Принцип работы греющего саморегулирующего кабеля

Содержание

Устройство и принцип работы саморегулирующегося греющего кабеля – Теплокабель

Принцип работы греющего саморегулирующего кабеля

Саморегулирующийся кабель — это усовершенствованный вариант электрического греющего кабеля.

Впервые саморегулируемый нагревательный кабель был разработан специалистами американской компании Raychem Corporation. Выпуск этого кабеля принес компании всемирную известность, поскольку его свойства были сразу оценены там, где необходимо защитить от замерзания используемое оборудование или поддерживать неизменной температуру какого-либо объекта.

В настоящее время саморегулируемый греющий кабель выпускается многими известными мировыми производителями электротехнической продукции, в том числе и российскими предприятиями.

Греющий саморегулируемый кабель широко применяется в различных отраслях промышленности, в строительстве, в жилищно-коммунальной сфере и в быту. Такая востребованность изделия обусловлена его уникальными свойствами, а свойства эти определены его конструктивными особенностями и принципом действия.

Конструктивно греющий кабель саморегулирующего типа сложнее резистивного кабеля постоянной мощности. Он содержит полимерную матрицу, которая изменяет сопротивление под действием внешней меняющейся температуры, в результате чего изменяется количество выделяемой тепловой энергии.

На рис. 1 представлено схематическое изображение саморегулирующегося греющего кабеля.

Рис. 1

Нагревательная часть кабеля состоит из двух луженых медных жил (1), залитых пластичной смесью графита с полупроводниковым полимером, образующей саморегулирующуюся матрицу (2). Токопроводящие медные жилы замыкаются через матрицу.

Изолирующий слой нагревательной части (3), выполненный  из фторполимерного термопласта, одновременно защищает ее от воды. Экранирующая оплетка из луженой меди (4) служит для заземления кабеля, механической и электрической защиты.

Наружная оболочка (5) выполняется, в зависимости от условий эксплуатации нагревательного кабеля, из разных материалов. Для простых условий эксплуатации применяется оболочка из полиолефинового пластиката.

Для сложных эксплуатационных условий (агрессивная среда, конденсат, ультрафиолетовое излучение и др.) используется фторполимер.

Обработка матрицы и внешней оболочки саморегулируемого кабеля производится методом радиационного сшивания.

Принцип работы

Полупроводниковая матрица имеет высокий положительный температурный коэффициент сопротивления (ТКС): при увеличении температуры увеличивается ее сопротивление, уменьшается сила тока и выделяемая мощность, то есть количество выделяемого тепла, и наоборот — снижение температуры приводит к увеличению выделяемого тепла. Работает это следующим образом.

Полупроводник саморегулирующейся матрицы содержит проводящие частицы. Условно такая матрица может быть представлена в виде большого числа сопротивлений, включенных параллельно между токопроводящими жилами (рис. 2).

Рис. 2

При подаче на токопроводящие жилы напряжения возникает ток, матрица нагревается, материал ее расширяется, в результате чего нарушаются контакты между отдельными проводящими частицами, что равносильно уменьшению количества параллельно включенных сопротивлений и увеличению общего сопротивление матрицы. В результате уменьшается ток и количество выделяемого тепла. Так поддерживается стабильный температурный режим.

Чем ниже температура участка, тем больше проводящих путей, меньше сопротивление, больше ток и сильнее нагрев (рис. 3).

Рис. 3

На участке 1 с высокой температурой мало проводящих цепочек, велико сопротивление матрицы, величина тока мала и теплоотдача мала также. На участке 2 температура ниже, сопротивление матрицы меньше, больше ток и теплоотдача. На участке 3, где самая низкая температура, больше всего проводящих дорожек, сопротивление мало, ток и выделяемая мощность самые большие.

То есть при изменении температуры обогреваемого участка изменяется сопротивление матрицы соответствующей части кабеля и количество выделяемой тепловой энергии на этом участке.

Преимущества

Главные преимущества саморегулируемого кабеля — энергетическая и экономическая эффективность. Это связано с тем, что при повышении температуры на каком-либо участке автоматически снижается мощность нагрева, а соответственно и потребление электроэнергии.

Кроме того, структура кабеля позволяет при монтаже системы обогрева резать его на куски необходимой длины без ущерба для его физических свойств. Это дает возможность использовать такой нагревательный кабель только на проблемных участках, где особенно велика вероятность замерзания в холодное время года, что позволяет сэкономить средства.

