Как устроен саморегулирующийся греющий кабель?

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:

Саморегулирующийся нагревательный кабель: устройство, расчёт мощности, подключение по схеме

Греющий кабель саморегулирующийся для обогрева труб используется, чтобы поддерживать достаточную температуру внутри наземных и подземных коммуникаций. Такая мера позволяет избежать повреждений труб зимой из-за низкотемпературного режима эксплуатации.

Что такое саморегулирующий обогревающий кабель

Так называется кабель, который отличается от питающего строением. Подключается он к сетевому напряжению. Несмотря на наличие токопроводящей способности и вероятности контакта с влагой, при монтаже такого кабеля обеспечивается достаточный уровень безопасности. Это обусловлено его устройством.

Саморегулирующийся нагревательный кабель используется для снижения риска обледенения труб не только при их прокладке на небольшой глубине. В данном случае трубы промерзают, т. к. находятся вблизи от поверхности земли, где температура ниже 0°С.

Саморегулирующийся греющий провод монтируется и в случае, когда трубы установлены ниже уровня промерзания. В этом случае температура почвы достаточно высокая (часто — выше 0°С). Однако на заболоченной местности или участках, где высоко залегают грунтовые воды, коммуникации будут регулярно подтапливаться, что может негативно сказаться на их функционировании.

Преимущества

Главным преимуществом таких проводов является возможность снизить затраты на копку траншей большой глубины для прокладки коммуникаций. В большинстве регионов уровень промерзания грунта составляет 1,5-1,7 м. Значит, трубы следует закладывать несколько ниже этого предела.

Для выполнения прокладки трубопровода существенной протяженности потребуется специальная техника, т. к. самостоятельно вырыть траншею большой длины проблематично. Можно сократить затраты на копку грунта.

При этом подготавливают неглубокую траншею — до 50 см ниже поверхности грунта. Такие работы под силу выполнить самостоятельно. Обледенение коммуникаций в этом случае предотвращается за счет применения саморегулирующего кабеля.

Преимущество такого провода заключается в способности регулировать температуру нагрева в зависимости от характеристик коммуникаций, условий окружающей среды. Значит, кабель может интенсивнее обогревать участки магистрали, где трубы охлаждаются сильнее.

И, наоборот, когда возникает такая необходимость, сила нагрева ослабевает. Этим саморегулирующийся греющий кабель отличается от резистивного, который поддерживает одинаковую температуру по всей протяженности трубопровода.

Устройство

Провод для обогрева отличается более сложным устройством. Он состоит из:

Полупроводниковой матрицы, отвечающей за нагрев коммуникаций.
Медных жил, которые проводят ток.
Кабель также имеет несколько защитных слоев: 1 слой дополнительной изоляции, медная оплетка, фторополимерная оболочка.

За счет применения разных материалов для защиты токопроводящих жил снижается риск пробоя, поражения током, т. к. провод контактирует с влагой под слоем грунта. Главный элемент такого кабеля — полупроводниковая матрица. Она подстраивается под условия окружающей среды.

Если температура грунта или воздуха (в зависимости от способа прокладки труб) повышается, благодаря матрице происходит снижение интенсивности нагрева коммуникаций. Такая особенность позволяет сократить затраты на электроэнергию.

Благодаря конструкции кабель для защиты от замерзания труб может иметь любую длину. Его режут на части, при этом на функциональность изменение физических параметров не повлияет. Преимущество такого кабеля заключается еще и в том, что он продолжает работать после повреждения на одном из участков.

Устроен кабель для обогрева труб так, чтобы иметь возможность выдерживать существенные механические нагрузки. Вероятность обрыва высокая при монтаже провода под слоем грунта или на его поверхности. В первом из случаев кабель подвергается воздействию давления почвы. Если он укладывается на поверхности земли (например, при подведении провода к объекту), влияет ветровая нагрузка, осадки.

Провод разрабатывался с учетом этих и других негативных факторов. Значит, он выдержит такие нагрузки. Это обусловлено его многослойностью. Причем один из слоев выполнен из меди, что дополнительно упрочняет провод. Высокая степень надежности кабеля для труб обусловлена еще и тем, что он содержит токопроводящие жилы.

Их повреждение станет причиной потери нагревательной способности провода. Кроме того, нарушение целостности изоляции может привести к возникновению опасной ситуации, т. к. оголяются токопроводящие жилы.

