Cavo riscaldante autoregolante: principio di funzionamento, applicazione e installazione.

I cavi riscaldanti autoregolanti stanno diventando sempre più diffusi sia nell'industria che nelle abitazioni. Sono particolarmente indispensabili per lo sbrinamento. Con l'arrivo del freddo, infatti, aumenta il rischio di congelamento e rottura delle tubature dell'acqua o delle fognature, nonché la formazione di ghiaccio su gradini o marciapiedi.

In questo articolo analizzeremo le caratteristiche e le tipologie di cavi riscaldanti autoregolanti, le loro applicazioni e le modalità di installazione su tubature e tetti.

Che cos'è un cavo riscaldante autoregolante?

Un cavo autoregolante è un conduttore elettrico, ma in una versione migliorata. La sua progettazione è più complessa rispetto a quella di un normale filo.

Il cavo di controllo del riscaldamento è costituito da una matrice polimerica, grazie alla quale, sotto l'influenza delle temperature esterne, si verifica una variazione di resistenza corrispondente alla quantità di calore emessa.

L'elemento riscaldante è costituito da due fili di rame stagnato rivestiti con una mescola plastica a base di grafite con l'aggiunta di un polimero semiconduttore. Questo crea una matrice autoregolante che collega i fili di rame.

L'elemento riscaldante è isolato con un materiale termoplastico fluoropolimerico, che lo protegge anche dall'umidità. Segue una treccia schermata in rame, che protegge dalle sollecitazioni meccaniche e funge da elemento di messa a terra.

Il rivestimento esterno è realizzato con diversi materiali. Ogni tipo è progettato per specifiche condizioni operative. Per condizioni standard, è realizzato in plastica poliolefinica; per ambienti aggressivi, è realizzato in fluoropolimero.

La matrice e la guaina del filo vengono trattate mediante reticolazione a radiazione.

Principio operativo

Il principio di funzionamento di un conduttore autoregolante si basa sul movimento dell'energia elettrica attraverso i fili riscaldanti. Ciò provoca un aumento della temperatura e, di conseguenza, della resistenza.

Maggiore è la resistenza, minore è la corrente e la potenza. Viceversa, minore è la temperatura, maggiore è il calore generato.

Analizziamo il principio di funzionamento del cavo:

1. Una matrice autoregolante, costituita da un gran numero di resistori collegati in parallelo tra i fili riscaldanti, si riscalda quando viene applicata una tensione. Ciò provoca l'espansione del materiale, interrompendo i contatti tra le particelle conduttive e riducendo di conseguenza il flusso di corrente e la dissipazione del calore.
2. Quando la temperatura dell'area riscaldata cambia, cambiano anche la resistenza della matrice e la quantità di calore emessa dal riscaldatore.

Tipologie – design, caratteristiche tecniche

I cavi riscaldanti si dividono nelle seguenti tipologie: resistivi, autoregolanti e induttivi.

Differiscono per principio di funzionamento, caratteristiche tecniche e design.

Resistivo

I cavi resistivi sono disponibili in versione lineare e zonale. Per un funzionamento efficace, richiedono apparecchiature specializzate che controllino il conduttore in base alla temperatura ambiente.

Il vantaggio di questo tipo risiede nel basso costo, nell'affidabilità e nella facilità di installazione.

Va notato che un tale conduttore emette sempre la stessa quantità di calore, indipendentemente dalla temperatura delle masse d'aria, pertanto il consumo di energia elettrica è basso, il che risulta economicamente svantaggioso.

La resistenza si suddivide in:

1. Lineare - un filo le cui estremità sono collegate all'alimentazione elettrica. In base al numero di conduttori che trasportano corrente, può essere unipolare o bipolare.

Monocore — è costituito da un singolo conduttore riscaldante, solitamente in acciaio, ricoperto da uno strato isolante di materiale termoresistente che non si deforma con il calore. Il cavo può essere schermato per eliminare le interferenze generate dal cavo stesso e da vari dispositivi di protezione.