Виды и характеристики

По своему назначению выпускаемые кабели условно делятся на промышленные и общестроительные.

Саморегулируемые кабели промышленного назначения используются для защиты от замерзания, обогрева или поддержания температуры промышленных трубопроводов, резервуаров, емкостей и другого технологического оборудования. на предприятиях добывающей, перерабатывающей, химической, металлургической, легкой и пищевой промышленности, в энергетике и машиностроении. В большинстве случаев эти кабели выпускаются во взрывозащищенном исполнении.

Общестроительный кабель не является взрывозащищенным, поэтому при своей достаточной универсальности не может применяться в зонах с повышенной взрыво- и огнеопасностью. Такие кабели предназначены  для систем обогрева бытовых трубопроводов и антиобледенительных систем кровли, площадок, лестниц и т.п.

К основным техническим характеристикам относятся:

  • напряжение питания, В;
  • номинальная мощность погонного метра, Вт/м;
  • удельное сопротивление пускового тока, А;
  • сечение токопроводящих жил, мм2;
  • максимальная рабочая температура кабеля, °C;
  • максимальная температура окружающей среды, °C.

При выборе саморегулируемого греющего кабеля учитываются все параметры и характеристики изделия, а также его условия эксплуатации.

Саморегулирующий греющий кабель: принцип работы

Принцип работы греющего саморегулирующего 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.

Саморегулируемый греющий кабель для защиты труб от промерзания и деформации

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.

Вам это будет интересно  Все об кабеле ААБлТехнические кабельные характеристики

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

Конструктивные кабельные особенности

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.

Правильное подключение греющего проводника

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.

Вам это будет интересно  Применение кабеля КГН

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.

Подключение труб скрытой укладкой

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.

Подключение труб наружной укладкой

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.

Критерии выбора греющего кабеля

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.

Вам это будет интересно  Самодельный греющий кабельИспользование кабеля в быту для защиты труб от промерзания

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.

Особенности и принцип работы саморегулирующего кабеля

Принцип работы греющего саморегулирующего кабеля

В зимнее время не редко случаются случаи, когда  деформируются водопровода,  кровли или другие производственные элементы.  Для устранения этой проблемы, были разработаны несколько разновидностей нагревательных проводников. Но, по отзывам потребителей самым эффективным в эксплуатации считается саморегулирующий кабель.

Принцип работы саморегулирующего кабеля

Саморегулирующий провод – это инновационное устройство, которое может самостоятельно изменять свою мощность в зависимости от окружающей среды.

То есть, при низкой атмосферной температуре, он начинает сильнее нагревать объект, причем не по всей длине, а для необходимых участков.

При снижении окружающей температуры происходит обратный эффект, и саморегулирующий кабель снижает нагрев. Но, несмотря на это он продолжает работать, с более низкой мощностью.

Чтобы рассмотреть более точный принцип работы саморегулирующего провода приведем пример. Допустим, устройство предназначено для защиты водопровода в зимний период, от промерзания. Для этого он должен поддерживать плюсовую температуру трубы в 6 градусов.

Чтобы выполнить эти функции, провод не будет включаться, при понижении окружающего климата или отключаться при достижении необходимой температуры.  Он будет работать постоянно, только с разной мощностью.

То есть при низкой температуре мощность кабеля повышается, при высокой — снижается.

Особенности конструкции саморегулирующего кабеля

Саморегулирующий кабель отличается от других нагревательных проводников, не только принципом работы, но и своей особенностью конструкции. Состоит он из определенных элементов, таких как:

  1. Двух металлических жил. В их задачу входит обеспечить провод электроэнергией.
  2. Саморегулирующей матрицы. В функции этого элемента входит выполнять регулировку и нагрев температуры. Располагается матрица параллельно между двумя проводниками, где подключившись к ним, она получает необходимую электроэнергию.
  3. Изоляционного слоя. В его функции входит не допустить утечку тепла.
  4. Экранирующей оплетки. Данный элемент выполнен из металла, который защищает устройство от электромагнитных воздействий
  5. Внешней оболочке. Это покрытие предназначено для защиты всей конструкции кабеля от технических повреждений.

За счет такой конструкции саморегулирующий провод имеет хорошую устойчивость к разным повреждениям, что в свою очередь обеспечивает долгий эксплуатационный срок.