Принцип работы

В основе механизма действия — принцип преобразования электрической энергии в тепловую. Данную функцию выполняет полупроводниковая матрица, расположенная между токопроводящими жилами. При подключении к источнику питания по кабелю проходит ток.

При этом возрастает интенсивность нагрева, а вместе с тем увеличивается сопротивление, что приводит к снижению силы тока. На таких участках мощность меньше. Если температура окружающей среды снижается, сопротивление тоже падает. На этом отрезке кабель нагревается, что обусловлено увеличением силы тока.

Если рассматривается вариант монтажа греющего кабеля, принцип его работы изучается в первую очередь, т. к. дополнительная информация о функционировании позволит определить правильное местоположение на трубах.

Отмечают зависимость мощности провода от условий окружающей среды. Когда температура воздуха или почвы уменьшается, сила тока возрастает, вместе с тем увеличиваются и затраты на электроэнергию. Особенность такого провода заключается в отсутствии возможности самостоятельно изменить интенсивность нагрева коммуникаций.

Отмечается, что нет возможности существенно изменить мощность, греющий кабель для водопровода будет работать по достижении предельного значения температуры окружающей среды, при этом он не отключится. Затраты электроэнергии минимальные, однако провод все же оказывает нагрузку на источник питания.

Повысить эффективность такого провода можно, предварительно подключив его к термостату и реле. Благодаря этому снижается риск переработки системы нагрева. Провод будет отключаться сразу, как только автоматика определит, что было достигнуто заданное значение температуры воздуха или грунта. В этом случае требуется еще и термодатчик. Этот элемент позволяет фиксировать малейшие изменения параметров окружающей среды.

Как выбрать саморегулирующий греющий кабель для водопровода

Главный критерий выбора — это мощность кабеля. Существуют провода для нагрева водопровода, которые создают нагрузку в пределах 5-150 Вт/м. Для поддержания минимальной температуры, препятствующей обледенению труб, по которым течет сравнительно теплая жидкость, достаточно кабеля мощностью 5-10 Вт/м. Такой вариант используют в местности с мягким климатом при не слишком сильном заглублении коммуникаций в грунт.

Нужно учитывать, что постоянная эксплуатация нагревающего провода не рекомендована. Причина заключается в его ограниченном ресурсе. Если надолго включать кабель в относительно теплом климате, он выйдет из строя раньше положенного времени.

Читать еще: Утепление водопроводных труб своими руками

Провод с более высокой мощностью используется для обогрева трубопровода при существенном снижении температуры окружающей среды ниже 0°С. Однако даже при монтаже кабеля с максимальной нагрузкой на источник питания затраты на электроэнергию будут умеренными.

Как определить какая нужна мощность кабеля

Определение мощности греющего саморегулирующегося кабеля:

Для монтажа внутри коммуникаций рекомендуется использовать вариант мощностью 5 Вт/м, причем трубы должны проходить под слоем грунта. Только при данных условиях можно рассчитывать на достаточное повышение температуры таким проводом.
Если планируется выполнять монтаж коммуникаций под слоем грунта, но источник тепла при этом будет находиться со стороны внешних стенок, нужно использовать провод мощностью от 10 до 15 Вт/м. Более точно можно определить, если узнать точную глубину расположения труб.
Для обогрева коммуникаций, которые проходят над землей, нужно применять кабель мощность от 20 Вт и выше, т. к. в данном случае труба и ее содержимое подвергается более сильному воздействию низких температур. Кроме того, повышенная влажность воздуха и осадки способствуют повышению негативного влияния на коммуникации, вероятность их обледенения в этом случае увеличивается.

Мощность провода определяется количеством проводящих путей в нем. Чем выше значение этого параметра, тем более холодную трубу можно обогревать с использованием такого кабеля. Для поддержания температуры теплой трубы достаточно использовать провод со средним количеством проводящих путей. Для коммуникаций с горячим теплоносителем следует применять провод с низким показателем тепловыделения. Его отличает минимальное количество проводящих путей.

Низкотемпературный кабель отличается высокой эластичностью, минимальной толщиной. Это позволяет плотнее наматывать его на коммуникации. При выборе нужно ориентироваться еще и на физические параметры, например, длину.

Она не может быть меньше 20 см и больше 100 м, только при этом обеспечивается достаточная эффективность работы нагревательного провода. Если выбирается витковой метод монтажа, следует учитывать и способность кабеля изгибаться.

