Саморегулирующий греющий кабель для водопровода как работает

Принцип работы греющего кабеля для водопровода

Греющие кабели используются для подогрева водопровода, кровли, карнизов и других элементов, где нежелательно замерзание воды зимой. Самым простым вариантом являются резистивные греющие кабели, они бывают одножильные и двухжильные.

Принцип работы резистивного кабеля

Резистивный кабель работает как обычный электрический нагреватель. Принцип работы заключается в том, что по проводнику с большим сопротивлением протекает ток при этом выделяется тепло. Чем больше сила тока и сопротивление проводника, тем больше тепловыделение.

Резистивный кабель продаётся кусками фиксированной длины, каждый кабель имеет постоянное сопротивление и при работе по всех своей длине выделяет одинаковое количество тепла.

В зависимости от способа подключения к электричеству резистивные кабели разделяются на одножильные и двухжильные.

Одножильный нагревательный кабель

Такой резистивный кабель состоит из одной проводящей жилы, покрытой изоляцией, затем экранирующей оплёткой и сверху наружной оболочкой. Схема одножильного кабеля показана на рисунке:

В одножильном кабеле есть всего одна проводящая жила и она же является нагревательным элементом. Такому кабелю нужно подключение к электричеству с обоих концов, а значит кабель нужно прокладывать петлёй: начиная от источника до конца обогреваемого участка водопровода и обратно, так чтобы оба конца кабеля были в одном месте.

Схема электрического подключения одножильного резистивного кабеля.

Одножильные кабели больше подходят для устройства замкнутого контура обогрева, например для тёплого пола или обогрева кровли. Если для обогрева участка водопровода используется одножильный кабель, его можно уложить с двух противоположных сторон трубы.

Использование одножильного резистивного кабеля для обогрева водопровода

Одножильный кабель можно монтировать только снаружи трубы. Монтаж внутрь трубы делать нет возможности по двум причинам:

• проложенный одножильный кабель будет занимать в полости трубы свой двойной объём, что создаст дополнительные потери напора воды
• неизвестно как будет располагаться кабель: он может наложиться в одном месте, и это приведет к перегреву.

Двухжильный нагревательный кабель

Двухжильный резистивный кабель имеет две проводящие жилы: одна имеет большое сопротивление и используется как нагреватель, а вторая — только для подведения электричества.

Двухжильный резистивный кабель

Таким образом оба конца кабеля не надо подводить к одному месту для подключения в электросеть, для этой цели есть возвратная жила. Схема подключения выглядит так:

Двухжильные кабели удобны для обогрева водопровода, их можно монтировать как снаружи, так и внутри водопроводной трубы. Монтаж кабеля внутри трубы особенно удобен на вертикальном участкеводопровода, например там, где он выходит из грунта под домом и поднимается вверх для ввода в помещение.

В трубу врезается тройник, так чтобы через верхний отвод внутрь трубы опустить кабель, а через боковой продолжить трубопровод в сторону потребителей. Для герметичного ввода резистивного кабеля внутрь труб есть специальные муфты с уплотнителями, выглядите это примерно так:

Комплект для монтажа греющего кабеля внутри трубы

Достоинства и недостатки резистивных кабелей

Самым главным плюсом резистивного кабеля является его простота и низкая цена. Так же он надёжен и при правильном мотаже имеет очень большой срок службы до 10-20 лет.
Среди недостатков резистивных кабелей можно выделить следующие:

• их невозможно наращивать или укорачивать
• если два резистивных кабеля перекрещиваются или находятся близко друг к другу, это приводит к их перегреву, разрушению изоляции и замыканию
• сгоревший резистивный кабель нужно менять полностью, заменить только его часть нельзя
• нагрев всегда происходит по всех длине и с максимальной мощностью

Резистивный кабель целесообразно использовать для подогрева небольшого участка водопровода, там где он проходит в одинаковых условиях и нет большого перепада по температуре. Если нужно греть водопровод большой протяженности, на каждом участке которого разные температурные условия, то лучше использовать саморегулирующийся греющий кабель.

В непрерывной работе греющего кабеля нет необходимости, поэтому чтобы не расходовать электричество зря, для управления используются термостаты. Они включают обогрев при понижении температуры водопровода ниже 3-4 градусов и выключают при температуре выше 5-6. Таким образом обеспечивается стабильная температура воды в водопроводе и при небольших затратах.

