать образцы мощностью 10-15 Вт/м;
• Любое расположение при уличном расположении труб – выбираем тонкий греющий кабель мощностью 20-30 Вт.

Низкотемпературный греющий саморегулируемый кабель для защиты трубопровода от замерзания имеет небольшую толщину и характеризуется гибкостью, благодаря чему он без проблем обматывается вокруг труб водоснабжения.

Давайте теперь посмотрим, какой длины можно отрезать саморегулирующий греющий кабель. Мы уже говорили, что его длина – показатель произвольный. Но некоторые ограничения все-таки имеются. Максимально рекомендованная длина составляет 80-100 метров, минимальная – 20-30 см. Что касается радиуса изгиба, то он составляет от 6 диаметров.

Читайте также:  Вытяжной зонт для кухни: устройство вентиляционных конструкций

Стоимость саморегулирующего греющего провода зависит от его мощности, диапазон достаточно большой. Например, цена за метр греющего кабеля 30GSR2 мощностью 30 Вт/м составляет около 210-230 руб. А модификация 16GSR2 мощностью 16 Вт будет стоить 180-190 руб./м. Купить его вы сможете в магазинах сантехники и теплотехники своего города, в том числе и в строительных гипермаркетах.

При выборе саморегулирующего греющего кабеля необходимо помнить, что он бывает двух видов:

Особая двойная изоляция позволяет устанавливать греющие кабели прямо внутри труб. Однако, такой вариант требует более трудоемкой работы

• Технического назначения – он применяется для обогрева водопроводных труб снаружи;
• С безопасной изоляцией – его можно проложить внутри трубы, так как здесь используется безопасная фторсодержащая изоляция.

Покупая тот или иной образец, обязательно уточните у продавца возможность использования греющего кабеля внутри трубы водоснабжения.
Также в продаже имеются универсальные греющие кабели в силиконовой изоляции, годные для обогрева труб и работы в составе теплых полов.

Мы рассмотрели все самые важные вопросы, начиная от принципа действия саморегулирующего греющего кабеля, до вопросов его выбора. Осталось узнать, как осуществляется его установка. Сначала обсудим самый интересный способ – внутри трубы.

Перед нами самая интересная задача – уложить саморегулирующий греющий кабель для водопровода внутри трубы. Находясь в нагретом состоянии, он не даст трубе замерзнуть и лопнуть. Давайте посмотрим, как это делается. Нам понадобятся следующие материалы и инструменты:

Подобная схема подключения требует куда больших усилий, но дает несоизмеримый прирост в КПД

• Саморегулирующий греющий кабель подходящей длины;
• Острый нож для снятия изоляции;
• Термоусадочная пленка для изоляции проводников;
• Резиновый сальник;
• Тройник для установки саморегулирующего кабеля внутрь трубы;
• Фен для усадки пленки;
• Электрический провод с вилкой.

• Для начала определяем место ввода – это может быть внутренний или наружный участок (здесь все индивидуально, смотрим по ситуации).
• Конечный участок располагается там, где труба уходит в землю или заходит в другое здание.
• Помните, что на всем протяжении не должно быть кранов и вентилей, так как они могут повредить саморегулирующий греющий кабель.

Все работы проводятся до начала заморозков, при положительной температуре – не дожидайтесь, пока появятся первые морозы. Не забудьте заранее перекрыть воду!

Особая муфта, используемая при подключении. Купить можно в любом сантехническом магазине

Если водопроводная труба поднимается из пола и отправляется дальше по горизонтали, то это облегчит прокладку – режем трубу и устанавливаем в этом месте тройник.

Далее насаживаем на кончик саморегулирующего греющего кабеля термоусадочную трубку и нагреваем ее строительным феном – этот кончик должен быть надежно герметизирован, чтобы избежать контакта воды и токоведущих частей.
Через верхний отвод заводим в него саморегулирующий греющий кабель, не забыв надеть на него сальник.

Далее проталкиваем кабель на необходимую длину – ее нужно рассчитать заранее и с небольшим запасом. На другом конце нам нужно смонтировать провод с вилкой.

Аккуратно снимаем изоляцию и оплетку, чтобы у нас виднелись два проводника – к ним мы припаиваем провод, не забыв надеть на него соединительную муфту из термоусадочного материала (после пайки надеваем ее и обдуваем горячим воздухом из фена).

После того как вы проведете все электрические соединения, необходимо проверить сопротивление с помощью мультиметра – оно должно составлять несколько десятков ом. Если мультиметр показывает короткое замыкание, извлеките саморегулирующий кабель и осмотрите его на предмет повреждения. Особенное внимание уделите самой дальней концевой части.