Топ 5 лучших производителей

Чтобы выполнить монтаж надежной системы обогрева коммуникаций, нужно использовать качественные материалы. Провод постоянно контактирует с влагой, что способствует увеличению риска пробоя. По этой причине предпочтение отдают кабелю качественной сборки, а значит, выбирают материалы распространенных производителей:

Ensto (Финляндия);
Nelson (Америка);
Lavita (Южная Корея);
DEVI (Дания);
FreezStop (Россия).

Инструкция по монтажу саморегулирующегося кабеля

Используют 2 способа:

скрытая установка — такой вариант применяется для нагрева коммуникаций под землей;
открытый монтаж — для обогрева труб, расположенных на поверхности земли.

Кабель прокладывают на участках трубопровода, где отсутствует запорная арматура, т. к. при этом снижается риск повреждения провода. Монтаж выполняется в теплое время года. Перед началом работ прекращается подача жидкости через трубопровод.

Прокладка внутри трубы

Инструкция по монтажу кабеля с использованием первого из способов:

Конец кабеля защищается термоусадочной пленкой. Благодаря этому повышается надежность токопроводящих жил.
На провод насаживается сальник.
Кабель проталкивают в трубу.
Выполняется подключение вилки ко второму концу провода. При этом используется метод пайки. Затем данный участок защищают с помощью соединительной муфты.
Фиксируется сальник.
Выполняется измерение сопротивления. Иногда на этапе проверки обнаруживается короткое замыкание при подаче напряжения, в этом случае кабель извлекают и осматривают на предмет наличия повреждений.
Проверяется герметичность трубопровода, для чего выполняется пробная подача воды.
Трубу защищают с помощью теплоизоляции от потерь тепла.

Прокладка снаружи трубы

Когда планируется использовать открытый метод монтажа, рассматривают другую схему подключения:

Учитывая, что провод, предназначенный для такой задачи, характеризуется эластичностью, его используют еще и для предупреждения обледенения запорной арматуры.
Применяют разные способы монтажа: витковой, прямой. Второй менее эффективен, т. к. обогревает малую часть поверхности коммуникаций, но зато расход материала в этом случае снижается. Более действенным считается витковой вариант, однако затраты многократно увеличатся при его использовании, т. к. провод наматывается по наружной стороне плотными витками. Допустимо комбинировать эти способы: сначала укладывают кабель вдоль коммуникаций, затем наматывают его витками.
Провод фиксируют скотчем по всей длине.
Для снижения теплопотерь коммуникации закрывают фольгированным или рулонным утеплителем.

Вывод и полезное видео по теме

Важно использовать теплоизоляционный материал, устойчивый к воздействию влаги, механическим повреждениям. Благодаря этому свойства утеплителя сохраняются дольше.

Особенности саморегулируемого греющего кабеля

Саморегулируемым греющим кабелем является гибким проводом, отличающимся повышенной устойчивостью к механическим воздействиям благодаря многослойному виду изоляции, устойчивостью к водному воздействию и экономичностью. Что это такое, как работает саморегулирующий греющий кабель и какие у него технические характеристики? Об этом и другом далее.

Что это такое

Саморегулируемым греющим кабелем является нагревательным проводником, изменяющим процесс выделения тепла, вне зависимости от того, какая имеется температура. Считается уникальным изобретением с гибким проводом, который греется из-за нагрева поступающей электрической энергии. Он имеет свойство регулирования собственной мощности с ориентиром на температуру окружающей среды. То есть чем холоднее на улице, тем теплее кабель.

Принцип работы

Саморегулирующий греющий кабель работает так же, как и резистивный проводник. Он греется, в связи с этим повышается показание сопротивления. Чем оно больше, тем меньше токовая сила и затрачиваемая мощность. Полимерная матрица же работает так: при уменьшении температуры на матричном участке, токовая сила повышается. В результате нагревательный элемент больше греется. Температура регулируется без использования терморегуляционных приборов. Так возникает терморегуляция.

Работает вся проводка с обычным кабелем так: матрица принимает ток, который греет устройство.

Обратите внимание! В результате нагрева повышается сопротивление и снижается ток. Греющий кабель убирает нагрев со стенок провода и благодаря этому действию ток течет так, как нужно. Мощность электрооборудования становится больше.