Il vantaggio del modello a singolo conduttore è la sua facilità d'uso. Lo svantaggio è l'impossibilità di tagliare il cavo alla lunghezza desiderata; entrambe le estremità devono essere collegate in un unico punto.

Doppio nucleo — è costituito da due fili paralleli che trasmettono corrente elettrica. La loro differenza e il loro vantaggio rispetto al tipo a filo singolo è che l'altra estremità non deve essere riportata al punto di connessione, il che è particolarmente comodo quando si riscaldano lunghe tubazioni.

2. I cavi zonali hanno una struttura più complessa rispetto ai cavi lineari. Sono costituiti da due conduttori in rame, ciascuno con il proprio isolamento. Sono inoltre più spessi dei cavi lineari.

La caratteristica distintiva di questo tipo è che l'isolamento interno è dotato di finestre ogni 1-2 metri. Attraverso queste finestre, il conduttore è collegato al filo riscaldante, che trasporta la tensione di rete.

Grazie a questa caratteristica progettuale, la resistenza costante non è presente lungo l'intero conduttore, ma solo in una sezione o zona specifica. Il vantaggio è la possibilità di personalizzare la lunghezza della sezione in base alle proprie esigenze. Lo svantaggio è il prezzo elevato.

Il conduttore riscaldante resistivo ha un periodo di garanzia fino a 15 anni, che sale a 50 anni se annegato in un massetto di calcestruzzo.

Autoregolante

Un cavo riscaldante autoregolante è un modello moderno che si differenzia da un cavo riscaldante resistivo non solo per le caratteristiche di progettazione, ma anche per il principio di funzionamento.

I cavi autoregolanti sono costituiti da conduttori racchiusi in una matrice polimerica. Non necessitano di un regolatore; mantengono la temperatura impostata, prevenendo il surriscaldamento. Questa tipologia è più costosa, ma la sua maggiore efficienza la rende più economica.

Inoltre, può essere tagliato in pezzi di qualsiasi dimensione. Il periodo di garanzia per questo tipo è di 10-15 anni, ma i produttori includono una riserva fino al 40%, che ne prolunga significativamente la durata.

Il conduttore autoregolante può essere schermato o non schermato:

1. Cavo schermato: la guaina esterna è rivestita da una treccia di filo di rame stagnato, che protegge da danni meccanici e funge da messa a terra. Questo cavo è progettato non solo per le tubature dell'acqua calda, ma anche per installazioni esterne, come tetti e grondaie.

L'involucro può essere per uso alimentare, utilizzato per il riscaldamento dell'acqua e per gli impianti fognari interni, oppure con protezione UV, installato sul tetto, dove c'è molta luce solare.

2. Non schermato: il prodotto non è dotato di una guaina protettiva. Viene utilizzato per il riscaldamento di tubature domestiche e non è destinato ad installazioni esterne dove è possibile l'esposizione ad ambienti aggressivi.

1. Guaina esterna in poliolefina.
2. Treccia di filo di rame stagnato.
3. Isolante termoplastico elastomerico.
4. Imballaggio in poliestere.
5. Matrice autoregolante semiconduttrice.
6. Vene di rame.

1. Guaina esterna in poliolefina.
2. Rivestimento interno in poliestere.
3. Matrice autoregolante semiconduttrice.
4. Fili di rame

I modelli schermati sono più costosi di quelli senza guaina.

Principali campi di applicazione dei cavi riscaldanti autoregolanti:

• tubature domestiche;
• sistemi antighiaccio (tetti, vialetti);
• industria.

Per riscaldare vari tipi di comunicazioni, è necessario un elemento riscaldante della seguente potenza. Per:

• tubi interni - 10 W/misuratore lineare;
• Condotta esterna - 15 W/m.p.;
• tetti e percorsi - 24-30 W/m.p.;
• sistemi antighiaccio - fino a 40.