Теперь фиксируем сальник, открываем подачу воды, проверяем отсутствие протечек в месте нашей работы. Если все хорошо, включаем провод с подключенным к нему саморегулирующим греющим кабелем в сеть. Несмотря на то что теперь водопровод защищен от замерзания, настоятельно рекомендуется обмотать трубу теплоизоляцией. Помните, что хорошая защита – это многоступенчатая защита.

При необходимости, можно уложить саморегулирующий греющий кабель снаружи водопровода. Им обматывают не только сами трубы, но и установленные на них фланцы, соединительные муфты и вентили.

Самый простой вариант – проложить несколько саморегулирующих кабелей параллельно трубе, закрепив их с помощью алюминиевого скотча.

Также возможна укладка спиралью или двойной спиралью, что только увеличивает эффективность обогрева.

Крепить греющий кабель при таком подключении — сплошное удовольствие. Главное не скупиться на алюминиемый скотч

Вы можете использовать и двойной способ укладки – один греющий кабель уложить параллельно, а вторым обмотать трубу по спирали. К трубе он приматывается с помощью все того же алюминиевого скотча, колечками через каждые 20-30 см. После того как намотка будет завершена, накладываем скотч на кабель по всей его длине – так мы добьемся максимальной эффективности системы.

Некоторые специалисты советуют увеличить эффективность передачи тепла предварительным обматыванием труб фольгой или тем же скотчем.

После того как вы уложите саморегулирующий греющий кабель на водопроводную трубу и выполните все необходимые электрические подключения, оберните полученное хозяйство слоем теплоизоляции – это воспрепятствует уходу тепла в атмосферу. Также существуют рекомендации по установке на систему обогрева системы водоснабжения защитных автоматов – они предотвратят утечку электроэнергии при разгерметизации изоляции.

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.

Читайте также:  Схемы монтажа и способы подключения солнечных батарей

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

Как устроен саморегулирующийся греющий кабель?

Саморегулирующий греющий кабель – это разновидность нагревательных проводников, которые способны изменять свое выделение тепла самостоятельно в зависимости от температуры, которая окружает устройство.

Это считается его главной особенностью. Данное изделие начнет греться сильнее, если температура будет ниже.

В этой статье мы рассмотрим устройство, принцип работы и область применения саморегулирующегося нагревательного кабеля.

Конструктивные особенности

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

Две медные жилы. Они обеспечивают по всей длине провода напряжение.

Нагревательная проводящая матрица. Это основное устройство в конструкции. Применение такой матрицы позволяет регулировать и нагревать сам элемент. Каждая ее деталь подключается между двумя проводами параллельно, таким образом, подключаясь в электрическую цепь.

Слой изоляции. Для большей степени термозащиты электрическая конструкция обернута в несколько слоев изоляции.

Защитная экранирующая оплетка. Она выполнена из металла и ее применение необходимо для защиты от различных механических и электромагнитных воздействий. На эту оплетку подводится и заземление.

Внешняя оболочка. Такое защитное покрытие обеспечивает защиту конструкции от повреждений механического рода.

• 
• 
• Благодаря такой простой конструкции саморегулирующий греющий кабель становится устойчивым к различным повреждениям и способен обеспечить высокий и длительный срок эксплуатации.

Принцип действия

Принцип действия такого изделия немного напоминает работу резистивного проводника. Саморегулирующий нагревательный кабель работает на основе свойства проводника электротока: когда он нагревается, то увеличивается сопротивление. Чем оно выше, тем ниже сила тока и соответственно меньше затрачиваемой мощности.

Принцип работы полимерной матрицы в этом случае заключается в следующем: когда уменьшается температура на любом участке матрицы, то проводимость тока увеличивается, и как результат нагревательный элемент нагревается больше. Благодаря этому температуру можно регулировать без применения различных терморегуляторов. Таким образом достигается терморегуляция.

Например, принцип действия на определенном участке проводки, который располагается в холодном месте состоит в следующем: он обладает меньшим сопротивлением, но через матрицу здесь протекает значительный ток, что существенно нагревает устройство.

Там, где участок трубы теплый, сопротивление будет большим, а значит протекающий ток меньше. Поэтому, когда в замерзающую водопроводную трубу подключается саморегулирующий нагревательный проводник, он начинает работать на полную силу, и когда труба начнет прогреваться, мощность устройства будет увеличиваться.

О том, как сделать обогрев водопроводных труб кабелем, мы рассказывали в соответствующей статье.