Технические параметры

Нагревательный проводник имеет надежную и простую конструкцию, устойчивый к перепадам напряжения греющий элемент, высокую мощность проводимости электрической энергии, безопасную структуру и отсутствие необходимости обслуживания. Обладает относительно высокой стоимостью метража и неудобной упаковкой. Это одни из недостатков проводников.

Он оснащен соответствующей маркировкой. D — проводник, маркирующий низкотемпературный вариант, Z — среднетемпературный, Q — максимально нагреваемый, а F — антикоррозийный обрабатывающий. Создается из огнеупорного полиэтилена и фторэтилена. Имеет в себе медную проволоку, отличающуюся пластичностью и гибкостью, а также максимально рабочую температуру от 65 до 140 градусов.

Структура

Кабель состоит из металлического проводника, изоляции и полимерной матрицы. Проводник подводит электроэнергию, а матрица адаптируется под изменяющиеся условия. Последняя отвечает за тот факт, чтобы проводник саморегулировался.

Стоит указать, что греющий кабель с саморегуляцией обладает высокой механической прочностью, устойчивостью к влаге и экономичностью при электропотреблении. Он нуждается в том, чтобы была прочная многослойная изоляция. Также он спокойно может работать в воде. Главное — сделать качественную изоляцию специальной термоусадочной пленкой. Экономичность заключается благодаря саморегулирующемуся свойству кабеля, а прочность — благодаря многослойности. Она обеспечивается с помощью двух медных проводников, умного полимера и изолирующего полиолефинового или фторполимерного слоя. Предпоследний слой — медная защитная оплетка, а последний — полиолефиновый слой. Благодаря такому составу, кабель прочный и выносливый.

Обратите внимание! Из-за такого изделия получается надежное приспособление, исправно служащее в течение многих лет при любых обстоятельствах и условиях

Как правильно подключать

Перед подключением греющего кабеля необходимо посмотреть, нет ли на трубе повреждений и нет ли острых элементов для повреждения сети. Только так он сможет начать самогреться. Осуществить монтаж сети можно линейным, спиральным и внутренним способом. В первом случае укладывается проводник вдоль трубы. Во втором случае монтаж происходит на трубу, а в третьем случае — по направлению вдоль трубы.

Скрытая укладка внутри трубы

Установка саморегулирующего греющего водопроводного кабеля возможна при помощи длинного провода, острого ножа, термоусадочной пленки для проводниковой изоляции, резинового сальника, тройника, фена для пленочной усадки и электрического провода, имеющего вилку. Вначале нужно определить место ввода в виде внутреннего или наружного участка. Далее насадить на окончание кабеля термоусадочную трубку и нагреть ее при помощи строительного фена во избежание водного контакта и контакта токоведущих частей.

С помощью верхнего отвода завести кабель и надеть на него сальник. Потом протолкнуть проводник и смонтировать провод с вилкой, аккуратно снять изоляцию с оплеткой для обнаружения проводников, припаять к ним провод с соединительной муфтой, зафиксировать сальник и открыть воду, чтобы проверить, нет ли протечек.

Обратите внимание! При хорошем положении дел, нужно включить провод в сеть. Стоит указать, что следует помнить о многоступенчатой защите водопровода от замерзания. Рекомендуется обмотка трубы при помощи тепловой изоляции.

Открытая наружная укладка

Если есть необходимость, можно организовать укладку саморегулирующегося греющего кабеля с наружной стороны водопровода. С помощью него обматываются не только трубы, но и поставленные на них фланцевые модели с соединительными муфтами и вентилями. Самым простым вариантом будет прокладка саморегулирующего кабеля к трубе параллельным образом и закрепление их алюминиевым скотчем. Также может быть осуществлена укладка при помощи спирали или двойной спирали, увеличивающей процесс обогрева.

Для этого может быть использован двойной способ укладки. Один греющий кабель укладывается параллельно, а второй обматывается к трубе по спирали. К трубе он мотается все тем же алюминиевым скотчем или колечком. После завершения намотки, накладывается скотч на кабель по всей части длины. Так достигается максимальная эффективность системы. После укладки кабеля на водопроводную часть трубы и выполнения всех необходимых электроподключений, необходимо обернуть хозяйство при помощи слоя тепловой изоляции. Это препятствует удалению тепла.

