Обогревающий кабель для труб – Кабель для обогрева водопроводной трубы: секреты выбора и монтаж

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.

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.

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

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

Двухжильный линейный

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

Резистивные зональные

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

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

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

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

Саморегулирующиеся кабели

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

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

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

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

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

Индуктивные нагревательные кабели

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

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

Особенности монтажа

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

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

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

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

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

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

Области применения

Нагревательный кабель применяется для обогрева таких конструктивных элементов:

• 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

www.asutpp.ru

устройство и прокладка прогревочного шнура

Даже небольшие морозы могут угрожать работе трубопровода холодной воды или канализации. Жидкость, проходящая по трубам, может стать слишком вязкой или даже полностью кристаллизироваться. Как защитить эти системы от замерзания? Инновационными методами защиты трубопроводов является кабель обогревающий для труб — устройство, которое с успехом используется не только в частных домах или дачных поселках, но и в промышленных масштабах.

Конечно, есть немало других видов теплоизоляции трубопроводов, но большинство из них не всегда может справиться со своей задачей. В то же время подогревающий кабель для труб даже в очень сильные морозы убережет системы от теплопотерь, защитит от наледи и промерзания. Помимо обычной защиты трубопроводов от промерзания нагревающий кабель для труб также поддерживает в них необходимую температуру.

Разновидности и устройство обогревающих систем

Как устроен нагревательный кабель, каков принцип его работы? На первый взгляд — это обычный гибкий шнур (диаметром от 8 мм), защищенный изоляцией, который может быть представлен в различных модификациях в зависимости от предназначения, мощности и требований эксплуатации.  При включенном в сеть кабеле, по нему проходит электрический ток и выделяется тепло.

Тепловыделение напрямую зависит от силы тока и потребляемой мощности. 

Для обогрева трубопроводов с использованием нагревающих элементов используются резистивный и саморегулирующийся виды обогревательных устройств.

Резистивный нагревательный элемент

Отличие этого кабеля в том, что у него нагревательный элемент имеет постоянное сопротивление. Соответственно, его тепловая мощность тоже не меняется и находится в пределах 10-20 Вт на погонный метр.  Несомненным плюсом резистивного кабеля является невысокая цена, обусловленная технологией изготовления и принципом действия.

Конструктивно, греющий кабель для труб резистивного типа — это обычная внутренняя жила, изготовленная из металла высокого сопротивления в пластиковой (прорезиненной) изоляции с медным экранированием. Поставляется отрезками заданной длины, которые нельзя нарезать по своему усмотрению и следует заземлять в обязательном порядке.

При оснащении трубопроводов данным видом нагревательного элемента необходимо следить, чтобы не было его перехлестов, которые могут привести к перегоранию.

Саморегулирующийся кабель  для труб

Само название говорит о том, что он может подстраиваться под внешние условия, например, под температуру окружающей среды. Именно от нее будет зависеть электрическое сопротивление нагревательного устройства, а также количество выделяемого тепла.

Сопротивление в таком кабеле меняется локально, выборочно. Нагрев усиливается только на том участке трубопровода, где замечается отвод тепла.

Другие преимущества саморегулирующегося  кабеля:

• надежность — он практически не может перегореть;
• экономичность — обеспечивается наличием полупроводниковой матрицы, которая при необходимости понижает или повышает мощность нагрева;
• простота и удобство в установке;
• возможность получить отрезки любой длины;
• отсутствие необходимости в дополнительном контролирующем оборудовании или термостатах.

Прокладка нагревающего кабеля

Для обогрева домашних трубопроводных сетей предлагается три способа установки обогревательных элементов.

Первый способ — самый надежный. Кабель подогревающий укладывается непосредственно на саму трубу по всей длине коммуникации, а уже на него укладывается слой теплоизоляции, который надежно защищает само обогревающее устройство.

Подобная схема позволяет дополнительно сохранить тепло и снизить теплопотери.

Второй способ подходит не ко всем системам. В этом случае кабель находится непосредственно в жидкости, внутри трубы.  Для водопровода оболочка кабеля должна соответствовать общим стандартам пищевой безопасности, поэтому для такого способа прокладки подходят далеко не все устройства.

В третьем варианте трубы просто обматывают кабелем по спирали, который, в свою очередь, дополнительно крепится термостойкой липкой лентой. Единственный минус — получается довольно накладно по цене.

В любом случае, трубопроводы в нашем климате не могут существовать без дополнительного подогрева, а нагревающие кабели идеально справляются с поставленной задачей.

vsetrybu.ru

Греющий кабель для водопровода: выбираем обогрев труб

Если еще буквально несколько лет назад система защиты трубопроводов от замерзания использовалась исключительно в промышленных масштабах, то в наше время она актуальна и в быту. Такие системы обеспечивают нормальное функционирование трубопровода даже при очень низких температурах воздуха.

Подобные системы порой предотвращают аварийные ситуации, связанные с замерзанием трубопровода, что может быть причиной его разрушения. Для того, чтобы защитить трубопровод от замерзания, применяют греющий кабель.