Но особенностью данной конструкции все — же является матрица. Это обусловлено тем, что каждый ее участок, может выполнять отдельные функции. То есть она прогревает провод не по всей длине, а только необходимых областях. Таким  образом, один участок провода может быть холоднее другого или наоборот горячее.

Также стоит отметить, что саморегулирующий провод может иметь произвольную длину. Поэтому при его покупке не нужно проводить предварительные расчеты.

Если кабель окажется длиннее, его можно будет (без опаски за работоспособность) самостоятельно укоротить.

Такая особенность заключается в том, что у кабеля каждый сантиметр задействован в работе, поэтому даже при его поломке он будет продолжать выполнять свои функции.

Технологические характеристики кабеля

Саморегулирующий провод, производится несколькими моделями, которые имеют свои особенности. Поэтому при выборе модели, нужно учитывать соответствуют ли ее технологические характеристики с областью применения.

Мощность кабеля

Мощность провода может быть разной. Это зависит от видов модели. В среднем минимальная мощность на 1 кв.м. составляет – 5 Вт., максимальная – 150 Вт. Но, не стоит забывать, чем выше мощность, тем больше потребление электроэнергии.

Поэтому при выборе кабеля стоит учитывать климат региона проживания. Для жителей северных областей рекомендуется использовать кабеля высокой мощности.

Для южных регионов достаточно будет смонтировать кабель малой мощности, иначе теплоотдача будет та же, а затраты на потребление электроэнергии возрастут.

Температура кабеля

Еще одной исходной точкой при выборе кабеля является его рабочая температура. По уровню нагрева они делятся на три вида:

  • низкотемпературные – 65 °С;
  • среднетемпературные — 120 °С;
  • высокотемпературные — 240 °С.

Для защиты водопровода достаточно будет выбрать саморегулирующий кабель с малой мощностью и температурой. Для других целей, мощностью не менее 25 Вт, и температурой от 120 °С.

Как и любого оборудования, в эксплуатации, у саморегулирующего провода есть свои достоинства и недостатки. К плюсам устройства относят:

  • равномерное, при необходимости частичное прогревание;
  • устойчивость к перепадам температуры;
  • экономия на электропореблении;
  • безопасность в эксплуатации;
  • без ограничений в длине.

Но, несмотря на приведенные достоинства, у устройства есть и свои минусы. К ним относят:

  • высокая стоимость;
  • выпускается без комплектующих деталей.

Более существенных недостатков в эксплуатации провода нет.

Область использования саморегулирующего провода

Изначально, нагревательные кабеля использовались в качестве защиты трубопроводов и канализаций, от промерзаний. Все дело в том, что при отсутствии возможности углубить или обеспечить трубы теплоизоляцией, в них под действием холода леденела вода, которая по физическим свойствам расширялась, тем самым нанося вред.

В настоящее же время саморегулирующие кабеля имеют обширную сферу применения. Условно их можно разделить на следующие области:

  1. Промышленные цели. Здесь саморегулирующий провод защищает бытовые трубопроводы, вентили, счетчики воды и другие элементы, где присутствует вода. Для этого нагревательный кабель соединяют с питающим, у которого находится евро – вилка, за счет которой происходит подключение к электросети.
  2. Защита кровли и водостоков. В этом случае для предотвращения наледи и сосулек, нагревающий кабель укладывается по краю всей площади крыши.
  3. Обогрев дорожек и теплиц. Чтобы при заморозках на площадках возле дома не образовалось гололеда, а рассада не пострадала от холода, саморегулирующий кабель заливают в цемент или закапывают в грунт.
  4. Не стандартное использование. Многие потребители используют саморегулирующий провод, как дополнительный источник тепла. Для этого его вплетают в мягкую мебель, коврики для ног или даже подушки.

Как видно данный провод можно использовать для разных целей, все зависит от смекалки потребителя.

Монтаж и подключение

Для того чтобы нагревающий провод во время своего эксплуатационного срока выполнял свои функции необходимо провести правильный монтаж. При определенном опыте, он не отнимет много времени и сил, но прежде чем к нему приступить необходимо, запастись следующими материалами и инструментами:

  • кабелем необходимой длины;
  • ножницами;
  • сальником;
  • тройником;
  • феном;
  • электропроводом.

Подготовив все необходимое оборудование можно приступить к монтажу. Выполняется он двумя способами: наружным и внутренним.

