Устройство греющего кабеля в трубопровода: Принцип работы и Виды греющего кабеля

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

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

А что делать, если вы не можете заложить трубу с водой на такую глубину? Допустим, у вас на участке скальный грунт или грунтовые воды находятся слишком близко к поверхности?

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

Поэтому гораздо выгоднее согреть трубу недорогим греющим кабелем.

Что представляет собой саморегулирующий кабель

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.

Как выбрать подходящий саморегулирующий провод

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.

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.

Прокладка и подключение

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.

Скрытая укладка 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.

Открытая наружная укладка

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.

Виды, устройство и принцип работы греющего кабеля

Существует два вида кабелей, предназначенных для защиты труб от замерзания:

• Резистивный;
• Саморегулирующийся.

Резистивный греющий кабель выпускается в двух вариантах: одножильный и двухжильный. Конструкция с одним проводником достаточно простая: нихромовая проволока залита фторопластовой изоляцией, по которой навита медная экранирующая оплетка. Снаружи кабель закрывает термостойкая пластиковая оболочка.

Двухжильный резистивный кабель состоит из двух нихромовых проводников, выделяющих тепло при прохождении тока. В некоторых системах используют два разных по назначению провода. Один из них греющий, а второй холодный, токопроводящий.

Там, где используется экран из фольги, а не медная оплетка, ставят дренажную жилу. Она контактирует с фольгой и снимает с нее электрический потенциал, образуемый электромагнитными полями. Эту жилу используют в качестве заземления.

Рассматривая существующие виды греющего кабеля, остановим внимание на усовершенствованной модификации резистивного. Он получил название зонального и был разработан для устранения недостатка двухжильных кабелей. Их нельзя резать на части и укорачивать более, чем на 10% от общей длины. Это требование создавало и до сих пор создает неудобства при монтаже.

Конструктивная схема зонального кабеля

По конструкции зональный кабель представляет собой систему проволочных спиралей, намотанных на изоляцию и соединенных токоведущими шинами. Обрезка спиралей в точках контактных выступов не нарушает их работу и позволяет легко подбирать тепловую мощность. Отметим также, что минимально допустимая длина такого кабеля составляет 1,5 метра.

Самый популярный на сегодня вид кабеля для обогрева труб – саморегулирующийся. Основная часть его конструкции – полупроводниковая токопроводящая матрица. Она изменяет электрическое сопротивление пропорционально изменению температуры внешней среды.

Устройство саморегулирующегося нагревательного кабеля

Чем холоднее грунт или воздух, окружающий такой кабель, тем больше становится его сопротивление и, соответственно, выделяется больше тепла.

Устройство конструкции

Система обогрева трубопровода имеет следующие компоненты: электрический холодный проводник, штепсельная вилка, горячий греющий проводник, термоограничитель.

С наружней стороны нагревательный провод должен быть закрыт бесшовным изоляционным материалом, который защищает устройство от влажности, воздействия агрессивной среды и температурных колебаний.

Термоограничителем выполняются следующие задачи:

• Регулирование и контроль температуры в трубе;
• автоматическое включение и выключение питания.

Заметка: Автоматика производит запуск при понижении температурного показателя до плюс пяти градусов, а отключается при плюс пятнадцати.

С терморегулятором или без?

Если хотите за обогрев водопровода платить мизер, лучше поставить терморегулятор. Даже если вы собрались монтировать саморегулирующийся нагревательный кабель. В основном, характеристики такие: включается в работу при +3°C, выключается при +13°C.

Если вода у вас подается из скважины, в ней она никогда не будет иметь температуру в +13°C. Получается, что обогрев будет работать все время, даже весной и летом. Летом, понятное дело, кабель можно выключить, а вот весной и осенью этого не сделаешь из-за возможности внезапного заморозка. С колодцами несколько проще, но ненамного — летом там вода может иметь температуру и чуть выше порога отключения. Но это — летом, и в самый жаркий период. И вообще, зачем вам греть, скажем воду, которая идет в сливной бачок? Да и ту, что идет на кухню или в душ вы все равно будете нагревать бойлерами или проточными водонагревателями.

В любом случае получается — терморегулятор нужен. На нем выставляете температуру отключения в районе +5°C. Затраты на подогрев трубопровода падают в разы. При этом значительно увеличивается срок службы греющих кабелей — они имеют определенный ресурс рабочих часов. Чем меньше они работают, тем дольше будут вам служить.