Принцип работы такого изделия дает возможность получить:

• надежное приспособление, которое прослужит многие годы;
• применение изделия при любых обстоятельствах и условиях.

На видео обзорах ниже наглядно показано, как работает и из чего состоит данный тип проводника:

Область применения

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

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

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

Преимущества и недостатки

Как и любое изделие, саморегулирующий греющий кабель имеет свои достоинства и недостатки. Помимо надежности и простоты в конструкции нагревательный проводник имеет следующие плюсы:

• вся длина нагревается равномерно и однородно;
• саморегулирующийся греющий элемент устойчив к перепадам напряжения;
• экономия в электроэнергии, при достаточно высокой мощности расход электрической энергии будет сравнительно небольшим;
• такая конструкция считается более безопасной, даже при перехлесте она надежно защищается от перегрева;
• практически нет необходимости в обслуживании;
• нет ограничения по длине.

Саморегулирующий греющий проводник имеет и свои минусы. К недостаткам такой конструкции относят:

• относительно высокая стоимость метража продукции;
• кабель выпускается мотками в большом объеме и в большинстве случаев отсутствуют заводские муфты и сальники для соединения, а также трубки для изоляции (все это необходимо будет докупать самостоятельно).

Вот мы и рассмотрели устройство и принцип работы саморегулирующего греющего кабеля. Надеемся, теперь вам стало понятно, как работает этот нагревательный проводник и где его можно применять!

Будет интересно прочитать:

Характеристика саморегулирующегося греющего кабеля

Если у Вас есть дача или Вы живете в частном доме, то наверняка Вы сталкивались с проблемой замерзания различных провод и труб.

Благо, что для устранения этой проблемы есть так называемых – греющий кабель.

Его преимущество перед другими методами решения подобном проблемы в том, что его установка достаточно дешевая и очень понятна даже для тех, кто никогда не сталкивался и не решал подобного типа проблемы.

Обезопасьте свой дом от замерзания

Технические особенности

Мощность саморегулирующегося греющего кабеля не только позволяет спасать от морозов трубы, провода, канализационные системы, но и избавляет от замерзания крыши, водостоки, придомовую территорию. Окна, стекла в машинах и домах тоже нередко оснащаются подогревом с целью недопущения запотевания и образования конденсата.

Читайте также:  Компрессорно-конденсаторный блок: конструкция и сфера использования

Многие мастера используют системы «теплый пол», которые обеспечивают подогрев пола под керамической плиткой, ламинатом, ковролином, благодаря саморегулирующемуся греющему кабелю. Характеристики такого устройства достаточно широки и зависят от материала основы и покрытия.

Основной критерий выбора «теплого» провода — мощность. Варьируется она от 5 до 150 Ватт на метр. Необходимую мощность выбирают в зависимости от того, где будет использоваться схема:

• 5 Ватт — применяется для подземных коммуникаций в том случае, если провод проложен внутри трубы;
• 10-20 Ватт — также для подземных труб, но если кабель расположен снаружи;
• 20-50 Ватт — используется, если трубопровод проходит по воздуху;
• 50-150 Ватт — применяется как основной источник обогрева в системе «теплого» пола.

В данном видео рассмотрим саморегулирующийся греющий кабель:

Принцип действия

Внешний слой саморегулирующегося провода выполняется из современных пластических масс. Устойчивый к нагреву и коррозии полимерный материал надежно защищает устройство от воды, а экологически чистые полимеры позволяют использовать его внутри труб с питьевой водой.

Внутри кабеля — две шины, выполненные из меди, которая является отличным проводником и ценится за пластичность и прочность. В каждой шине — 16 скрученных жил, ее сечение — 1,25 мм². Шины вплавлены в матрицу, которая проводит ток и выделяет тепло.

Провод имеет защитную медную оплетку. Такое армирование делает его устойчивым к механическим повреждениям и воздействиям внешней среды.

Электрические контуры, с помощью которых выделяется тепло, наиболее эффективно работают с понижением температуры: чем ниже температура, тем больше КПД устройства.

Тепло в кабеле производится благодаря полупроводниковой матрице, которая содержит в себе мелкодисперсный графит. Напряжение питания подается на параллельные медные проводники, между которыми и расположена матрица.

За счет повышения температуры она расширяется и расстояние между графитовыми зернами увеличивается. Растет сопротивление кабеля и падает его мощность. Так происходит саморегулирование.

Если температура понижается, все происходит с точностью до наоборот.