Читать еще: Изготавливаем токопроводящий клей в домашних условиях

Как правильно подобрать

Перед приобретением нужного количества проводника, необходимо понять, какой нужен кабель. Он бывает саморегулируемым или резистивным, а также полиолефиновым, фторпластным или фторполимерным. Также он оснащен оплеткой или выпускается без нее. Благодаря оплетке создается более крепкое и устойчивое к разным воздействиям изделие. По температуре бывает кабель с низким, средним и высокотемпературным нагревом.

Обратите внимание! Что касается появления показателя мощности, то он зависит от диаметра трубы. Для труб, имеющих диаметр в 25 миллиметров, подходит проводник с 10 ваттной мощностью, а для тех, что имеют размер в 80 миллиметров, подходит проводник с 30 ваттной мощностью.

Где используется

Саморегулируемый греющий кабель используется в любой проводке для частной нужды, коммерческой организации и промышленности. Применяется, чтобы обогревать канализацию, водопровод, трубу и систему пожарного тушения и повышенной опасности, поскольку может нагреваться. Также он защищает промышленную систему от промерзания, кровлю и водостоки от наледи с сосульками и замерзания ливневок. Он используется для системы теплого пола и теплых степеней.

В целом, саморегулируемым греющим кабелем является кабельный элемент, состоящий из медного проводника и полимерной матрицы. Он обладает выносливостью и прочностью. Работает благодаря внутренней электроизоляции, саморегулируемой греющей матрицы, токоведущим жилам, наружной оболочки и экранирующей оплетки. Подключается с помощью открытой и скрытой наружной и внутренней укладки трубы. Используется как в быту, так и в промышленности.

Саморегулирующий греющий кабель

Саморегулирующий греющий кабель – это универсальное средство, позволяющее избежать промерзания водопроводных труб, предотвратить сход небезопасных масс снега с кровли, а также создать экономичный подогрев полов. Саморегулирующийся нагревательный кабель (СНК) не требует никакого дополнительного оборудования. Подключение производится напрямую к электрической сети.

СНК представляет собой проводное устройство, способное автоматически менять степень обогрева в зависимости от изменения температуры окружающей среды. Это есть главное отличие от аналогичных обогревательных изделий. Провода такого типа называют кабелями самрегами.

Конструктивные особенности

Отличительные особенности самрегов заключаются в наличии следующего:

две токопроводящие медные жилы обладают высоким сопротивлением;
полупроводниковая матрица расположена между медными проводниками;
внутренняя изоляция жил и матрицы с равномерной структурой и максимальной теплопроводностью;
экран представляет собой металлическую оплётку, охватывающую внутреннюю изоляцию;
наружная теплопроводная оболочка защищает СНК от механических повреждений и агрессивной среды.

Принцип действия

Принцип действия устройства – это использование свойства матрицы греющего саморегулируемого кабеля. Две параллельные токопроводящие жилы заключены в пластину. Это проводящий полимер, который меняет своё электрическое сопротивление прямо пропорционально изменению температуры внешней среды. В некоторых моделях проводники вместо пластины соединены спиральными матричными нитями. Чтобы понять, как работают саморегулирующиеся нагревательные кабели, надо рассмотреть несколько видов обогрева.

Пример с тёплыми полами

Комфортная температура нагрева напольного покрытия – это 36-380С. Чтобы подобрать длину и мощность СНК, применяют особую методику теплового расчёта. Пока будет включён самрег, в помещении будет установлена стабильная комфортная температура. Единственным недостатком таких тёплых полов является отсутствие возможности регулировки уровня прогрева.

Пример с водопроводом

СНК обогревает водопроводную трубу на определённом уровне. Когда температура воздуха начинает понижаться, одновременно падает сопротивление матрицы, что вызывает увеличение силы тока, протекающего в медных жилах самрега. Вследствие чего увеличивается степень нагрева проводников. При повышении температуры процесс протекает в обратном порядке.

Пример с обогревом кровли

Общеизвестно, какую опасность представляют скопившиеся массы снега на крышах домов и висящие сосульки. Саморегулирующаяся система обогрева кровли представляет собой СНК, уложенный особым способом. Форма раскладки самрега зависит от конфигурации крыши.

Уровень прогрева кровли постоянно корректирует саморегулируемый кабель. Это обеспечивает постепенное таяние снежного покрова и стекание его в виде талой воды.

Важно! При таком способе обогрева кровли достигают две цели. Снежные осадки не скапливаются на крыше и не создают риск падения снежных массивов на людей, в то же время кровля дома не подвергается чрезмерной снеговой нагрузке.