Для провидения первого способа укладки, понадобиться очистить используемую поверхность от грязи и пыли. Далее провод прокладывается вдоль всей необходимой площади. Затем с интервалом в 30 см, он на хомуты крепиться к поверхности, которую нужно защитить от деформации.

Второй способ чаще используется для защиты водопроводов и водостоков, от промерзания. Для этого в трубе встраивается тройник. Далее через верхнее отверстие вводится провод, а через боковой отвод соединяется водопровод с потребителем.

С более подробной информацией по укладке нагревательного элемента можно ознакомиться в прилагаемой инструкции.

В независимости от выбора монтажа, саморегулирующий провод подключается к электрическому питанию, при помощи обжимных муфт, благодаря которым соединение получается крепким и надежным.

Рассмотрев характеристики и принцип работы саморегулирующего греющего кабеля, можно убедиться в том, что это и в самом деле инновационная разработка, при использовании которой можно предотвратить много проблем в зимний период. При ее выборе важно лишь учесть совмещение мощности и температуры с обогревающим объектом.

Принцип работы греющего саморегулирующего кабеля

Принцип работы греющего саморегулирующего кабеля
Саморегулирующийся кабель — это усовершенствованный вариант электрического греющего кабеля.

Впервые саморегулируемый нагревательный кабель был разработан специалистами американской компании Raychem Corporation

. Выпуск этого кабеля принес компании всемирную известность, поскольку его свойства были сразу оценены там, где необходимо защитить от замерзания используемое оборудование или поддерживать неизменной температуру какого-либо объекта.

В настоящее время саморегулируемый греющий кабель выпускается многими известными мировыми производителями электротехнической продукции, в том числе и российскими предприятиями.

Греющий саморегулируемый кабель широко применяется в различных отраслях промышленности, в строительстве, в жилищно-коммунальной сфере и в быту. Такая востребованность изделия обусловлена его уникальными свойствами, а свойства эти определены его конструктивными особенностями и принципом действия.

Что представляет собой саморегулирующийся провод

Конструктивно саморегулирующийся кабель представляет собой гибкий провод, по которому протекает электрическая энергия. Именно это приводит к его нагреванию.

Чтобы процесс повышения температур не привел к возгоранию или выходу из строя кабеля и расположенных рядом объектов, изделие способно самостоятельно регулировать свою мощность в зависимости от температуры окружающей среды. Наблюдается простая зависимость: чем ниже «ртутный столбик», тем горячее кабель.

Удивительно то, что процесс нагрева может происходить исключительно на конкретном участке, где это необходимо. Если какая-то часть кабеля находится в условиях комнатной температуры, то мощность будет ниже, и соответственно, нагреваться изделие не станет.

Если рассматривать устройство греющего провода глобально, то можно выделить три основных компонента:

  • проводники из различных металлов, по которым протекает электрическая энергия;
  • «умная» матрица из полимерных веществ, заставляющая кабель адаптироваться под температуру окружающей среды и регулирующая процесс выработки тепла;
  • изоляционная оболочка, состоящая из множества слоев.

Основным элементом, объясняющим принцип действия греющего кабеля, является полимерная матрица. Благодаря ее наличию у провода проявляются саморегулирующие свойства.

Матрица состоит из мелких частиц, поэтому ее отдельные элементы регулируют нагрев независимо друг от друга.

Таким образом, вам не придется подключать различные датчики и прочую электронику для качественной регулировки температуры.

Другая полезная опция кабеля заключается в том, что вы можете самостоятельно выбрать необходимую длину. Возьмите обычные ножницы и перережьте изделие там, где вам нужно. Подключите к сети, в результате чего оно будет работать без изменений.

Аналогично саморегуляции на каждом сантиметре элементы кабеля функционируют и работают независимо друг от друга. Случайный обрыв не приведет к выходу из строя.

Но такие ситуации редки, поскольку конструкция кабеля характеризуется повышенной прочностью.

К основным полезным свойствам греющего кабеля можно отнести:

  1. Повышенная устойчивость к механическим воздействиям. Это обусловлено наличием качественной многослойной изоляции.
  2. Устойчивость к воздействию влаги. Его можно без проблем эксплуатировать в водной толще. Основное условие для этого – выполнить качественную изоляцию при помощи термоусадочных трубок.
  3. Экономичность. Поскольку кабель самостоятельно регулирует мощность, то изделие никогда не работает «просто так».

