Cabo de aquecimento autorregulável - princípio de funcionamento, aplicação e instalação

Cabos de aquecimento autorreguláveis ​​estão se tornando cada vez mais populares tanto na indústria quanto em residências. Eles são especialmente indispensáveis ​​para o degelo. Quando o frio chega, há o risco de canos de água ou esgoto congelarem e estourarem, além da formação de gelo em degraus ou calçadas.

Neste artigo, discutiremos as características e os tipos de cabos de aquecimento autorreguláveis, suas aplicações e como instalá-los em tubulações e telhados.

O que é um cabo de aquecimento autorregulável?

Um cabo autorregulável é o mesmo condutor elétrico, porém em uma versão aprimorada. Seu projeto é mais complexo do que o de um fio comum.

O cabo de controle de aquecimento é uma matriz polimérica que, sob a influência de temperaturas externas, sofre uma alteração na resistência correspondente à quantidade de calor emitida.

O elemento de aquecimento consiste em dois fios de cobre estanhado revestidos com um composto plástico à base de grafite com adição de um polímero semicondutor. Isso cria uma matriz autorregulável que conecta os fios de cobre.

O elemento de aquecimento é isolado com um termoplástico fluoropolímero, que também o protege da umidade. Em seguida, vem uma malha de cobre blindada, que protege contra tensões mecânicas e atua como elemento de aterramento.

A carcaça externa é feita de diversos materiais. Cada tipo é projetado para condições operacionais específicas. Para condições padrão, é feita de plástico poliolefínico; para ambientes agressivos, é feita de fluoropolímero.

A matriz e a bainha do fio são processadas por reticulação por radiação.

Princípio de funcionamento

O princípio de funcionamento de um condutor autorregulável baseia-se na circulação de energia elétrica através dos fios de aquecimento. Isso resulta em um aumento da temperatura e, consequentemente, da resistência.

Quanto maior a resistência, menor a corrente e a potência. Por outro lado, quanto menor a temperatura, mais calor é gerado.

Vamos considerar o princípio de funcionamento do cabo:

1. Uma matriz autorregulável — um grande número de resistores conectados em paralelo entre os fios de aquecimento — aquece quando uma tensão é aplicada. Isso faz com que o material se expanda, interrompendo os contatos entre as partículas condutoras e, assim, reduzindo o fluxo de corrente e a dissipação de calor.
2. Quando o nível de temperatura da área aquecida muda, a resistência da matriz e a quantidade de calor liberada pelo aquecedor também mudam.

Tipos – design, características técnicas

Os cabos de aquecimento dividem-se nos seguintes tipos: resistivos, autorreguláveis ​​e indutivos.

Eles diferem em seu princípio de funcionamento, características técnicas e design.

Resistivo

Cabos resistivos podem ser lineares ou zonais. Para um funcionamento eficaz, requerem equipamentos especializados que controlam o condutor com base na temperatura ambiente.

A vantagem desse tipo de produto é o baixo custo, a confiabilidade e a facilidade de instalação.

Deve-se notar que tal condutor sempre emite a mesma quantidade de calor, independentemente da temperatura das massas de ar, portanto o consumo de energia elétrica é baixo - o que é economicamente inviável.

A resistência se divide em:

1. Linear - um fio cujas extremidades estão conectadas à fonte de alimentação elétrica. Dependendo do número de condutores que transportam corrente, pode ser de núcleo único ou de núcleo duplo.

núcleo único — consiste em um único condutor de aquecimento, geralmente de aço, revestido com uma camada isolante de material resistente ao calor que não se deforma quando aquecido. O cabo pode ser blindado para eliminar interferências geradas pelo próprio cabo e por diversos dispositivos de proteção.

A vantagem do modelo de núcleo único é a sua facilidade de uso. A desvantagem é a impossibilidade de cortar o cabo no comprimento necessário; ambas as extremidades devem ser conectadas em um único ponto.

núcleo duplo — consiste em dois fios paralelos que transmitem corrente elétrica. Sua diferença e vantagem em relação ao tipo de fio único é que a outra extremidade não precisa ser reconectada ao ponto de conexão, o que é especialmente conveniente ao aquecer tubulações longas.

2. Os cabos zonais têm um design mais complexo do que os cabos lineares. Consistem em dois condutores de cobre, cada um com seu próprio isolamento. Também são mais espessos do que os cabos lineares.