Правильное использование греющих кабелей для водопровода

Никакие, даже хорошие (современные) греющие кабели без термореле для длительной, надежной и экономичной работы не годятся, в том числе «самреги»

«Самрег» или саморегулирующий кабель предназначен для обогрева труб от замерзания в них воды. Их цепляют вплотную к трубам снаружи (или внутри труб), теплоизолируют, и включают в сеть и тогда они греют трубы и не дают воде замерзнуть в них.

То что «самрег» саморегулирующий кабель – дешёвая реклама. Андрей проверил один из лучших кабелей Nelson LT при t=0оС и при t=10оС разница по потребляемой мощности всего 15%.

Т.е. — при повышении температуры (воды) до того значения, когда греть уже давно не нужно (плюс 10оС), кабель продолжает греть и бессмысленно тратит как ресурс кабеля (а эти кабели далеко не вечны), так и электроэнергию (всего лишь на 15% меньше, чем при нуле). Андрей изучил характеристики и некоторых других греющих кабелей («самрегов») — они принципиально не отличаются.

Выводы
К любому греющему кабелю надо ставить дополнительные подсистемы отключения, например — термореле (они же — «термодатчики»).

Ниже участник форума «Дом и Дача» Андрей расскажет, как правильно собирать греющие системы для водопровода

Если греющий кабель для водопровода устанавливать поверх трубы, идущей из земли в дом, то его замена, при выходе из строя, превращается в большую проблему. Даже если эта проблема решается легко (например, кабелем внутри обогреваемой трубы), то надежность этой системы (особенно в морозы) все равно имеет весьма высокий приоритет.

Зимой 2009-2010 годов у огромного числа людей позамерзали водопроводы. Поэтому в качестве своей цели он принимает максимальную долговечность греющей системы.

Сами греющие кабели имеют ограниченную долговечность, поэтому если их включать как можно реже, то срок их жизни соответственно увеличится. Расход электроэнергии тоже имеет значение (особенно при постоянно включенном нагреве).

Если температура трубы близка к t воды в скважине или колодце, то это значит, что ее и греть нет смысла, а вернее даже вредно. Поэтому температура отключения кабеля должна быть чуть меньше зимней (самой низкой) температуры воды в Вашей скважине/колодце.

Как сделать «правильную» систему обогрева трубы

Зимой (в самый мороз) вода в скважине или колодце имеет температуру t. Примем ее для наглядности равной — 5 градусам. Берем качественный, долговечный греющий кабель (неважно — «самрег» или нет, главное — срок его жизни и достаточно большое количество включений-отключений), кладем его вдоль трубы как положено. Туда же, вплотную к трубе в самом холодном ее месте (возможно это — на нижней четверти расстояния между землей и полом дома) устанавливаем датчик термореле, а на самом термореле (находящемся в доме) устанавливаем t включения 2-3 градуса и t отключения 3-4 градуса.

Теплоизолируем всю трубу (вместе с датчиком) утеплителем толщиной не менее 20мм (вообще-то, чем больше, тем лучше для Вашего кошелька в будущем). И правильно подключаем все это к сети 220В.

Получился наиболее оптимальный вариант обогреваемой трубы по критериям расхода электричества и ресурса кабеля. При использовании внутреннего греющего кабеля принципиально ничего не меняется.

Если же использовать кабель без термореле (в том числе — «самрег»), то в результате — перерасход, как энергии, так и ресурса кабеля. Причем — во много раз по сравнению с описанным выше методом.

О выборе мощности греющего кабеля

С этим Андрей не разбирался, однако если делать все «правильно», то по его мнению на мощности экономить почти бессмысленно. Если кабель монтировать внутрь трубы, то для её обогрева вполне хватает — 10 Вт/м, а если снаружи, то — 17 Вт/м.

О термореле и термодатчике

В идеале необходим небольшой герметичный датчик с вынесенным в дом цифровым термореле. Если не брать в расчет надежность, то здесь идеально подошли бы: термореле ТР-35М, или — терморегулятор TSTAB. Оба рассчитаны под DIN-рейку.

Как не надо делать

• Не надо, например, применять «Резистивный кабель Nelson EasyHeat» для обогрева трубы, идущей из скважины или колодца в дом. Почему? Потому что здесь кабель отключится только при +13 градусах. А в скважинах такой высокой температуры, по мнению Андрея вообще никогда не бывает. Это означает, что кабель будет включен всегда! А отключение его вручную, например, весной грозит риском заморозить трубу холодной ночью.
• Термодатчик не должен устанавливаться в непосредственной близости от греющего кабеля, иначе система будет неправильно работать. Его надо поставить с противоположной от греющего кабеля стороны трубы, и аккуратно теплоизолировать от греющего кабеля (но не от трубы).
• Нельзя использовать утеплитель, который может промокнуть (вата), а также нельзя дать земле сжимать утеплитель. В любом из двух случаев он почти перестанет утеплять. Можно использовать, например, вспененный полиэтилен с одетой сверху жесткой трубой. Например, на трубу диаметром 30-50 мм одеваете штатный «чулок» и засовываете все это в канализационную трубу диаметром 110мм.