Высокая прочность обусловлена многослойностью, причем два первых слоя состоят из медных проводников и полимерной матрицы. Уже поверх них устанавливается изоляция из разных материалов (например, фторполимеров или полиолефина).

После этого идет слой брони, в качестве которого применяют медную оплетку. Наконец, поверх всего этого размещают дополнительный полиолефиновый слой. Подобная конструкция значительно повышает выносливость и прочность изделия. Медная оплетка также функционирует в качестве защиты от электромагнитного излучения.

Принцип работы саморегулирующегося кабеля

Действие саморегулирующегося греющего кабеля основано на свойствах некоторых полимеров менять конфигурацию расположения своих мельчайших частиц под действием температуры. Матрица из такого полимера, смешанного с токопроводящим компонентом (чаще всего используется графит), помещается между двумя металлическими проводниками.

  • При увеличении окружающей температуры, матрица (либо отдельные её участки) нагревается. При этом полимер расширяется, частицы проводника отдаляются и их электрическая проводимость уменьшается. Это приводит к падению силы тока и уменьшению нагрева.
  • При охлаждении, напротив, полимер сжимается, токопроводящие частицы сближаются и провоцируют разогрев участка кабеля из-за возросшей силы тока.

Ещё одним несомненным преимуществом саморегулирующегося кабеля является избирательность разогрева. Он самостоятельно распределяет интенсивность нагрева по всей длине трассы. Остывшие участки он подогревает до необходимой температуры, на тёплых отрезках поддерживает оптимальный нагрев.

Комплект поставки, как правило, включает сам греющий кабель и так называемую холодную часть – участок провода для подключения к источнику электричества.

Некоторые производители сразу соединяют холодный провод с греющим, другие – оставляют эту работу покупателям.

В этих случаях он комплектуется необходимым количеством термоусадочных трубок, соединительных клемм и специальной концевой втулкой.

А вот термодатчик скорее всего придётся приобретать отдельно. Блок автоматической терморегуляции крепится на стене, устанавливается в стандартный электрощит, либо закрепляется непосредственно на трубопроводе. Доступны и компактные разновидности, устанавливаемые на холодной части кабеля.

Принцип действия и область применения

Главным отличием саморегулирующегося провода от кабелей резистивного и зонального принципа действия является конструкция.

Саморегулирующий греющий кабель

Принцип работы греющего саморегулирующего кабеля

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.

Саморегулирующийся греющий кабель

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.

Саморегулируемый греющий кабель для тёплых полов

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.

Монтаж СНК снаружи трубопровода

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.

Наружные СНК для водостоков и кровли

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

Кабель греющий для кровли

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:

  1. Основным достоинством саморегулирующего греющего кабеля является отсутствие регуляторного и трансформаторного оборудования.
  2. Кабель можно разрезать на нужные отрезки и монтировать его даже в самых сложных условиях прокладки.
  3. 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.

Саморегулирующийся кабель – «умные» технологии на службе человека

Принцип работы греющего саморегулирующего кабеля

Востребованность саморегулирующегося греющего кабеля у домохозяйств и в промышленности растет с каждым годом.

Приход первых осенних заморозков, внезапное наступление минусовой температуры на улице очень часто становится неожиданностью для владельцев частных домов и руководства административных и производственных сооружений.

Возникает риск замерзания и разрыва водопроводных и канализационных труб, обледенения ступенек, на крыше образуются сосульки, которые обрываются и наносят ущерб. Саморегулирующийся нагревательный кабель в этой ситуации становится универсальным и эффективным решением по борьбе с антиобледенением.

Общая характеристика и отличия саморегулирующегося кабеля 

Саморегулирующиеся нагревательные кабели – это целая линейка нагревательных кабелей и лент, разработанных благодаря полупроводниковым нанотехнологиям, отличительной особенностью которых является самостоятельное изменение мощности на разных участках одного и того же отрезка в зависимости от окружающей температуры. Они пользуются популярностью при установке систем антиобледенения, обогреве бытовых труб, а также нефте- и газопроводов. 

Нагревательные кабели для систем антиобледенения должны соответствовать строгим критериям по уровню надежности и срока службы. На практике в качестве подобных соединений чаще всего применяют два вида электрокабелей: резистивные и саморегулирующиеся. 

