כבל חימום בעל ויסות עצמי - עקרון פעולה, יישום והתקנה

כבלי חימום בעלי ויסות עצמי הופכים פופולריים יותר ויותר הן בתעשייה והן בבתים. הם הכרחיים במיוחד להפשרת קרח. כאשר מזג אוויר קר מתחיל, קיים סיכון לקפיאה ופיצוץ של צינורות מים או ביוב, ולהיווצרות קרח על מדרגות או שבילים.

במאמר זה נדון במאפיינים ובסוגים של כבלי חימום בעלי ויסות עצמי, ביישומים שלהם וכיצד להתקין אותם על צינורות וגגות.

מהו כבל חימום בעל ויסות עצמי?

כבל בעל ויסות עצמי הוא אותו מוליך חשמלי, אך גרסה משופרת. עיצובו מורכב יותר מזה של חוט רגיל.

כבל בקרת החימום הוא מטריצה ​​פולימרית, שבעזרתה, תחת השפעת טמפרטורות חיצוניות, מתרחש שינוי בהתנגדות, התואם לכמות החום שהיא פולטת.

גוף החימום מורכב משני חוטי נחושת משומרים המצופים בתרכובת פלסטיק מבוססת גרפיט עם תוספת פולימר מוליך למחצה. זה יוצר מטריצה ​​בעלת ויסות עצמי המחברת את חוטי הנחושת.

גוף החימום מבודד בתרמופלסטית פלואורופולימר, אשר גם מגן עליו מפני לחות. לאחר מכן מגיעה צמה מוגנת מנחושת, אשר מגנה מפני לחץ מכני ומשמשת כגוף הארקה.

המעטפת החיצונית עשויה מחומרים שונים. כל סוג מיועד לתנאי הפעלה ספציפיים. עבור תנאים סטנדרטיים, היא עשויה מפלסטיק פוליאולפין; עבור סביבות אגרסיביות, היא עשויה מפלואורפולימר.

המטריצה ​​ונדן התיל מעובדים על ידי קישור צולב קרינה.

עקרון הפעולה

עקרון הפעולה של מוליך בעל ויסות עצמי מבוסס על תנועת אנרגיה חשמלית דרך חוטי החימום. כתוצאה מכך, הטמפרטורה עולה וכתוצאה מכך גם ההתנגדות.

ככל שההתנגדות גבוהה יותר, כך הזרם וההספק נמוכים יותר. לעומת זאת, ככל שהטמפרטורה נמוכה יותר, כך נוצר יותר חום.

בואו נבחן את עקרון הפעולה של הכבל:

1. מטריצה ​​בעלת ויסות עצמי - מספר רב של נגדים המחוברים במקביל בין חוטי החימום - מתחממת כאשר מופעל מתח. זה גורם לחומר להתרחב, לשבש את המגעים בין החלקיקים המוליכים, ובכך להפחית את זרימת הזרם ואת פיזור החום.
2. כאשר רמת הטמפרטורה של האזור המחומם משתנה, התנגדות המטריצה ​​וכמות החום הנפלטת על ידי גוף החימום משתנות.

סוגים – עיצוב, מאפיינים טכניים

כבלי חימום מחולקים לסוגים הבאים: התנגדותי, מווסת עצמי, אינדוקטיבי.

הם נבדלים זה מזה בעיקרון הפעולה שלהם, במאפיינים הטכניים ובעיצוב שלהם.

התנגדותי

כבלים התנגדותיים מגיעים בסוגים ליניאריים ואזוריים. לפעולה יעילה, הם דורשים ציוד מיוחד השולט במוליך בהתבסס על טמפרטורת הסביבה.

היתרון של סוג זה הוא עלות נמוכה, אמינות וקלות התקנה.

יש לציין כי מוליך כזה תמיד פולט את אותה כמות חום, ללא קשר לטמפרטורת מסת האוויר, ולכן צריכת האנרגיה החשמלית נמוכה - דבר שאינו משתלם כלכלית.

התנגדות מחולקת ל:

1. ליניארי - חוט שקצותיו מחוברים לאספקת החשמל. בהתבסס על מספר המוליכים נושאי הזרם, הוא יכול להיות בעל ליבה אחת או ליבה כפולה.