Quale tipo scegliere

Nella scelta di un cavo autoregolante, è necessario considerare le caratteristiche e i parametri del prodotto, il suo principio di funzionamento e le condizioni operative, ovvero la lunghezza della sezione da riscaldare e le temperature minime massime.

Aspetti da considerare al momento dell'acquisto di un filo riscaldante:

• la presenza di una treccia protettiva - garantisce affidabilità e messa a terra;
• tipo di isolamento esterno;
• potenza del prodotto.

La scelta del conduttore riscaldante dipende anche dall'applicazione. Se il conduttore riscaldante è necessario per il riscaldamento delle fognature, è adatto un prodotto in poliolefina, mentre per gli impianti di approvvigionamento idrico si raccomanda una protezione in fluoroplastica.

Per l'installazione all'esterno, è preferibile scegliere un modello con isolamento in fluoropolimero, che protegge dall'umidità e dai raggi ultravioletti.

Se è necessario riscaldare tubi di piccolo diametro, è adatto un conduttore a bassa temperatura con una tensione di 15 W/m. I conduttori a media temperatura (fino a 30 W) sono destinati a tubi di grande diametro. I tipi ad alta tensione non vengono praticamente mai utilizzati nella vita di tutti i giorni.

Per l'installazione in tubazioni interrate si raccomanda l'utilizzo di cavi non schermati, in quanto privi di treccia di messa a terra. I cavi schermati sono più sicuri, ma anche più costosi. Poiché la matrice riscaldante è la stessa, non ha senso interrare un modello più costoso.

Quando acquistate una resistenza autoregolante, stringetela tra le dita e poi passatele lungo tutta la sua lunghezza. In un prodotto di bassa qualità, sentirete delle bolle d'aria al suo interno.

Ambiti di applicazione

Come funziona un cavo riscaldante autoregolante? Cavo riscaldante autoregolante (recensione e test)

Il riscaldatore autoregolante trova impiego sia in ambito domestico che industriale. È progettato per riscaldare le tubature dell'acqua, sia in ambito domestico che industriale, situate fuori terra o interrate.

Nell'industria petrolifera e del gas, il prodotto viene utilizzato per mantenere la temperatura del processo tecnologico.

Analizziamo più da vicino le aree di applicazione più comuni di un conduttore riscaldante autoregolante nella vita di tutti i giorni.

Pavimenti riscaldati

Samreg utilizzato per installare il riscaldamento elettrico a pavimentoQuando si installa questo tipo di pavimentazione in un intero appartamento, come ad esempio in un bagno o in una toilette, la superficie si riscalderà meno. Questo perché solitamente sono presenti altre fonti di calore nelle altre stanze, mentre il pavimento del bagno è piastrellato, un materiale freddo.

Se si utilizza un cavo riscaldante resistivo, non sarà possibile raggiungere l'equilibrio desiderato senza installare apparecchiature aggiuntive, ovvero un termostato e un sensore.

La soluzione è autoregolante, eliminando la necessità di apparecchiature aggiuntive. La matrice stessa regola l'uniformità del riscaldamento a pavimento.

Approvvigionamento idrico

Per impedire che l'acqua geli nelle tubature in inverno, un conduttore autoregolante viene avvolto attorno alla valvola di alimentazione dell'acqua. La valvola ha una forma complessa, quindi il conduttore non entra in contatto con ogni parte metallica.

Quando si installa un cavo riscaldante resistivo, questo riscalderà anche l'aria. Tuttavia, se si installa un cavo autoregolante, il conduttore si riscalderà solo dove entra in contatto con il metallo. Dopotutto, il suo principio di funzionamento si basa su un efficiente trasferimento di calore.

Fognatura

I sistemi fognari raramente congelano perché le tubature sono inclinate, consentendo al fluido di scorrere anziché ristagnare. Tuttavia, se il sistema di scarico è difettoso, l'acqua scorre lentamente e può congelare lungo il percorso. Si accumuleranno strati di ghiaccio, che finiranno per riempire l'intero spazio.

