Samoregulační topný kabel - princip fungování, použití a instalace

Samoregulační topné kabely se stávají stále populárnějšími v průmyslu i v domácnostech. Jsou obzvláště nepostradatelné pro odmrazování. S nástupem chladného počasí hrozí zamrznutí a prasknutí vodovodního nebo kanalizačního potrubí a tvorba ledu na schodech nebo chodnících.

V tomto článku se budeme zabývat vlastnostmi a typy samoregulačních topných kabelů, jejich použitím a způsobem instalace na potrubí a střechy.

Co je to samoregulační topný kabel?

Samoregulační kabel je stejný elektrický vodič, ale vylepšená verze. Jeho konstrukce je složitější než u běžného drátu.

Topný regulační kabel je polymerní matrice, s jejíž pomocí dochází pod vlivem vnějších teplot ke změně odporu odpovídající množství tepla, které vydává.

Topný článek se skládá ze dvou pocínovaných měděných drátů potažených plastovou směsí na bázi grafitu s přídavkem polovodivého polymeru. Tím se vytvoří samoregulační matice, která spojuje měděné dráty.

Topný článek je izolován fluoropolymerovým termoplastem, který jej chrání také před vlhkostí. Dále je připojen měděný stíněný oplet, který chrání před mechanickým namáháním a slouží jako uzemňovací prvek.

Vnější plášť je vyroben z různých materiálů. Každý typ je navržen pro specifické provozní podmínky. Pro standardní podmínky je vyroben z polyolefinového plastu; pro agresivní prostředí je vyroben z fluoropolymeru.

Matrice a drátěný plášť jsou zpracovány radiačním zesíťováním.

Princip fungování

Princip fungování samoregulačního vodiče je založen na pohybu elektrické energie topnými dráty. To má za následek zvýšení teploty a následně i odporu.

Čím vyšší je odpor, tím nižší je proud a výkon. Naopak, čím nižší je teplota, tím více tepla se generuje.

Podívejme se na princip fungování kabelu:

1. Samoregulační matice – velké množství rezistorů zapojených paralelně mezi topnými dráty – se při přivedení napětí zahřívá. To způsobuje rozpínání materiálu, narušuje kontakty mezi vodivými částicemi a tím snižuje tok proudu a odvod tepla.
2. Když se změní teplota ohřívané oblasti, změní se odpor matrice a množství tepla vydávaného ohřívačem.

Typy – provedení, technické vlastnosti

Topné kabely se dělí na následující typy: odporové, samoregulační, indukční.

Liší se svým principem fungování, technickými vlastnostmi a designem.

Odporový

Odporové kabely se dodávají v lineárním a zónovém provedení. Pro efektivní provoz vyžadují specializované zařízení, které řídí vodič na základě okolní teploty.

Výhodou tohoto typu je nízká cena, spolehlivost a snadná instalace.

Je třeba poznamenat, že takový vodič vždy vydává stejné množství tepla, bez ohledu na teplotu vzdušných hmot, proto je spotřeba elektrické energie nízká - což je ekonomicky nerentabilní.

Odporové se dělí na:

1. Lineární - vodič, jehož konce jsou připojeny k elektrické síti. Podle počtu vodičů vedoucích proud může být jednožilový nebo dvoužilový.

Jednojádrový — sestává z jediného topného vodiče, obvykle ocelového, pokrytého izolační vrstvou tepelně odolného materiálu, který se při zahřátí nedeformuje. Kabel může být stíněn, aby se eliminovalo rušení generované samotným kabelem a různými ochrannými zařízeními.

Výhodou jednožilového modelu je jeho snadné použití. Nevýhodou je nemožnost zkrátit kabel na požadovanou délku; oba konce musí být připojeny na jednom místě.

Dvoujádrový — skládá se ze dvou paralelních vodičů, které přenášejí elektrický proud. Jejich rozdíl a výhoda oproti jednovodičovému typu spočívá v tom, že druhý konec není nutné vracet do místa připojení, což je obzvláště výhodné při ohřevu dlouhých potrubí.

2. Zónové kabely mají složitější konstrukci než lineární kabely. Skládají se ze dvou vodivých měděných vodičů, z nichž každý má vlastní izolaci. Jsou také silnější než lineární kabely.

Charakteristickým rysem tohoto typu je, že vnitřní izolace je opatřena okénky každých 1–2 metry. Přes tato okénka je vodič připojen k topnému drátu, který vede síťové napětí.