Матрица саморегулирующегося кабеля сама находит холодные, непрогретые участки. Она реагирует на любые изменения, подстраивается под температуру водопровода и уменьшает свою мощность, если труба горячая. Таким образом, можно покупать мощный кабель, не опасаясь перерасхода энергии. Вероятность перегрева такого устройства практически отсутствует.

Для технических характеристик греющего кабеля применяется следующая маркировка:

D — низкотемпературный провод.

Z — среднетемпературные свойства.

Q — высокотемпературный (иногда обозначается красным цветом).

F — кабель с антикоррозийной обработкой.

Если труба находится в разных температурных условиях (к примеру, под землей и на воздухе), следует выбирать кабель, соответствующий мощности для поверхностных работ.

По температуре обогрева различают три вида провода:

Низкотемпературные от 5 до 65-70 градусов — обогревают водопроводы небольшого диаметра.

Среднетемпературные 105-120 градусов — подогревают жидкость в трубах среднего диаметра, используются против обледенения кровли и крыльца.

Высокотемпературные 135-240 градусов — для промышленных трубопроводов большого диаметра.

Сфера применения

Различают технический и пищевой виды использования греющего кабеля. В первом случае он может быть любым, а во втором внутрь трубы с питьевой водой укладывается только специальный, защищенный от окисления и ржавчины провод.

Изоляционный материал, которым покрыт кабель, бывает нескольких видов:

• полиолефин обычный;
• полиолефин, устойчивый к ультрафиолетовому излучению;
• тефлон;
• фторопласт;
• фторэтилен.

Чем больше мощность кабеля, тем больше будет его диаметр сечения.

Питание на кабель подается с помощью электрического тока с напряжением сети 220 Вольт. Во всех случаях при укладке «теплого» кабеля требуется заземление его экрана. Можно использовать сразу несколько греющих кабелей для одной трубы, подключив их через тройник. Для экономии энергии рекомендуется подключать терморегулятор.

Укладка греющего кабеля

«Теплый» провод внутри трубы проталкивают благодаря специальной термоусадочной муфте. Однако при наличии вентилей или другого запорного оборудования нагревательный элемент прокладывать внутри трубы нельзя, иначе это непременно приведет к его поломке. Такую работу следует доверять лишь профессиональным электрикам.

Снаружи все проще — нужно всего лишь обмотать трубу. Есть два основных способа — линейный и круговой. Линейный способ предполагает прокладку провода параллельно трубе и максимально плотно к ней. Круговой метод крепления подразумевает обмотку равномерными витками с определенным шагом (5-6 см). Иногда обмотку производят спиральным способом (например, на крыше).

Для открытых труб, которые подвергаются постоянному солнечному воздействию, рекомендуется использовать специальные черные провода, устойчивые к ультрафиолету.

Кабель надежно закрепляют алюминиевым скотчем, монтажной лентой или стяжками. Если нужно, дополнительно прокладывают теплоизоляцию. Укладка проводится без сильного натяжения. Пластиковый скотч строго запрещен при подобных работах, поскольку неустойчив к высоким температурам.

Для водостоков и крыш устройство нагревательной системы монтируют вдоль периметра кровли, в желобах и трубах водостока, закрепляют с помощью зажимов, подвешивают на тросы. Если крыша имеет сложное устройство с большим количеством желобов, выбирается древовидная схема прокладки. Разветвленные отрезки могут соединяться в 3-4 узла.

Все работы должны проводиться в благоприятных условиях, когда сухо и тепло. Если монтаж осуществляется зимой или в ненастье, лучше делать все в закрытом помещении, где температура воздуха будет не ниже -5 градусов. При более низких температурах есть риск повреждения устройства. Также запрещается подключать к сети неразмотанный провод.

По завершении всех монтажных работ в помещении устанавливают шкаф управления, к которому подключают электрическую систему. Если все сделано правильно, она будет работать.

Одной из гарантий работы системы является приобретение качественного материала. Поэтому перед покупкой не следует забывать об изучении технических характеристик саморегулирующего греющего кабеля, а также о проверке наличия необходимых сертификатов.

Саморегулирующий греющий кабель: виды, устройство и принцип работы, преимущества, область применения, критерии выбора, особенности монтажа

• В современных технологиях растёт популярность использования греющего кабеля.
• Основное его предназначение заключается в предотвращении замерзания отдельных участков путём излучения тепла.
• На рынке представлено три вида, отличающихся принципом работы, конструктивными элементами и стоимостью.