Греющий кабель для водопровода — схема подключения к терморегулятору

При установке системы обогрева водопровода с терморегулятором, надо будет установить и датчик температуры. Тут есть сложность. Его надо поставить на трубу так, так, чтобы на него не влияла температура от нагревателей. То есть, от трубы его теплоизолировать не надо, а от кабелей — надо.

Сам терморегулятор желательно установить в помещении. Его подключают к домовому электрощитку через защитный автомат и, желательно, УЗО. Потребляемая мощность у обогревательного кабеля небольшая, потому номинал автомата можно взять порядка 6А, номинал УЗО выбираете ближайший больший, а то утечки, желательно, 30 мА.

Подключают греющий кабель для водопровода к соответствующим разъемам на корпусе терморегулятора. Если веток несколько, их запаралеливают. На соседние контакты подключается датчик температуры. На каждом терморегуляторе есть маркировка, по которой понятно, что и куда надо подключать. Если маркировки нет — лучше купите другой: работоспособность данного экземпляра очень сомнительна.

Преимущества

Плюсы обогревания труб электрическими проводами:

• Устройство является надежным. При правильном монтаже кабельного отопления система способна работать в стабильном режиме достаточно продолжительный период времени;
• Безопасным, т. к. греющий элемент не контактирует с трубопроводом;
• Считается универсальным. В основном кабель прокладывается вне дома, но если есть необходимо он может быть обустроен и внутри;
• Легкая эксплуатация. Нужно просто закрепить провод на трубопроводе и включить в розетку;
• Экономичным. Благодаря автоматической регулировке работы затраты на эксплуатацию значительно снижаются.

Заметка: Провода соединяют с помощью лазерной спайки, поэтому снаружи кабель изолирован бесшовным покрытием, чем огражден от влажности и других негативных факторов. Единственный недостаток такого устройства является электро зависимость. Поэтому на главных направлениях водопровода может потребоваться дополнительное питание.

Разновидности кабеля

Электропровода, исходя из схемы теплового выделения, бывают двух типов: резистивного и саморегулирующего. Первые разделяются на зональные и линейные. Вторые выделяются выделением тепла в процессе передвижения тока по жилам, и бывают одножильного и многожильного типа.

Одножильные применяются очень редко. Проблематичным здесь является необходимость в закольцовывании цепи в районе источника питания, что не может быть возможным.

Двужильные с одной стороны присоединяются к питательному блоку, а другим присоединяются к контактной муфте. Причем, здесь может происходить нагревание как одной жилы (вторая будет проводником), так и двух. При нагревании одновременно двух жил мощность повышается.

Важно: Запрещается резать нагревающие резиновые электропровода.

Саморегулирующий кабель предназначается для протягивания внутри и снаружи трубопровода. Отличаются способностью регулировки уровня теплоотдачи при колебаниях температур, благодаря чему энергия экономится.

У данного вида нет внешней изоляции. В разных точках таких проводов возможно изменение тепловыделения, т.к. в случае поднятия температурного показателя увеличивается полимерное сопротивление, чем снижается тепловыделение. В чем и заключается процесс саморегуляции, благодаря которому перегорание кабеля исключено.

Заметка: Саморегулирующийся электропровод разрешается резать на куски нужной длины.

Такие провода предназначены для монтажа на небольших магистральных участках. Устройство термостата здесь не является принципиальным. Кабельные саморегулирующиеся системы могут иметь как термостат, так и быть оснащенными разнообразными дополнительными устройствами для протягивания внутри трубопровода. Он очень распространен, но имеет один недостаток — большую цену.

Параметры выбора

Первым, что нужно учитывать это задача, которую он должен выполнять. Электропровода, в зависимости от функциональных особенностей, подразделяются по показателям мощности. Этот показатель вычисляется исходя из таких моментов, как среднегодовая температура местности; метод прокладывания труб; метод обогревания- внутренний или внешний; диаметр трубопровода.

При приобретении поинтересуйтесь у консультанта о том, какой расход провода в расчете на 1м трубы. Эта информация должна предоставляться производителем. Теплопотеря будет зависеть от того, какого качества теплоизоляционный слой и какого объема труба. К примеру, металлическая пятидесяти миллиметровая труба с изоляционным покрытием в 20 миллиметров может эффективно прогреваться кабелем, имеющим мощность в 20 Вт/м.