A característica distintiva deste tipo é que o isolamento interno possui janelas a cada 1–2 metros. Através dessas janelas, o condutor é conectado ao fio de aquecimento, que transporta a tensão da linha.

Graças a essa característica de projeto, a resistência constante não está presente em todo o condutor, mas apenas em uma seção ou zona específica. A vantagem é a possibilidade de personalizar o comprimento da seção de acordo com suas necessidades. A desvantagem é o preço elevado.

O condutor de aquecimento resistivo tem um período de garantia de até 15 anos, e até 50 anos quando embutido em uma camada de concreto.

Autorregulador

Um cabo de aquecimento autorregulável é um modelo moderno que difere de um cabo de aquecimento resistivo não apenas em suas características de design, mas também em seu princípio de funcionamento.

Cabos autorreguláveis ​​são condutores envoltos em uma matriz de polímero. Eles não necessitam de um regulador; mantêm a temperatura para a qual foram definidos, evitando o superaquecimento. Este tipo de cabo é mais caro, mas sua maior eficiência o torna mais econômico.

Além disso, pode ser cortado em pedaços de qualquer tamanho. O período de garantia para este tipo é de 10 a 15 anos, mas os fabricantes incluem uma margem de segurança de até 40%, o que prolonga significativamente sua vida útil.

O condutor autorregulável pode ser blindado ou não blindado:

1. Cabo blindado — a bainha externa é revestida por uma malha de fios de cobre estanhado, que protege contra danos mecânicos e serve como aterramento. Este cabo foi projetado não apenas para tubulações de água quente, mas também para instalações externas, como telhados e calhas.

O revestimento pode ser próprio para contato com alimentos – usado para aquecimento de água e sistemas de esgoto internos – ou com proteção UV – instalado no telhado, onde há muita luz solar.

2. Sem proteção — o produto não possui revestimento protetor. É utilizado para aquecimento de tubulações domésticas e não se destina a instalações externas onde haja possibilidade de exposição a ambientes agressivos.

1. Bainha externa de poliolefina.
2. Trançado de fio de cobre estanhado.
3. Isolamento termoplástico elastomérico.
4. Revestimento em poliéster.
5. Matriz semicondutora autorregulável.
6. Veios de cobre.

1. Bainha externa de poliolefina.
2. Revestimento interno em poliéster.
3. Matriz semicondutora autorregulável.
4. Fios de cobre

Os modelos blindados são mais caros do que os sem bainha.

Principais áreas de aplicação do cabo de aquecimento autorregulável:

• tubulações domésticas;
• sistemas de formação de gelo (telhados, caminhos);
• indústria.

Para aquecer diversas conexões, é necessário um elemento de aquecimento com a seguinte potência. Para:

• tubos internos - 10 W/metro linear;
• tubulação externa - 15 W/m.p.;
• telhados e caminhos - 24-30 W/m.p.;
• Sistemas anti-gelo - até 40.

Qual tipo escolher?

Ao escolher um cabo autorregulável, é necessário considerar as características e os parâmetros do produto, seu princípio de funcionamento e suas condições de operação — o comprimento da seção necessária para o aquecimento e as temperaturas mínimas máximas.

Pontos a considerar na compra de um fio de aquecimento:

• A presença de uma trança protetora proporciona confiabilidade e aterramento;
• tipo de isolamento externo;
• potência do produto.

A escolha do condutor de aquecimento também depende da aplicação. Se o condutor for necessário para aquecimento de esgoto, um produto de poliolefina é adequado, enquanto para sistemas de abastecimento de água, recomenda-se proteção com fluoroplástico.

Para instalação externa, é melhor escolher um modelo com isolamento de fluoropolímero, que protege contra umidade e radiação ultravioleta.

Se você precisar aquecer tubos de pequeno diâmetro, um condutor de baixa temperatura com tensão de 15 W/m é adequado. Condutores de média temperatura (até 30 W) são destinados a tubos de grande diâmetro. Os tipos de alta tensão praticamente nunca são usados ​​no dia a dia.

Cabos não blindados são recomendados para instalação em tubulações subterrâneas, pois não possuem malha de aterramento. Cabos blindados são mais seguros, porém mais caros. Eles possuem a mesma matriz de aquecimento, portanto não há vantagem em enterrar um modelo mais caro.