Посмотрите видео об особенностях греющих кабелей

Виды греющих кабелей

• Резистивный представляет собой длинную греющую систему, которую нет возможности укоротить. В роли нагревательных элементов выступают проводники тока.

• Зональный представляет параллельные жилы, по которым поставляется ток. Между жилками наматывается проволока с высоким сопротивлением, которая и является греющим элементом. Нагрев осуществляется благодаря зональным соприкосновениям проволоки и одной из токопроводящих жил.

•  Саморегулирующий кабель представляет «интеллектуальную» конструкцию, состоящую из двух медных токопроводящих жил и греющей матрицы, размещённой между ними. Матрица является полупроводником, наделена способностью изменения свойств при малейших изменениях температуры окружающей среды.

Резистивные и зональные кабели имеют более простые устройства. Невысокая стоимость даёт возможность применять их для бытовых нужд: системы теплого пола, обогрева труб диаметром не более 40 мм и др. Саморегулирующий вид хоть и обходится дороже, окупается быстро благодаря техническим характеристикам.

Устройство и принцип работы греющего кабеля

Кабель состоит из следующих элементов:

— внешней защитной оболочки;

— металлической стандартной оплётки;

— термопластичной оболочки;

— медных проводников, скрученных между собой;

— проводящей матрицы, осуществляющей саморегуляцию температуры нагрева.

Матрица выполнена из полимера на углеродной основе. Представляет собой непрерывно греющий элемент, но с функцией изменения температурного режима. Внешняя оболочка бесшовная, что предотвращает попадание внутрь влаги повреждение конструкции от механического воздействия.

При снижении температуры воздуха матрица меняет свои свойства за счёт увеличения выделяемой тепловой мощности. Медные проводники обеспечивают беспрерывное напряжение по всей длине кабеля. Термопластичная оболочка создаёт барьер от внешнего воздействия на рабочие элементы. А металлическая оплётка выполняет функцию заземления, экранирования и жёсткой защиты. В основу принципа работы заложена инновационная технология PTC – Positive Temperature Coefficient.

Преимущества греющего кабеля

• — режим подогрева изменяется самопроизвольно в зависимости от температуры воздуха;
• — ограничения по длине используемого проводника составляет 150-200 м, что даёт возможность охватывать большие площади;
• — разрешается резать на необходимую длину;
• — при перепадах напряжения и перехлёста кабель не перегорает.
• Перед установкой следует ознакомиться с недостатками для предотвращения неприятных сюрпризов:
• — срок эксплуатации меньше, нежели у других видов;
• — повышенная стартовая нагрузка, превышающая в 1,5 раза рабочий показатель;
• — при длительном пользовании снижается мощность;
• — высокая стоимость.

Нужно отметить, что на рынке большое количество товара китайского производства. Отличить аналог сможет только специалист, поэтому обращаться за покупкой следует к официальным представителям.

Область применения греющего кабеля

Кабель используется для обогрева:

• трубопроводов;

• кровельных конструкций;

• открытых площадок, теплиц;

• водосточных систем;

• подъездных дорожек и др.

Критерии выбора греющего кабеля

• При покупке кабеля необходимо учесть следующие факторы:
• — требуемую мощность;
• — длину нагревательной секции;
• — коэффициент тепловых потерь при монтаже на трубопровод;
• — способ расположения кабеля;
• — расчёт увеличения требуемой длины для компенсации теплопотерь (в пределах 30%).

Особое внимание заслуживает торговая марка. В борьбе с конкурентами добросовестный производитель отдаёт предпочтение главному «оружию» – качеству своей продукции.

Особенности монтажа

• Монтаж кабеля может производиться внутри трубы и снаружи.

• Если установка осуществляется внутри трубы, то на выходе в тройник вкручивается специальная врезка, через которую и выходит кабель. Выводить его через запорную арматуру противопоказано.

• Монтаж в трубе возможен только при соответствующих параметрах трубопровода (не менее 40 мм).

• Наружный способ установки предполагает спиральное и линейное крепление. Для фиксации кабеля используются алюминиевая лента и строительные хомуты. При спиральном варианте расход греющего проводника увеличивается, однако он обеспечивает максимальную эффективность.

• Один конец кабеля зачищается для соединения с электрическим проводом. Другой – герметизируется.

• Если производится внешний монтаж, то кабель крепится алюминиевым скотчем, после чего поверхность изолируется специальным утеплительным материалом.

• Для обустройства систем антиобледенения следует приобретать изделия с максимальной температурой нагрева 120°С (при мощности 30 Вт/м).

Оборудованная система прослужит длительный период при соблюдении правил установки и эксплуатации.