Díky této konstrukční vlastnosti není konstantní odpor přítomen v celém vodiči, ale pouze v určité sekci nebo zóně. Výhodou je možnost přizpůsobit délku sekce vašim potřebám. Nevýhodou je vysoká cena.

Záruční doba na odporový topný vodič je až 15 let, při zalití do betonové mazaniny až 50 let.

Samoregulační

Samoregulační topný kabel je moderní model, který se od odporového topného kabelu liší nejen svými konstrukčními vlastnostmi, ale také principem fungování.

Samoregulační kabely jsou vodiče obalené v polymerní matrici. Nevyžadují regulátor; udržují nastavenou teplotu, čímž zabraňují přehřátí. Tento typ je dražší, ale díky vyšší účinnosti je ekonomičtější.

Navíc jej lze řezat na kusy libovolné velikosti. Záruční doba na tento typ je 10–15 let, ale výrobci uvádějí rezervu až 40 %, což výrazně prodlužuje jeho životnost.

Samoregulační vodič může být stíněný nebo nestíněný:

1. Stíněný kabel – vnější plášť je pokryt opletením z pocínovaného měděného drátu, které chrání před mechanickým poškozením a slouží jako uzemnění. Tento kabel je určen nejen pro topné vodovodní potrubí, ale i pro venkovní instalace, jako jsou střechy a okapy.

Plášť může být potravinářský – používaný pro ohřev vody a kanalizace uvnitř, nebo s UV ochranou – instalovaný na střeše, kde je hodně slunečního záření.

2. Nestíněné – výrobek nemá ochranný plášť. Používá se k vytápění domovních potrubí a není určen pro venkovní instalace, kde je možné vystavení agresivnímu prostředí.

1. Vnější polyolefinový plášť.
2. Opletení z pocínovaného měděného drátu.
3. Elastomerní termoplastická izolace.
4. Polyesterová skořepina.
5. Polovodičová samoregulační matice.
6. Měděné žíly.

1. Vnější polyolefinový plášť.
2. Vnitřní polyesterová skořepina.
3. Polovodičová samoregulační matice.
4. Měděné dráty

Stíněné modely jsou dražší než ty bez pláště.

Hlavní oblasti použití samoregulačního topného kabelu:

• domácí potrubí;
• systémy proti námraze (střechy, cesty);
• průmysl.

Pro vytápění různých komunikací je vyžadován topný článek s následujícím výkonem. Pro:

• potrubí uvnitř - 10 W/běžný metr;
• venkovní potrubí - 15 W/m.p.;
• střechy a cesty - 24-30 W/m.p.;
• systémy proti námraze - až 40.

Který typ zvolit

Při výběru samoregulačního kabelu je nutné zvážit vlastnosti a parametry produktu, jeho princip fungování a provozní podmínky – délku úseku potřebného pro ohřev a maximální nízké teploty.

Při nákupu topného drátu je třeba zvážit:

• přítomnost ochranného opletení - zajišťuje spolehlivost a uzemnění;
• typ vnější izolace;
• výkon produktu.

Volba topného vodiče závisí také na aplikaci. Pokud je topný vodič potřebný pro ohřev kanalizace, je vhodný polyolefinový výrobek, zatímco pro vodovodní systémy se doporučuje ochrana fluoroplastem.

Pro venkovní instalaci je lepší zvolit model s fluoropolymerovou izolací, která chrání před vlhkostí a ultrafialovým zářením.

Pokud potřebujete ohřívat potrubí malého průměru, je vhodný nízkoteplotní vodič s napětím 15 W/m. Středněteplotní vodiče (do 30 W) jsou určeny pro potrubí velkého průměru. Vysokonapěťové typy se v běžném životě prakticky nepoužívají.

Nestíněné kabely se doporučují pro instalaci v podzemních potrubích, protože postrádají zemnící opletení. Stíněné kabely jsou bezpečnější, ale dražší. Mají stejnou topnou matrici, takže nemá smysl zakopávat dražší model.

Při nákupu samoregulačního topného tělesa jej zmáčkněte prsty a poté jimi přejeďte po celé jeho délce. U nekvalitního výrobku budete uvnitř cítit vzduchové kapsy.

Oblasti použití

Jak funguje samoregulační topný kabel? Samoregulační topný kabel (recenze a test)

Samoregulační ohřívač se používá v domácnostech i průmyslu. Je určen k ohřevu domácích i průmyslových vodovodních potrubí umístěných nad i pod zemí.