La soluzione più semplice per riscaldare la rete fognaria di un'abitazione privata è installare un cavo riscaldante autoregolante; questo impedirà al liquido presente nelle tubature di congelare.

Riscaldamento del tetto

In inverno, i tetti sono soggetti alla formazione di ghiaccio ed è difficile stabilire quali aree saranno più vulnerabili alla formazione di stalattiti di ghiaccio. L'utilizzo di un riscaldatore a matrice di semiconduttori consente di riscaldare le zone del tetto più esposte al rischio di accumulo di ghiaccio e acqua.

È necessario scegliere un tipo che non sia sensibile ai raggi ultravioletti e che possa resistere alle alte temperature, poiché il tetto diventa molto caldo d'estate.

Riscaldamento delle serre

Schema riscaldamento delle serre con cavo riscaldante Simile al riscaldamento a pavimento. In sostanza è la stessa cosa del riscaldamento a pavimento, solo che viene installato sotto un rivestimento diverso.

Il cavo autoregolante è fissato a una rete protettiva posta su un letto di sabbia. Il cavo viene ricoperto con un altro strato di sabbia, quindi viene installata una seconda rete, sulla quale viene steso lo strato superficiale del terreno.

Se l'impianto di riscaldamento non può essere installato sottoterra, il riscaldatore autoregolante viene posizionato sulle pareti della serra.

Installazione di cavi autoregolanti

Prima di installare un cavo riscaldante autoregolante per riscaldare tubature dell'acqua (esterne o interne), tetti o passerelle, è necessario predisporre la superficie.

Cavo riscaldante all'interno del raccordo del tubo

Preparazione del cavo

Entrambe le estremità del filo sono preparate: una è chiusa con un cappuccio sigillato, mentre l'altra è collegata a una sorgente di corrente elettrica.

• Preparazione dell'estremità terminale del filo:
• l'isolamento viene rimosso di 4 cm;

• la treccia si sfilaccia e il filo viene tranciato;

• l'angolo è stato morso via;

• Viene applicata una guaina sigillante interna adesiva termoretraibile;

• l'accoppiamento è dotato di un asciugacapelli;

• l'estremità del raccordo è bloccata;
• Il tappo viene messo dopo che il raccordo si è raffreddato;
• Viene installato un tappo per garantire la tenuta stagna.

• Se si prevede di posizionare il conduttore all'interno della tubazione, in questa fase si installa un pressacavo all'estremità opposta del filo.

• Preparazione della seconda estremità:
• L'isolamento viene rimosso di 6 cm;

• la treccia viene sciolta e poi attorcigliata in un unico filo;

• l'isolamento interno viene rimosso;
• i fili conduttori vengono rilasciati dalla matrice;

• I manicotti di collegamento vengono inseriti e crimpati;

• Si inseriscono dei tubi e si posiziona un asciugacapelli intorno ad essi;
• Il raccordo viene montato e fissato;

• le vene vengono divaricate, il nucleo viene compresso con delle pinze.

• Collegamento del Samreg al cavo di alimentazione:
• Un giunto esterno viene posizionato sul filo elettrico;
• Sui fili vengono applicati dei piccoli raccordi;

• I conduttori del filo elettrico vengono inseriti nei raccordi installati sul riscaldatore autoregolante per collegarsi ai suoi conduttori e vengono crimpati per fare contatto;

• I raccordi vengono spinti all'interno e fissati saldamente;

• La treccia del cavo elettrico è collegata a terra utilizzando lo stesso principio (mettiamo la guaina, colleghiamo e ripariamo);

• Il manicotto esterno viene spostato sul raccordo e sigillato.

Montaggio del cavo all'esterno del tubo

Esistono due schemi per posizionare il cavo riscaldante sul tubo:

1. Un metodo più semplice consiste nell'installare un cavo autoregolante in linea retta lungo un tubo. La lunghezza del cavo deve essere pari alla lunghezza del tubo da riscaldare.