ליבה יחידה — מורכב ממוליך חימום יחיד, בדרך כלל פלדה, מכוסה בשכבת בידוד של חומר עמיד בחום שאינה מתעוותת בעת חימום. הכבל עשוי להיות מסוכך כדי למנוע הפרעות הנוצרת על ידי הכבל עצמו והתקני הגנה שונים.

היתרון של דגם הליבה היחידה הוא קלות השימוש בו. החיסרון הוא חוסר היכולת לחתוך את הכבל לאורך הנדרש; יש לחבר את שני הקצוות במקום אחד.

ליבה כפולה — מורכב משני חוטים מקבילים המעבירים זרם חשמלי. ההבדל והיתרון שלהם על פני הסוג בעל החוט החד הוא שאין צורך לחבר את הקצה השני לנקודת החיבור, וזה נוח במיוחד בעת חימום צינורות ארוכים.

2. לכבלים אזוריים יש עיצוב מורכב יותר מאשר לכבלים ליניאריים. הם מורכבים משני מוליכי נחושת מוליכים, שלכל אחד מהם בידוד משלו. הם גם עבים יותר מכבלים ליניאריים.

המאפיין הייחודי של סוג זה הוא שהבידוד הפנימי מצויד בחלונות כל 1-2 מטרים. דרך חלונות אלה, המוליך מחובר לחוט החימום, הנושא את מתח הקו.

הודות לתכונת עיצוב זו, התנגדות קבועה קיימת לא לאורך כל המוליך, אלא רק בקטע או אזור ספציפיים. היתרון הוא היכולת להתאים אישית את אורך הקטע לצרכים שלך. החיסרון הוא המחיר הגבוה.

למוליך החימום ההתנגדותי יש תקופת אחריות של עד 15 שנים, ועד 50 שנים כאשר הוא יצוק לתוך משטח בטון.

ויסות עצמי

כבל חימום בעל ויסות עצמי הוא דגם מודרני השונה מכבל חימום התנגדותי לא רק בתכונות העיצוב שלו, אלא גם בעקרון הפעולה שלו.

כבלים בעלי ויסות עצמי הם מוליכים עטופים במטריצה ​​פולימרית. הם אינם דורשים ווסת; הם שומרים על הטמפרטורה שאליה הם מוגדרים, ומונעים התחממות יתר. סוג זה יקר יותר, אך יעילותו המוגברת הופכת אותו לחסכוני יותר.

יתר על כן, ניתן לחתוך אותו לחתיכות בכל גודל. תקופת האחריות לסוג זה היא 10-15 שנים, אך היצרנים כוללים עתודה של עד 40%, מה שמאריך משמעותית את חיי השירות שלו.

מוליך בעל ויסות עצמי יכול להיות מסוכך או לא מסוכך:

1. כבל מסוכך - המעטפת החיצונית מכוסה בצמה של חוט נחושת משומר, המגנה מפני נזק מכני ומשמשת כהארקה. כבל זה מיועד לא רק לחימום צינורות מים אלא גם להתקנות חיצוניות, כגון גגות ומרזבים.

המארז יכול להיות באיכות מזון - משמש לחימום מים וביוב בפנים, או עם הגנה מפני קרינת UV - מותקן על הגג, שם יש הרבה אור שמש.

2. לא מוגן - למוצר אין מעטפת מגן. הוא משמש לחימום צינורות ביתיים ואינו מיועד להתקנות חיצוניות בהן חשיפה לסביבות אגרסיביות אפשרית.

1. מעטפת פוליאולפין חיצונית.
2. צמת חוט נחושת משומר.
3. בידוד תרמופלסטי אלסטומרי.
4. מעטפת פוליאסטר.
5. מטריצה ​​מווסתת עצמית מוליכה למחצה.
6. ורידי נחושת.

1. מעטפת פוליאולפין חיצונית.
2. מעטפת פנימית עשויה פוליאסטר.
3. מטריצה ​​מווסתת עצמית מוליכה למחצה.
4. חוטי נחושת

דגמים מוגנים יקרים יותר מאלה ללא נדן.

תחומי יישום עיקריים של כבל חימום בעל ויסות עצמי:

• צינורות ביתיים;
• מערכות ציפוי (גגות, שבילים);
• תַעֲשִׂיָה.