Как выбрать СНК

При выборе саморегулирующегося термошнура надо обращать внимание на правильность расположения его элементов и их качество. Приобретать нужно продукцию крупных проверенных изготовителей. Стоит опасаться покупки низкокачественных изделий производства малоизвестных фирм. При выборе СНК надо обращать внимание на следующие параметры.

Внутренняя изоляция

Она должна обладать хорошей теплопроводностью и иметь плотную структуру. По возможности нужно измерить её сопротивление. Нормативная величина равна 1 Ому.

Экран

Должно быть обязательное наличие экранированной оплётки. Её отсутствие говорит о том, что потребителю предлагают некачественную продукцию. Экран не только придаёт самрегу жёсткость, но и является элементом заземления.

Внешняя оболочка

Вид верхнего защитного слоя зависит от условий монтажа кабеля. Для прокладки внутри водопроводных труб СНК должен быть покрыт оболочкой из фторопласта. Если укладка провода происходит на крыше в качестве снегозащиты, то термошнур надо выбирать с оболочкой из термопластика или полиолефина, устойчивых к ультрафиолету.

Степень нагрева кабеля

Кабель саморегулирующийся по уровню нагрева выбирают в зависимости от условий его эксплуатации. Различные типы термокабелей могут греться от +650С до +1900С.

Так, со средней температурой нагрева СНК применяют в трубопроводах большого диаметра или на кровлях домов. Маломощными термошнурами утепляют водопроводы небольшого диаметра. Высокотемпературные обогреватели применяют на промышленных предприятиях.

Сертификат

При покупке СНК нужно поинтересоваться наличием сертификата качества изделия. Производитель указывает в нём степень огнестойкости, взрывобезопасности и срок службы проводной продукции.

Обратите внимание! Отсутствие сертификата на СНК может быть уловкой сбыта некачественной продукции. Если в его предъявлении отказывают по разным причинам, то лучше отказаться от покупки.

Обогрев с помощью электрокабеля

Существует два способа обогрева электрическим кабелем. Это применение резисторного шнура и саморегулирующегося термокабеля. Резистивные провода – это обычные нагревательные шнуры, температуру которых регулируют с помощью дополнительного оборудования.

Саморегулирующий греющий кабель не нуждается в этом. Он самостоятельно поддерживает заданный уровень нагрева. В этом есть его неоспоримое преимущество перед своими аналогами.

Прокладка и подключение

Прокладку греющего саморегулирующего нагревательного кабеля осуществляют, как открытым, так и закрытым способом.

Внешняя укладка СНК

Утепление трубопроводов осуществляют продольным монтажом самрега. Проложенный кабель вдоль трубы крепят кольцами из алюминиевого скотча. Крепёж из алюминия увеличивает площадь теплоотдачи термокабеля. Кабель обязательно фиксируют снизу трубопровода, потому что именно там начинает замерзать вода.

В некоторых случая трубы оборачивают кабелем в виде спирали. Намотку провода делают с шагом 50-70 мм. Это делают в тех местах, где риск заморозки особенно велик.

Дополнительная информация. Для достижения улучшенного эффекта обогрева трубу со шнуром можно дополнительно обернуть матами из минеральной ваты или других материалов.

Наружная укладка СНК применяется при монтаже обогревательных систем на кровлях домов и сооружений. При укладке учитывают сложный рельеф крыш. Для этого есть специальные методики проектирования кровельной снегозащиты. Также греющие кабели протягивают под водосливами. В зимнее время талая вода в них не замерзает и стекает в воронки водосточных труб.

Для любой открытой электропроводки важна оболочка из материала, стойкого к ультрафиолетовому излучению. Наружные СНК переносят довольно низкие температуры, но не выдерживают многократных изгибающих нагрузок. Поэтому при внешней укладке кабеля нужно избегать резких изгибов электропроводки и не допускать вторичного её использования.

Скрытая проводка самрега

В трубопроводах большого диаметра самреги протягивают внутри них. Это относится, как к водопроводным трубам, так и канализационным коллекторам. Для водопровода используют греющие провода сертифицированные, как пищевые кабели. Это подтверждается маркировкой на самих изделиях.

К недостаткам такого способа обогрева следует отнести то, что в процессе эксплуатации системы кабель порой обрастает шлаковыми отложениями. Это вызывает уменьшение просвета труб, что существенно сказывается на производительности водоснабжения.