Контроль работоспособности системы

Наличие на термореле светодиода «нагрев» имеет важное значение для контроля работы всей системы нагрева — морозным утром зимой перед первым использованием воды лампочка «нагрев» по идее должна гореть, а после использования не маленького объема воды, возможно, погаснет на некоторое время. Это значит, что система работает правильно.

Также, временно меняя температуры включения-отключения термореле («подгоняя» их под t трубы) можно наблюдать за включением/ отключением данного индикатора.

Андрей утверждает, что его теорию подтверждает восьмилетняя практика использования системы.

Размещено участником форума «Дом и Дача» Андрей
Редактор: Адамов Роман

Особенности саморегулируемого греющего кабеля

21 октября 2019

Время на чтение:

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

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.

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.

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.

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.

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.

Греющий кабель для водопровода: как выбрать и самостоятельно правильно смонтировать

Зимой, в период лютых морозов, собственники загородных домов рискуют остаться без водоснабжения. Ледяные пробки во внешнем водопроводе не только оставят жильцов без душа, работоспособной системы подачи воды в раковины и прочих благ цивилизации, но и станут причиной повреждения труб.

Согласитесь, перспектива малопривлекательная. Предотвратить такое развитие событий удастся, если вместе с трубами установить греющий кабель для водопровода и подключить его к электросети. Все работы вполне реально провести самостоятельно.

Мы расскажем, как устроен нагревательный элемент и опишем основные параметры его выбора. А также детально рассмотрим способы монтажа греющего кабеля и проиллюстрируем этапы работ наглядными фотографиями.

Зачем нужен греющий кабель?

Резонно возразить, что можно легко обойтись и без обогрева водопровода. Достаточно узнать уровень промерзания грунта в районе, а затем, опираясь на показатели, вырыть траншею необходимой глубины. Обычно это 1,5-1,7 м для средней полосы в зависимости от типа грунта.

Зарытые на такой глубине и утепленные трубы не замерзают, так как окружающий грунт имеет положительную температуру (предположим, +2-4°С).

Однако не все так просто. На заболоченных участках или на территориях, близких к водоемам, нередкое явление – высокий уровень грунтовых вод. Это значит, что в период половодья или таяния снегов коммуникации будут затоплены, что негативно скажется на их функциональных свойствах.

Если трубы зарывать всего на полметра, но при этом подключить электрический кабель и произвести правильную теплоизоляцию, то глубоких канав рыть не придется.

Не будем забывать и про критические зоны, наиболее подверженные воздействию холода – места ввода трубопровода в дом. Если здание построено на свайно-винтовом фундаменте, то под ним находится открытый участок трубопровода, который легче всего утеплить именно нагревающим кабелем.

Вывод: если есть техническая возможность прокладки нагревательной системы для водопровода, нужно обязательно ею воспользоваться, хотя бы ради подстраховки от промерзания.

При обращении в специализированную компанию вы можете столкнуться с некоторым разнообразием предложений. Разберемся с ассортиментом.

Конструкция и сфера применения

В зависимости от вида и технических характеристик греющие кабели применяют для нагрева водостоков, водопроводных и канализационных труб, резервуаров. Главное назначение – предохранение жидкости от замерзания путем повышения температуры.

Нагревательные системы актуальны для наружных коммуникаций, то есть для применения в грунте или на открытом воздухе.

У нагревательных систем есть одна полезная способность – зональное применение. Это значит, что можно взять комплект элементов и собрать из него мини-систему для обогрева отдельно взятого участка, без подключения ко всей сети.

Получается экономия материалов и электроэнергии. На практике можно встретить и миниатюрные «обогреватели» по 15-20 см, и 200-метровые обмотки.

Главными составляющим частями греющего кабеля являются следующие элементы:

• Внутренняя жила – одна или несколько. На ее изготовление идут сплавы с высоким показателем электрического сопротивления. Чем он выше, тем больше значение удельного тепловыделения.
• Полимерная защитная оболочка. Вместе с пластиковой изоляцией применяется алюминиевый экран или сетка из медной проволоки.
• Прочная наружная оболочка ПВХ, закрывающая все внутренние элементы.