לחימום מגוון תקשורת, נדרש גוף חימום בעל ההספק הבא. עבור:

• צינורות בפנים - 10 וואט/מטר ליניארי;
• צינור חיצוני - 15 וואט/מילימטר לשנייה;
• גגות ושבילים - 24-30 וואט/מילימטר לשנייה;
• מערכות נגד קרח - עד 40.

איזה סוג לבחור

בעת בחירת כבל בעל ויסות עצמי, יש לקחת בחשבון את המאפיינים והפרמטרים של המוצר, את עקרון הפעולה שלו ואת תנאי הפעולה שלו - אורך הקטע הנדרש לחימום ואת הטמפרטורות הנמוכות המרביות.

נקודות שיש לקחת בחשבון בעת ​​רכישת חוט חימום:

• נוכחות של צמה מגנה - היא מספקת אמינות והארקה;
• סוג הבידוד החיצוני;
• כוח המוצר.

בחירת מוליך החימום תלויה גם ביישום. אם מוליך החימום נדרש לחימום ביוב, מוצר פוליאולפין מתאים, בעוד שלמערכות אספקת מים מומלץ הגנה פלואורופלסטית.

להתקנה חיצונית, עדיף לבחור דגם עם בידוד פלואורופולימר, המגן מפני לחות וקרינה אולטרה סגולה.

אם צריך לחמם צינורות בקוטר קטן, מוליך בטמפרטורה נמוכה עם מתח של 15 וואט/מטר מתאים. מוליכים בטמפרטורה בינונית (עד 30 וואט) מיועדים לצינורות בקוטר גדול. מוליכים במתח גבוה כמעט ולא בשימוש בחיי היומיום.

מומלץ להתקין כבלים לא מסוככים בצנרת תת-קרקעית, מכיוון שאין להם צמת הארקה. כבלים מסוככים בטוחים יותר, אך יקרים יותר. יש להם את אותה מטריצת חימום, כך שאין טעם לקבור דגם יקר יותר.

בעת רכישת גוף חימום בעל ויסות עצמי, לחצו עליו בעזרת האצבעות ולאחר מכן העבירו את האצבעות לכל אורכו. במוצר באיכות נמוכה, תוכלו להרגיש כיסי אוויר בפנים.

תחומי יישום

כיצד פועל כבל חימום בעל ויסות עצמי? כבל חימום בעל ויסות עצמי (סקירה ובדיקה)

גוף החימום בעל ויסות עצמי משמש הן ביישומים ביתיים והן ביישומים תעשייתיים. הוא נועד לחימום צינורות מים ביתיים ותעשייתיים הממוקמים מעל ומתחת לאדמה.

בתעשיית הנפט והגז, המוצר משמש לשמירה על טמפרטורת התהליך הטכנולוגי.

בואו נבחן מקרוב את תחומי היישום הנפוצים ביותר של מוליך חימום בעל ויסות עצמי בחיי היומיום.

רצפות חמות

סמרג משמש להתקנת חימום תת רצפתי חשמליכאשר מתקינים ריצוף מסוג זה בכל דירה שלמה, כמו חדר אמבטיה או שירותים, המשטח יתחמם פחות. הסיבה לכך היא שבדרך כלל ישנם מקורות חום אחרים בחדרים אחרים, ורצפת חדר האמבטיה מרוצפת, חומר קר.

אם אתם משתמשים בכבל חימום התנגדותי, לא תוכלו להשיג את האיזון הרצוי מבלי להתקין ציוד נוסף - תרמוסטט וחיישן.

הפתרון הוא בעל ויסות עצמי, ומבטל את הצורך בציוד נוסף. המטריצה ​​עצמה מווסתת את אחידות חימום התת רצפתי.

אַסְפָּקַת מַיִם

כדי למנוע קפיאה של מים בצינורות בחורף, מוליך בעל ויסות עצמי כרוך סביב שסתום אספקת המים. לשסתום יש צורה מורכבת, כך שהמוליך אינו בא במגע עם כל פיסת מתכת.

בעת התקנת כבל חימום התנגדותי, הוא גם יחמם את האוויר. עם זאת, אם מתקינים חוט בעל ויסות עצמי, המוליך יתחמם רק במקום בו הוא נוגע במתכת. אחרי הכל, עקרון הפעולה שלו מבוסס על העברת חום יעילה.