V ropném a plynárenském průmyslu se produkt používá k udržení teploty technologického procesu.

Pojďme se blíže podívat na nejběžnější oblasti použití samoregulačního topného vodiče v každodenním životě.

Teplé podlahy

Samreg používá se k instalaci elektrického podlahového vytápěníPři instalaci tohoto typu podlahy v celém bytě, například v koupelně nebo na toaletě, se povrch méně zahřívá. Je to proto, že v jiných místnostech se obvykle nacházejí jiné zdroje tepla a podlaha v koupelně je dlažba, což je studený materiál.

Pokud používáte odporový topný kabel, nebudete schopni dosáhnout požadované rovnováhy bez instalace dalšího zařízení – termostatu a čidla.

Řešení je samoregulační, takže odpadá potřeba dalšího zařízení. Matice sama reguluje rovnoměrnost podlahového vytápění.

Vodovod

Aby se v zimě zabránilo zamrznutí vody v potrubí, je kolem ventilu přívodu vody omotán samoregulační vodič. Ventil má složitý tvar, takže vodič nepřichází do kontaktu s každým kusem kovu.

Při instalaci odporového topného kabelu se ohřívá i vzduch. Pokud však instalujete samoregulační drát, vodič se bude ohřívat pouze v místě, kde se dotýká kovu. Jeho princip fungování je koneckonců založen na efektivním přenosu tepla.

Kanalizace

Kanalizační systémy zřídka zamrzají, protože potrubí je spádové, což umožňuje tekutině proudit, nikoli stagnovat. Pokud je však odtoková sestava vadná, voda se pohybuje pomalu a může cestou zmrznout. Vytvářejí se vrstvy ledu, které nakonec zaplní celý prostor.

Nejjednodušší možností pro vytápění kanalizačního systému soukromého domu je instalace samoregulačního topného kabelu, který zabrání zamrznutí kapaliny v potrubí.

Střešní vytápění

V zimě jsou střechy náchylné k námraze a je obtížné určit, které oblasti budou náchylné k tvorbě rampouchů. Použití polovodičového maticového ohřívače vám umožní ohřívat ty oblasti střechy, které jsou nejvíce náchylné k námraze a vodě.

Musíte si vybrat typ, který není citlivý na ultrafialové záření a odolá vysokým teplotám, protože střecha se v létě velmi zahřívá.

Vytápění skleníků

Systém vytápění skleníků topným kabelem Podobné podlahovému vytápění. V podstatě je to stejné jako podlahové vytápění, jen je instalováno pod jinou krytinou.

Samoregulační kabel je upevněn k ochranné síti umístěné na pískovém loži. Kabel je pokryt další vrstvou písku, poté je instalována druhá síťovina, na kterou je položena ornice.

Pokud nelze topný systém namontovat pod zemí, umístí se samoregulační ohřívač na stěny skleníku.

Instalace samoregulačního kabelu

Před instalací samoregulačního topného kabelu pro ohřev vodovodního potrubí (venkovního nebo vnitřního), střechy nebo chodníku je nutné jej připravit.

Topný kabel uvnitř potrubního spojení

Příprava kabelu

Oba konce drátu jsou připraveny, jeden je uzavřen utěsněným uzávěrem a druhý je připojen ke zdroji elektrického proudu:

• Příprava koncového konce vodiče:
• izolace se odstraní o 4 cm;

• cop se rozplétá a drátek se ukousne;

• roh je ukousnutý;

• je nasazena vnitřní lepicí smrštitelná těsnicí manžeta;

• spojka je vybavena fénem;

• konec spojky je sevřený;
• víčko se nasazuje po vychladnutí spojky;
• Pro zajištění těsnosti je nainstalována krytka.

• Pokud se plánuje umístění vodiče uvnitř potrubí, pak se v této fázi na opačný konec drátu umístí průchodka.

• Příprava druhého konce:
• izolace je odstraněna o 6 cm;

• cop se rozplete a poté se zkroutí do jednoho pramene;

• vnitřní izolace je odstraněna;
• vodivé dráty se uvolní z matrice;

• spojovací objímky se nasadí a zalisují;

• nasadí se trubice a kolem nich se umístí fén;
• spojka je nasazena a usazena;

• žíly se od sebe oddělují, jádro se stlačuje kleštěmi.