Предложения различных производителей могут отличаться нюансами – сплавом жилы или способом устройства защиты.

Для улучшения характеристик медную оплетку никелируют, а толщину наружного слоя увеличивают. Кроме того, материал ПВХ должен быть влагостойким и не поддающимся воздействию ультрафиолета.

Разновидности нагревательного кабеля

Все нагревательные системы подразделяются на 2 большие категории: резистивные и саморегулируемые. Каждый вид имеет свою область применения.

Предположим, резистивные хороши для обогрева коротких отрезков труб небольшого сечения – до 40 мм, а для протяженных участков водопровода лучше использовать саморегулируемый кабель (по-другому – саморегулирующийся, «самрег»).

Тип #1 – резистивный

Принцип действия кабеля прост: по одной или двум жилам, находящимся в изоляционной обмотке, проходит ток, нагревающий его. Максимальная сила тока и большое сопротивление в сумме дают высокий коэффициент тепловыделения.

В продаже имеются куски резистивного кабеля определенной длины, имеющие постоянное сопротивление. В процессе функционирования они отдают одинаковое количество тепла по всей протяженности.

При монтаже системы необходимо помнить, что одножильный кабель подключается с обоих концов, как на следующей схеме:

Замкнутые отопительные контуры чаще применяют для обогрева кровельной водосточной системы или для устройства «теплого пола», но вариант, применимый к водопроводу, тоже существует.

Для внутреннего монтажа одна жила не подходит, так как укладка «петли» займет много внутреннего пространства, к тому же случайное пересечение проводов чревато перегревом.

Двухжильный кабель отличается разделением функций жил: одна отвечает за нагревание, вторая – за подачу энергии.

Двухжильные резистивные кабели используются для водопроводных систем так же активно, как и самреги. Их можно монтировать внутрь труб, используя тройники и уплотнители.

Главный плюс резистивного кабеля – невысокая стоимость. Многие отмечают надежность, длительный срок службы (до 10-15 лет), простоту монтажа.

Но есть и недостатки:

• высокая вероятность перегрева в местах пересечения или близкого расположения двух кабелей;
• фиксированная длина – нельзя ни увеличивать, ни укорачивать;
• невозможность замены перегоревшего участка – менять придется полностью;
• отсутствие регулировки мощности – она всегда одинаковая по всей длине.

Чтобы не тратиться на постоянное подключение кабеля (что нецелесообразно), устанавливают термостат с датчиками. Как только температура опускается до + 2-3°С, он в автоматическом режиме запускает нагрев, при повышении температуры до + 6-7°С энергия отключается.

Тип #2 – саморегулируемый

Этот тип кабеля является универсальным и может использоваться для различного применения: обогрева кровельных элементов и систем подачи воды, канализационных магистралей и емкостей с жидкостью.

Его особенность – самостоятельная регулировка мощности и интенсивности подачи тепла. Как только температура опускается ниже контрольной точки (предположим, +3°С), кабель начинает нагреваться без постороннего участия.

В основе принципа работы самрега лежит свойство проводника уменьшать/увеличивать силу тока в зависимости от сопротивления. При увеличении сопротивления сила тока уменьшается, что ведет за собой и уменьшение мощности.

Что происходит с кабелем в момент охлаждения? Сопротивление падает – сила тока увеличивается – начинается процесс нагревания.

Преимущество саморегулируемых моделей состоит в «зональности» работы. Кабель сам распределяет свою «рабочую силу»: тщательно прогревает остывающие участки и поддерживает оптимальную температуру там, где сильный нагрев не нужен.

Чтобы полностью автоматизировать процесс включения/выключения кабеля, можно оборудовать систему термостатом, который “привязан” к уличной температуре.

Способы монтажа на водопровод

Существует два способа монтажа греющего кабеля – наружный и внутренний. В первом случае он крепится вдоль трубы (или наматывается на нее), во втором – заводится внутрь. Оба варианта имеют активное практическое применение, поэтому рассмотрим их более пристально.

Вариант #1 – наружный

Линейный монтаж кабеля вдоль водопроводной трубы выполняется легко. Провод фиксируется с одной стороны с помощью выдерживающих высокую температуру пластиковых хомутов или стекловолоконной самоклейки.

Держатели крепят с интервалом 0,3 м. Нельзя использовать крепления из металла. Высчитать длину кабеля несложно – она равняется длине трубы, которую необходимо обогреть.