На больших магистральных направлениях устанавливается кабельная система более высокой мощности. Однако, здесь мощность провода должна подбираться исходя из размера и длины трубопровода. Очень популярной у профессионалов считается немецкая марка Raychem. Эта сеть имеет модели для использования как в быту, так и на крупном производстве. Продукция отличается от аналогов других марок более высокой стоимостью от, но этот недостаток в полной мер компенсируется качеством изделий.

Также, выделяется еще одна марка, но уже отечественного производства, Юлмарт. Эта компания только появившись на рынке стремительно завоевала свое место.

Особое внимание следует уделить обогревающий немецкий комплект для труб Underlux. Чаще всего его используют для бытовых целей. Он предназначается для внутреннего прокладывания сети.

По мнению экспертов эта система полностью гигиенически безопасная для использования в сети с питьевой водой. К тому же этим комплектом поддерживается постоянная температура. Монтаж этой системы также не сложный. Его выполняют литыми фитингами. Отличительная черта прибора — автоматическое изменение параметров относительно температуры вокруг. Эта особенность способствует качественному выполнению работы.

Какие характеристики важны для выбора?

Перед походом в магазин обязательно уточните диаметр водопроводной трубы, длину участка, который нуждается в обогреве, максимально низкую температуру воздуха (грунта) – так будет легче определиться с выбором, потому что предложений действительно много.

Итак, обращаем внимание на следующие моменты:

• наличие защитной пленки – обеспечивает заземление и делает кабель более надежным;
• тип наружной изоляции;
• температурный класс и мощность;
• компания-производитель.

Если необходимо обогреть трубы небольшого диаметра, подойдет проводник низкотемпературного типа. Он нагревается до + 65 ºС, максимальная мощность – около 15 Вт/м

Среднетемпературные системы годятся для труб большего диаметра. Максимальная температура нагрева +120°С, мощность достигает 33 Вт/м.

Наиболее мощными считаются высокотемпературные системы с максимальной температурой до +190°С и удельной мощностью до 95 Вт/м. Однако их обычно в быту не применяют – это изделия для промышленного использования.

Подходящую мощность можно выбрать, ориентируясь на диаметр трубы. Например, для водопроводов с диаметром до 2,5 см подходят кабели мощностью 10 Вт/м, от 2,5 см до 4 см – 16 Вт/м, от 4 до 6 см – 24 Вт/м и т.д.

Есть несколько марок греющего кабеля, которые уже давно зарекомендовали себя только с лучшей стороны.

Известная продукция зарубежных компаний:

• Nelson;
• Lavita;
• Devi;
• Ensto;
• Raychem.

Среди российских производителей выделяется компания ССТ (Теплолюкс), выпускающая качественные изделия бытового назначения.

Сфера применения

У греющих кабелей есть как преимущества, так и недостатки, о которых мы еще поговорим ниже. Но именно они и определяют сферу их применения.

• Предотвращение замерзания труб. В данном случае греющие кабели используются тогда, когда эффективнее и выгоднее сделать подогрев, а не усиливать теплоизоляцию.
• Теплые полы. Это отдельная и большая сфера, в данной статье мы теплые полы рассматривать не будем.
• Для подогрева бетона. Если необходимо заливать бетон при низких температурах окружающей среды, то для поддержания необходимой температуры используют самые дешевые греющие кабели. Зачастую их даже оставляют в самом бетоне и в этом случае они выполняют роль арматуры.
• Для растапливания льда и снега, что актуально для кровли, водосточных труб, пандусов, лестниц и т. д.
• При необходимости подпочвенного обогревания теплиц.
• Для обогрева различных резервуаров с целью предотвращения их промерзания.

Конечно, это далеко не все сферы, где могут применяться греющие кабеля. Их свойства позволяют находить им оригинальное и необычное применение, но если подытожить, то основное их применение — это обогрев.

Греющий кабель

Пищевой и не пищевой — отличия

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

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

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

Ошибка №4

Не угадаете с размером, и такой кабель реально может уменьшить напор воды.

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

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

Ну и третье, самое главное – материал внешней изоляции.

Вот, например, пищевой вариант.

Снаружи мы имеем:

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

Далее идут:

• бронированный, защитный экран или оплетка

Ошибка №5

Без такого заземляющего экрана кабель внутри трубы использовать нельзя.

• две медные жилы с полимером между ними

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

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

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

Для такой трубы достаточно кабеля мощностью 16Вт/м. Для труб большего размера от 50 до 110мм, выбирайте мощность 24Вт/м.

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

При отсутствии требуемой мощности потребуется намотать сразу два кабеля.

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

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

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

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

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

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...