בִּיוּב

מערכות ביוב לעיתים רחוקות קופאות משום שהצינורות משופעים, מה שמאפשר לנוזלים לזרום במקום לקפוא. עם זאת, אם מכלול הניקוז פגום, המים זורמים לאט ויכולים לקפוא בדרך. שכבות של קרח יצטברו, ובסופו של דבר ימלאו את כל החלל.

האפשרות הפשוטה ביותר לחימום מערכת ביוב של בית פרטי היא התקנת כבל חימום בעל ויסות עצמי; זה ימנע קפיאה של הנוזל בצינורות.

חימום גג

בחורף, גגות נוטים להצטברות קרח, וקשה לקבוע אילו אזורים יהיו רגישים להיווצרות נטיפי קרח. שימוש בתנור מטריצת מוליכים למחצה יאפשר לכם לחמם את אזורי הגג הנוטים ביותר להצטברות קרח ומים.

עליכם לבחור סוג שאינו רגיש לקרניים אולטרה סגולות ויכול לעמוד בטמפרטורות גבוהות, מכיוון שהגג מתחמם מאוד בקיץ.

חימום חממות

תָכְנִית חימום חממות עם כבל חימום דומה לחימום תת רצפתי. זה בעצם אותו הדבר כמו חימום רצפות, רק מותקן תחת כיסוי שונה.

כבל הוויסות העצמי מחובר לרשת מגן המונחת על מצע חול. הכבל מכוסה בשכבה נוספת של חול, לאחר מכן מותקנת רשת שנייה, עליה מונחת שכבת הקרקע העליונה.

אם לא ניתן להתקין את מערכת החימום מתחת לאדמה, אזי תנור החימום המווסת את עצמו ממוקם על קירות החממה.

התקנת כבל בעל ויסות עצמי

לפני התקנת כבל חימום בעל ויסות עצמי לחימום צינורות מים (בחוץ או בפנים), גג או שביל, יש להכין אותו.

כבל חימום בתוך חיבור הצינור

הכנת הכבל

שני קצוות החוט מוכנים, אחד סגור במכסה אטום, והשני מחובר למקור זרם חשמלי:

• הכנת קצה הטרמינל של החוט:
• הבידוד מוסר ב-4 ס"מ;

• הצמה נפרמת והחוט ננשך;

• הפינה ננשכת;

• מניחים שרוול איטום פנימי דבק המתכווץ בחום;

• המצמד מצויד במייבש שיער;

• קצה החיבור מהודק;
• המכסה מוחדר לאחר שהצימוד התקרר;
• מכסה מותקן כדי להבטיח אטימות.

• אם מתוכנן להניח את המוליך בתוך הצינור, אז בשלב זה מותקנת בלוטה בקצה הנגדי של החוט.

• הכנת הקצה השני:
• בידוד מוסר ב-6 ס"מ;

• הצמה פותחת ואז מסובבת לגדיל אחד;

• הבידוד הפנימי מוסר;
• החוטים המוליכים משתחררים מהמטריקס;

• שרוולי חיבור מונחים ומכווצים;

• צינורות מניחים ומייבש שיער ממוקם סביבם;
• הצימוד מונח ומושב;

• הוורידים מורחקים זה מזה, הליבה דחוסה בעזרת צבת.

• חיבור הסמרג לחוט החשמל:
• צימוד חיצוני מונח על חוט החשמל;
• מחברים קטנים מונחים על החוטים;

• ליבות החוט החשמלי מוכנסות לחיבורים המותקנים על גוף החימום בעל ויסות עצמי כדי להתחבר לליבותיו ומחוברות ליצירת מגע;

• החיבורים נדחפים פנימה וממוקמים היטב;

• קליעת כבל החשמל מחוברת לאדמה באמצעות אותו עיקרון (אנו מניחים את השרוול, החיבור והמארז);

• השרוול החיצוני מועבר אל החיבור ואטום.

הרכבת הכבל מחוץ לצינור

ישנן שתי תוכניות להנחת כבל החימום על הצינור:

1. התקנת כבל ויסות עצמי באופן ליניארי לאורך צינור היא שיטה פשוטה יותר. אורך הכבל צריך להיות שווה לאורך הצינור המחומם.