Резистивные кабели с постоянной мощностью представляют герметичную жилу из меди, имеющую сопротивление всей цепи постоянному току (т.н.

омическое сопротивление) и покрытую специальной защитной оболочкой. Данная жила одновременно играет роль элемента накаливания.

Подобные соединения обладают конкретной протяженностью, а их способность выделять тепловую энергию никак не связана с температурой воздуха. 

У саморегулирующихся кабелей в роли элемента нагрева выступает проводящая матрица на базе углеродного полимера, способного изменять такую характеристику как проводимость в зависимости от температуры окружающей среды.

Кабель выделяет оптимальную мощность обогрева точечно именно там и тогда где это необходимо. По мере того как окружающая температура падает, выделяется больше тепла.

И наоборот, при повышении температуры выделяется меньше тепла. 

Недостатков, связанных с излишним повышением температуры или, наоборот, с его нехваткой тут не бывает. Кроме того, за счет наличия устройства автоматического регулирования создается большая экономия электроэнергии.

В частности, системы защиты от образования льда на резистивных соединениях (постоянных по мощности) расходуют вдвое большее количество энергии, чем такие же структуры на саморегулирующемся типе соединений.

Вдобавок к этому, системы электрообогрева с автоматической регуляцией обеспечивают максимальную безопасность, а для экстремальных и трудных условий использования производятся особые виды электрических соединений согласно нормам американского института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике и европейского комитета электротехнической стандартизации.

Такая система обогрева гораздо более совершенна и безопасна, чем резистивная и способна даже без дополнительной автоматики обеспечить самый оптимальный режим обогрева. Ее монтаж более удобен так как кабель можно резать на месте установки именно той длины, которая нужна для конкретных целей.

Принцип работы и конструкция

Саморегулирующиеся ленты и кабели изменяет мощность и выделение тепла, учитывая температуру атмосферы, т.е. они постоянно чувствуют перепады температуры без каких-либо дополнительных сенсоров.

В итоге различные места соединения кабеля с обогреваемым объектом могут обладать отличающейся температурой, а смежные с соединением устройства и механизмы будут повышать свою температуру в разной мере.

 

Для подачи напряжения по всей длине саморегулирующихся лент, не пересекаясь, встроена пара медных многожильных проводников. На них подается постоянное электрическое напряжение.

Между проводниками электричества размещен ключевым элементом кабеля – специально изготовленная полупроводниковая углеродистая полимерная матрица с обозначением PTC (Positive Temperature Coefficient – Позитивный Температурный Коэффициент).

Смысл эффекта PTC состоит в том, что углеродистый наноматериал, составляющий матрицу при достижении порогового значения меняет свое сопротивление и выделяет меньше мощности. У каждого производителя саморегулирующегося кабеля есть своя уникальная секретная технология или рецепт производства матрицы (как рецепт изготовления хлеба у каждого пекаря).

Причем рецепт сажи, из которой делается матрица, отличается для различных по мощности и назначению типов самрега. В процессе производства сажа проходит процесс «сшивания» путем облучения ускорителем электронных частиц. Это необходимо, чтобы помочь матрице сохранить характеристику PTC и полимерную устойчивость при многократном нагреве-остывании.

Известно также, что в структуре матрицы помимо частиц графита добавляются мелкие металлические нано-частички для проводимости тока внутри всей структуры. Разогретая матрица расширяется, разрываются проводящие металло-графитовые мостики.

В результате увеличивается сопротивление участка, уменьшается ток, уменьшается тепловыделение.

При остывании происходит обратный процесс: матрица ужимается, количество каналов связи между токопроводящими металлическими наночастицами становится больше, сопротивление силовой части уменьшается, мощность и выделение тепла возрастает.

Защитная внутренняя изоляция из Полиолефина или Фторполимера защищает матрицу от износа и влаги, а дополнительная оплетка из металла осуществляет функцию механической защиты и заземления одновременно.

Наружная оболочка кабеля покрывается также Полиолефином или Фторполимером.

При необходимости в состав оболочки добавляются элементы, стойкие к УФ-излучению, если кабель предназначен для размещения на открытом солнце.

При подключении саморегулирующегося электрокабеля к сети начинается накал матрицы по всей протяженности. Затем, в зависимости от величины нагрева, происходит уравновешение, т.е. различные места соединения будут выделять отличающуюся по величине мощность тепловой энергии.

История изобретения саморегулирующегося кабеля

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.