В греющий кабель для водопровода входит: электрический и нагревательный проводники термоограничителя и штепсельной вилки. Эти проводники соединены лазерной спайкой. Кабель полностью неподвластен влиянию влажной среды, поскольку прочно защищен бесшовной внешней изоляцией.

Температуру в трубе контролирует термоограничитель. Если она поднимается до 15 градусов, он автоматически выключает питание. Если температура опускается до 5 градусов питание в кабеле восстанавливается.

Виды греющего кабеля для трубопровода:

— резистивный
— саморегулирующийся

Резистивный кабель — это достаточно несложная конструкция. У него невысокая стоимость, но при этом — большой объем потребляемой электроэнергии при сравнительно небольшой области использования (например, теплые полы или трубы d= до 4 см).

Греющий кабель для водопровода

Данный тип кабеля включает в себя:

— одну или две нагревательные жилы
— слоя изоляции
— экран-сетку
— защитную оболочку

Резистивным называют провод, состоящий из одной или нескольких нагревающих жил, которые заключены в специальные оболочки с экраном. Это законченные изделия — участки различной длины и мощности.

Одножильные провода подсоединяют к электросети двумя концами, т.к. при монтаже к одной точке нужно подвести оба конца провода. Двухжильные провода подключаются одним концом.

Основным минусом резистивных проводов является постоянная работа на полной мощности и невозможность резки их на части.

Саморегулирующийся греющий кабель работает на сложном сопротивлении. Сопротивление такого вида кабеля меняется в зависимости от температуры воды. При увеличении сопротивления происходит снижение тепловыделения, а при уменьшении сопротивления — выделение тепла увеличивается.

Саморегулирующийся греющий провод включает в себя две параллельные жилы, впрессованные в матрицу, изготовленную из полимера. Сопротивление этого провода меняется в зависимости изменения температуры воздуха.

Установка провода или кабеля такого типа осуществляется проще, потому что его можно нарезать на части нужной нам длины. Саморегулирующийся греющий кабель для труб является незаменимым при сложной конфигурации трубопровода. Это исключит возможность перегрева, в результате перепадов температур на разных участков водопровода.

Плюсы от применения саморегулирующегося провода

Большая область применения такого провода: трубы разного диаметра, а также — емкостей, водостоков и т.д. Главное его отличие — это возможность реагировать на температуру воды в трубопроводе без каких-либо дополнительных электронных датчиков.

Саморегулирующийся провод отличается от резистивного и внешне, и по набору составных частей:

— две токоотводящих жилы из меди, встроенные в матрицу из полимера, на основе углерода
— полупроводящая матрица
— несколько слоев термопластической изоляции
— оплетка из медной сетки
— наружная защитная оболочка

Греющий кабель внутри и снаружи трубы

— возможность нарезки
— удобство монтажа
— длительный период использования

Как правильно выполнить установку греющего кабеля для водопровода

Помимо того, что кабель может монтироваться во внутрь трубопровода, его можно установить и по верх трубы, обмотав ее им снаружи. Главная задача — подобрать его так, чтобы потери тепла в сети были больше количества тепла, выделяемого системой.

Существуют два основных способа монтажа греющего провода

1. Наружная прокладка — самое распространенное использования наружного монтажа. Этот метод может быть применен только в том случае, если трубопровод хорошо утеплен и гидроизолирован, особенно тот участок, который находится на поверхности земли. Этот вид установки можно выполнить своими руками, поскольку он несложный.

2. Внутренняя прокладка греющего провода.

Этот способ хорошо используется для канализационных систем, в некоторых случаях и для систем отопления. Но для водопровода с питьевой водой его использовать не следует.

Самым удобным такой способ монтажа оказывается при прокладке в уже установленных трубопроводах, с ограниченным к нему доступом. При заведении провода в трубы не повредите изоляцию об выступающие элементы деталей. Ввод провода происходит через муфту, которая устанавливается на систему.

При монтаже проводов для обогрева труб самым главным условием является хорошая изоляция провода, это может быть алюминиевая фольга или скотч-фольга.

Монтаж греющего кабеля

1. Вытягивание провода по длине в линию и приклеивание его липкой лентой.

2. Подвешивание провода нужной длины по трубе в виде петель.

В данном случае провод прихватывается к трубе при помощи кусочков скотча, далее наматывается петлями на трубу и приклеивается скотчем по всей длине.

3. Наматывание кабеля на трубу по спирали и приклеивание липкой лентой.

Как правильно подобрать греющий кабель для труб

В нашем суровом климате одной только теплоизоляцией водопроводных и канализационных труб не обойтись. Выбор обогревающего кабеля производится исходя из того, какие перед ним будут поставлены задачи.

Для частных домов, коттеджей, канализационных труб, водопроводов обычно применяют обогреватели небольшого размера. Достаточно кабеля мощностью не более 50-56 Вт/м. Такой мощности должно хватить, чтобы подача воды происходила беспрепятственно.

Кабели большей мощности требуют и больших затрат электроэнергии, т.е. приведут к повышению расходов на их эксплуатацию. Как правило, на поверхности изделия указывается рабочая мощность греющего кабеля и мощность в состоянии покоя. Смотрим видео.

Читайте также:

teplomex.ru