Монтаж СНК внутри труб производится через тройники и запорную арматуру. Замена кабеля не вызывает особых сложностей. Старый провод вытягивают и меняют его на новый термошнур.

Скрытую укладку СНК для устройства тёплых полов производят таким же образом, как и монтаж стандартного греющего кабеля. Для этого специально готовят основание пола и укладывают на него СНК. Затем систему обогрева закрывают цементной стяжкой или специальным плиточным материалом. После этого устанавливают напольное покрытие. Это может быть керамическая плитка или ламинатный паркет, линолеум и пр.

Для скрытой прокладки саморегулируемого греющего кабеля в стенах в них перфоратором вырубают штробы. Каналы делают змейкой по вертикали или горизонтали. После укладки СНК его закрывают штукатуркой либо другим облицовочным материалом. Если монтируют гипсокартон, то кабель прокладывают между облицовкой и капитальной стеной.

Положительные качества

Саморегулирующий кабель обладает массой преимуществ. Вот самые существенные из них:

Основным достоинством саморегулирующего греющего кабеля является отсутствие регуляторного и трансформаторного оборудования.
Кабель можно разрезать на нужные отрезки и монтировать его даже в самых сложных условиях прокладки.
Замену кабеля новым термокабелем можно осуществить вполне самостоятельно, не привлекая профессионалов.

Если не хватает опыта по монтажу такого типа греющего оборудования, то лучше доверить это дело специалистам. Они определят нужные параметры, модель кабеля и установят его так, что он прослужит долгие годы.

Видео

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.

Читать еще: Передача электроэнергии на расстояние без проводов

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.

Используемые для подогрева токоведущие элементы подразделяются на резистивные (линейные и зональные), саморегулирующие и индуктивные. Все виды нагревательных кабелей отличаются принципом работы и конструкцией. Рассмотрим более детально особенности каждого из них.

Резистивные линейные.

Линейный нагревательный кабель представляет собой конструкцию из обычного провода, концы которого подключаются к источнику электропитания. Таким образом, линейную модель принципиально можно представить в виде последовательно включенного сопротивления резистивного типа, характеризующегося постоянной мощностью нагрева. По количеству жил он подразделяет на одножильный и двухжильный нагревательный кабель.

Одножильный линейный.

Рис. 1: конструкция одножильного линейного кабеля

Посмотрите на рисунок, одножильные марки состоят из нагревательной жилы с высоким удельным сопротивлением, как правило, стали или ее сплавов. Также сюда входит один или несколько слоев термоустойчивой изоляции, которая не деформируется при нагревании. Такой вид нагревательного проводника может оснащаться экраном для удаления помех, создаваемых ним самим и устройства защиты от замыкания на землю.

Его основным преимуществом является простота и неприхотливость в эксплуатации, также он может контактировать с проводящими конструкциями и подвергаться нахлесту. А к недостаткам можно отнести необходимость использования заводской секции установленной длины (отрезать нужный вам кусок нельзя), необходимость подключать концы секции в одной точке к «+» и «–» или к нулю и фазе.

Двухжильный линейный

Рис. 2: конструкция двухжильного линейного кабеля

Конструктивно двухжильные марки имеют два вывода, подключаемые к источнику электроэнергии. В его состав входят те же элементы, что и в одножильный с одним отличием – в нем находятся две параллельно расположенные жилы вместо одной. Что предоставляет дополнительное преимущество – двухжильный нагревательный кабель, в отличии от одножильного, не нужно возвращать вторым концом секции к месту подключения, что предоставляет определенное удобство при обогреве трубопроводов и других протяженных конструкций.

Резистивные зональные

Зональные кабели представляют собой разновидность резистивного, с тем отличием, что имеет более сложную и функциональную структуру. В сравнении с линейным конструктивно он имеет следующую особенность:

Рис. 3: конструкция зонального кабеля

Как видите на рисунке, зональный кабель так же, как и линейный включает в себя две токоведущие медные жилы, внутреннюю изоляцию для каждой жилы, нагревательную проволоку из материала с высоким удельным сопротивлением, внешнюю изоляцию.

Его конструкция отличается наличием окошек во внутренней изоляции, в которых к токоведущему проводнику подсоединяется нагревательная проволока. Сами окошки расположены на расстоянии 1 – 2м друг от друга. Таким образом, между окошками нагревательный элемент подключается параллельно и воспринимает на себя напряжение сети. То есть на каждый из участков проволоки приходиться по 220 В или та величина, которая подается на греющий кабель.