גוף החימום מחובר למוצר באמצעות מלחציים מפלסטיק, סרט דביק עצמי מסיבי זכוכית או סרט אלומיניום. חיבורי מתכת אינם מותרים. חיבורים מותקנים כל 30 ס"מ. יש להניח את הכבל מתחת לצינור כדי להגן עליו מפני נזק מכני.

אם הצינור המחומם קבור מתחת לאדמה, גוף החימום מותקן בצד. באזורים בהם הצינור מתכופף, כדי למנוע כיפופים חמורים, מומלץ למקם את גוף החימום לאורך הרדיוס החיצוני.

2. ספירלה: החוט מלופף סביב הצינור בספירלה בעלת פסיעה אחידה (5 ס"מ סטנדרטי). היתרון בשיטה זו הוא מגע מקסימלי בין גוף החימום לצינור. החיסרון הוא צריכת החומר הגבוהה; היא חייבת להיות גדולה פי 1.7 מאורך הצינור. שיטה זו מתאימה לצינורות בקוטר בינוני וגדול המשמשים במערכות ביוב וניקוז.

ללא קשר לעיצוב הנבחר, מאפיין מרכזי של התקנת כבל חימום על צינור הוא הצורך לבודד את הצינור. בידוד תרמי (קצף פוליסטירן או קצף פוליאתילן) מונח מעל וחייב לכסות לחלוטין את הצינור והגוף החימום, אחרת תחמם את האוויר.

התקנה פנימית

לא ניתן להתקין כבלי חימום בעלי ויסות עצמי בתוך כל הצינורות; הקוטר חייב להיות לפחות 40 מ"מ. כל קוטר קטן יותר יפריע לזרימה החופשית של הנוזל.

אם הצינור הראשי ארוך מדי, קשה גם לספק חימום בדרך זו. אפשרות זו משמשת עבור קווים באורך של כמה מטרים. קל יותר להתקין את התנור על צינורות אנכיים, החל מלמעלה וכלפי מטה.

כדי להתקין את מוליך החימום, תזדקק לחיבור טי ולחיבור איטום.

תהליך הנחת כבל בתוך צינור נראה כך:

1. גוף החימום המוכן, עם בלוטה מותקנת, מוכנס בצורה חלקה לתוך הצינור דרך ה-T.

2. לאחר דחיפת החוט כולו דרכו, יש לאטום את נקודת הכניסה. לשם כך, יש להדק בזהירות את כל מחברי הבלוטות ולהדק אותם בעזרת שרוול הידוק, תחילה ביד ולאחר מכן בעזרת מפתח ברגים. פעולה זו תשטח את אטם הגומי ותבטיח אטימה הדוקה.

בשלב זה ההתקנה הושלמה; על מנת שגוף החימום יתחיל לחמם את הצינורות, יש להפעיל את החשמל.

התקנת כבלים על גגות

כדי לחמם את הגג, יש להתקין כבל חימום בעל ויסות עצמי לאורך היקף זרימת מי ההמסה. הכבל מונח בדרך כלל בצורת סרפנטינה, בעומק של 30-35 ס"מ, עם מרווח של 15-20 ס"מ. יש להניח את הכבל אופקית לאורך קצה הגג, לאורך המרזבים. יש לחמם גם את המרזבים: אם קוטר המרזב הוא 80 מ"מ, נדרשים קו חימום אחד; אם הוא גדול יותר, שניים.

אופן חיבור החוט לגג תלוי בסוג הקירוי. לרוב משתמשים בקליפסים המותקנים עם ברגים. חומר איטום בנייה או מסטיק משמשים לאיטום החורים שנוצרים. כאשר לא ניתן לפגוע בשלמות הגג, משתמשים בסרט הידוק.

מערכת החימום עשויה להיות מורכבת ממספר חלקים, שכולם חייבים להגיע לנקודה אחת, שם הם מחוברים לכבל חשמלי עם הארקה ולוח בקרה.

כבלי חימום בעלי ויסות עצמי הם גוף חימום נוח הודות למאפייניהם וניתן להתקין אותם במגוון דרכים. המפתח הוא לבחור את הסוג הנכון לאחר סקירה מדוקדקת של כל הפרטים ותנאי ההפעלה.