• Připojení samregu k napájecímu vodiči:
• na elektrický vodič je umístěna externí spojka;
• na dráty se nasazují malé spojky;

• Drátěné žíly elektrického vodiče se zasouvají do spojek instalovaných na samoregulačním ohřívači, aby se spojily s jeho žilami, a jsou krimpovány pro vytvoření kontaktu;

• spojky se zatlačí a upevní, aby se zajistila těsnost;

• Opletení elektrického kabelu je připojeno k zemi stejným způsobem (nasadíme objímku, spojíme a zakryjeme);

• Vnější pouzdro se nasune na spoj a utěsní.

Montáž kabelu vně potrubí

Existují dvě schémata pro umístění topného kabelu na potrubí:

1. Jednodušší metoda je lineární instalace samoregulačního kabelu podél potrubí. Délka kabelu by měla být stejná jako délka ohřívaného potrubí.

Ohřívač se k výrobku připevňuje pomocí plastových svorek, samolepicí pásky ze skelných vláken nebo hliníkové pásky. Kovové spojovací prvky nejsou povoleny. Spojovací prvky se instalují každých 30 cm. Kabel musí být umístěn pod trubkou, aby byl chráněn před mechanickým poškozením.

Pokud je vytápěné potrubí uloženo v zemi, topný článek se instaluje na boku. V místech, kde se potrubí ohýbá, se doporučuje umístit topný článek podél vnějšího poloměru, aby se zabránilo silným ohybům.

2. Spirála: Drát se navíjí kolem trubky ve spirále s rovnoměrným stoupáním (standardně 5 cm). Výhodou této metody je maximální kontakt mezi topným tělesem a trubkou. Nevýhodou je vysoká spotřeba materiálu; musí být 1,7krát větší než délka trubky. Tato metoda je vhodná pro trubky středního a velkého průměru používané v kanalizačních a odvodňovacích systémech.

Bez ohledu na zvolený design je klíčovým prvkem instalace topného kabelu na potrubí nutnost izolace potrubí. Tepelná izolace (polystyrenová pěna nebo polyethylenová pěna) se umístí na horní část a musí zcela zakrýt potrubí i topné těleso, jinak dojde k ohřevu vzduchu.

Vnitřní instalace

Samoregulační topné kabely nelze instalovat do všech trubek; průměr musí být alespoň 40 mm. Menší průměr bude narušovat volný tok kapaliny.

Pokud je hlavní potrubí příliš dlouhé, je také obtížné zajistit vytápění tímto způsobem. Tato možnost se používá pro potrubí dlouhá několik metrů. Je snazší instalovat ohřívač na svislé potrubí, a to shora směrem dolů.

K instalaci topného vodiče budete potřebovat T-kus a těsnicí spojku.

Proces umístění kabelu do potrubí vypadá takto:

1. Připravený topný článek s nasazenou průchodkou se plynule zasune do potrubí přes T-kus.

2. Po protažení celého drátu je nutné utěsnit vstupní bod. Za tímto účelem pečlivě utáhněte všechny upevňovací prvky průchodky a utáhněte je upínací objímkou, nejprve rukou a poté klíčem. Tím se gumové těsnění zploští a zajistí se těsné utěsnění.

V tomto okamžiku je instalace dokončena; aby topné těleso začalo ohřívat potrubí, musí být zapnuto napájení.

Instalace kabelů na střechách

Pro vytápění střechy je nutné po obvodu toku tající vody instalovat samoregulační topný kabel. Kabel se obvykle pokládá serpentinově, v hloubce 30–35 cm, s roztečí 15–20 cm. Kabel by měl být umístěn vodorovně podél okraje střechy, podél okapu. Vytápěny by měly být i okapy: pokud je průměr okapu 80 mm, je potřeba jeden topný kanál; pokud je větší, dva.

Způsob upevnění drátu ke střeše závisí na typu střešní krytiny. Nejčastěji se používají spony instalované pomocí šroubů. K utěsnění vzniklých otvorů se používá stavební tmel nebo tmel. Pokud nelze ohrozit celistvost střechy, použije se upevňovací páska.

Topný systém se může skládat z několika sekcí, které všechny musí směřovat do jednoho bodu, kde jsou připojeny k elektrickému kabelu s uzemněním a ovládacímu panelu.

Samoregulační topné kabely jsou díky svým vlastnostem pohodlným topným prvkem a lze je instalovat různými způsoby. Klíčem je vybrat správný typ po pečlivém zvážení všech detailů a provozních podmínek.