Il riscaldatore viene fissato al prodotto mediante fascette di plastica, nastro autoadesivo in fibra di vetro o nastro di alluminio. Non sono ammessi elementi di fissaggio metallici. Gli elementi di fissaggio vanno installati ogni 30 cm. Il cavo deve essere posizionato sotto il tubo per proteggerlo da eventuali danni meccanici.

Se la tubazione riscaldata è interrata, l'elemento riscaldante viene installato lateralmente. Nelle zone in cui la tubazione presenta delle curve, per evitare pieghe accentuate, si consiglia di posizionare l'elemento riscaldante lungo il raggio esterno.

2. Spirale: Il filo viene avvolto attorno al tubo a spirale con un passo uniforme (standard 5 cm). Il vantaggio di questo metodo è il massimo contatto tra l'elemento riscaldante e il tubo. Lo svantaggio è l'elevato consumo di materiale, che deve essere 1,7 volte superiore alla lunghezza del tubo. Questo metodo è adatto per tubi di medio e grande diametro utilizzati nelle reti fognarie e di drenaggio.

Indipendentemente dal design scelto, un aspetto fondamentale dell'installazione di un cavo riscaldante su una tubazione è la necessità di isolare la tubazione stessa. L'isolante termico (schiuma di polistirene o schiuma di polietilene) viene posizionato sopra e deve coprire completamente il tubo e il riscaldatore, altrimenti si finirà per riscaldare l'aria.

Installazione interna

I cavi riscaldanti autoregolanti non possono essere installati all'interno di tutte le tubazioni; il diametro deve essere di almeno 40 mm. Un diametro inferiore ostacolerebbe il libero flusso del liquido.

Se la tubazione principale è troppo lunga, è difficile fornire riscaldamento in questo modo. Questa opzione viene utilizzata per tubazioni di diversi metri. È più semplice installare il riscaldatore su tubi verticali, partendo dall'alto e procedendo verso il basso.

Per installare il conduttore riscaldante, avrai bisogno di un raccordo a T e di un giunto di tenuta.

Il processo di inserimento di un cavo all'interno di un tubo si presenta in questo modo:

1. L'elemento riscaldante predisposto, con la guarnizione montata, viene inserito agevolmente nella tubazione attraverso il raccordo a T.

2. Dopo aver fatto passare tutto il filo, è necessario sigillare il punto di ingresso. Per fare ciò, stringere con cura tutti i dispositivi di fissaggio del pressacavo e serrarli con una ghiera di serraggio, prima a mano e poi con una chiave. Questo appiattirà la guarnizione in gomma, garantendo una tenuta ermetica.

A questo punto l'installazione è completa; affinché la resistenza inizi a riscaldare i tubi, è necessario attivare l'alimentazione.

Installazione di cavi sui tetti

Per riscaldare il tetto, è necessario installare un cavo riscaldante autoregolante lungo il perimetro del flusso dell'acqua di fusione. Il cavo viene generalmente posato a serpentina, a una profondità di 30-35 cm, con una spaziatura di 15-20 cm. Il cavo deve essere posizionato orizzontalmente lungo il bordo del tetto, in corrispondenza della grondaia. Anche le grondaie devono essere riscaldate: se il diametro della grondaia è di 80 mm, è sufficiente una sola linea di riscaldamento; se è maggiore, ne servono due.

Il metodo di fissaggio del filo al tetto dipende dal tipo di copertura. Le clip fissate con viti sono le più comuni. Per sigillare i fori risultanti si utilizza un sigillante o mastice per costruzioni. Quando l'integrità del tetto non può essere compromessa, si utilizza del nastro di fissaggio.

L'impianto di riscaldamento può essere costituito da diverse sezioni, tutte convergenti in un unico punto, dove vengono collegate a un cavo elettrico con messa a terra e a un quadro di controllo.

I cavi riscaldanti autoregolanti rappresentano un elemento riscaldante pratico grazie alle loro caratteristiche e possono essere installati in diversi modi. La chiave è scegliere il tipo più adatto dopo aver valutato attentamente tutti i dettagli e le condizioni di funzionamento.