За счет такого конструктивного решения постоянным сопротивлением должна обладать не вся протяженность, а только проволока, расположенная на участке в 1 – 2 м, получившая название зоны (от чего и берет название данный тип кабеля). Благодаря такой конструкции длина секции может подбираться произвольно в зависимости от ваших личных пожеланий.

Саморегулирующиеся кабели

Саморегулирующийся кабель отличается от предыдущих вариантов и конструктивным исполнением, и принципом работы.

Рис. 4: конструкция саморегулирующегося кабеля

Посмотрите на рисунок, здесь показана конструкция саморегулирующегося кабеля, включающая в себя:

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

Рис. 5: принцип работы полупроводниковой матрицы

Именно эта часть саморегулирующего кабеля является своеобразным датчиком температуры. Чем больше нагрета окружающая среда, тем меньше проводимость нагревательных элементов, величина протекающего через них тока снижается, равно как и величина выделяемого тепла. В этом и выражается функция саморегуляции уровня температуры.

Основным преимуществом такого нагревательного кабеля является его полная автономность – количество получаемой тепловой энергии самостоятельно подстраивается под температуру среды, в которой он находится. За счет чего разные участки нагревательного кабеля будут иметь нелинейную мощность, выдавая нужную вам температуру в конкретной ситуации. Еще одним преимуществом такого типа нагревательного устройства является его произвольная длина. Но к недостаткам стоит отнести то, что продается он стандартными бухтами и не имеет соединительных элементов в комплектации.

Индуктивные нагревательные кабели

Принцип действия такого типа нагревательного кабеля заключается в наведении ЭДС внутри ферромагнитной среды. Конструктивно он состоит из токоведущей жилы, которая наматывается на ферромагнитный сердечник на подобии катушки. При протекании тока по токоведущей жиле в сердечнике будет наводится эдс. Нагревание происходит за счет электрических потерь от тока в проводнике и от потерь в стали по принципу скин-эффекта.

Главным отличием от других типов нагревательных кабелей является соотношение выделяемой тепловой энергии. Здесь потери в меди составляют всего 20%, в то время как в ферромагнитном материале будут теряться остальные 80%. В зависимости от конкретной марки соотношение потерь может отличаться. За счет чего линейная мощность индуктивного кабеля может быть гораздо ниже при обеспечении той же температуры нагрева.

Особенности монтажа

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

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

Теперь рассмотрим несколько практических советов касательно особенностей прокладки в частных ситуациях. Если нагревательный кабель используется для обогрева кровли или других объектов, где он устанавливается под прямыми солнечными лучами, лучше использовать экранированные марки. Так как у моделей с оплеткой используется куда более устойчивая оболочка, чем у кабелей общего назначения.

При обогреве водостоков, необходимо выбирать место расположения в наиболее холодной точке или с наименее прогреваемой стороны. В горизонтальных желобах нагревающий кабель необходимо устанавливать в нижней части желоба, чтобы теплые массы поднимались вверх и плавили лед выше. В вертикальных трубах водосточной системы со стороны стены здания, как показано на рисунке, так как она прогревается хуже всего:

Рис. 6: Пример монтажа в водосточной системе

Так как нагревательный кабель может располагаться в воде, им можно напрямую прогревать водопроводные трубы или системы отопления. Устанавливают его внутри трубы, как показано на рисунке:

Рис. 7: пример прокладки греющего кабеля внутри трубы

Следует отметить, что монтировать нагревательный проводник внутри канализационных и сточных труб запрещено, так как за него будет цепляться различный мусор. Из-за чего возникнут пробки, ухудшающие проходимость и приводящие к полному перекрытию. Поэтому полимерные и металлические трубы канализации прогреваются посредством установки нагревательных элементов с внешней стороны. Но стоит отметить, что нагревательный провод должен изолироваться от слоя теплоизоляции посредством специальной алюминиевой ленты.

Области применения

Нагревательный кабель применяется для обогрева таких конструктивных элементов:

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

В промышленной сфере нагревающий кабель может иметь и более специфическое применение, примеры некоторых из них и необходимые параметры для их эффективной работы приведены в таблице ниже:

Таблица: область применения нагревающего кабеля