Ao comprar um elemento de aquecimento autorregulável, aperte-o com os dedos e, em seguida, passe os dedos por toda a sua extensão. Em um produto de baixa qualidade, você poderá sentir bolsas de ar em seu interior.

Áreas de aplicação

Como funciona um cabo de aquecimento autorregulável? Cabo de aquecimento autorregulável (Análise e teste)

O aquecedor autorregulável é utilizado tanto em aplicações domésticas quanto industriais. Ele foi projetado para aquecer tubulações de água domésticas e industriais localizadas acima e abaixo do solo.

Na indústria de petróleo e gás, o produto é utilizado para manter a temperatura do processo tecnológico.

Vamos analisar mais de perto as áreas de aplicação mais comuns de um condutor de aquecimento autorregulável no dia a dia.

Pisos quentes

Samreg usado para instalar aquecimento elétrico de pisoAo instalar esse tipo de piso em todo um apartamento, como em um banheiro ou lavabo, a superfície aquecerá menos. Isso ocorre porque geralmente existem outras fontes de calor em outros cômodos, e o piso do banheiro é revestido com azulejos, um material frio.

Se você usar um cabo de aquecimento resistivo, não conseguirá atingir o equilíbrio desejado sem instalar equipamentos adicionais — um termostato e um sensor.

A solução é autorregulável, eliminando a necessidade de equipamentos adicionais. A própria matriz regula a uniformidade do aquecimento do piso.

Fornecimento de água

Para evitar o congelamento da água nos canos durante o inverno, um condutor autorregulável é enrolado em torno da válvula de abastecimento de água. A válvula tem um formato complexo, de modo que o condutor não entra em contato com todas as partes metálicas.

Ao instalar um cabo de aquecimento resistivo, o ar também será aquecido. No entanto, se você instalar um fio autorregulável, o condutor aquecerá apenas onde entrar em contato com o metal. Afinal, seu princípio de funcionamento se baseia na transferência eficiente de calor.

Esgoto

Os sistemas de esgoto raramente congelam porque os canos são inclinados, permitindo que o fluido flua em vez de ficar estagnado. No entanto, se o conjunto de drenagem estiver com defeito, a água se move lentamente e pode congelar ao longo do caminho. Camadas de gelo se acumularão, eventualmente preenchendo todo o espaço.

A opção mais simples para aquecer o sistema de esgoto de uma residência particular é instalar um cabo de aquecimento autorregulável; isso impedirá que o líquido nos canos congele.

Aquecimento do telhado

No inverno, os telhados são propensos à formação de gelo, e é difícil determinar quais áreas serão suscetíveis à formação de pingentes de gelo. O uso de um aquecedor de matriz semicondutora permite aquecer as áreas do telhado mais propensas ao gelo e à água.

É preciso escolher um tipo que não seja suscetível aos raios ultravioleta e que suporte altas temperaturas, já que o telhado fica muito quente no verão.

Aquecimento de estufas

Plano Aquecimento de estufas com cabo de aquecimento Semelhante ao aquecimento de piso. É essencialmente o mesmo que pisos aquecidos, só que instalado sob um revestimento diferente.

O cabo autorregulável é fixado a uma malha protetora colocada sobre uma camada de areia. O cabo é coberto com outra camada de areia, e então uma segunda malha é instalada, sobre a qual é colocada a camada superficial do solo.

Caso o sistema de aquecimento não possa ser instalado no subsolo, o aquecedor autorregulável é colocado nas paredes da estufa.

Instalação de cabo autorregulável

Antes de instalar um cabo de aquecimento autorregulável para aquecer tubulações de água (externas ou internas), telhados ou passarelas, é necessário realizar a preparação adequada.

Cabo de aquecimento dentro da conexão do tubo

Preparando o cabo

Ambas as extremidades do fio são preparadas, uma é fechada com uma tampa selada e a outra é conectada a uma fonte de corrente elétrica:

• Preparando a extremidade terminal do fio:
• a isolação é removida em 4 cm;

• A trança se desfaz e o fio é mordido;

• O canto está mordido;

• É colocada uma manga de vedação termocontrátil adesiva interna;

• O acoplamento está equipado com um secador de cabelo;

• A extremidade do acoplamento é fixada;
• A tampa é colocada depois que o acoplamento esfria;
• Uma tampa é instalada para garantir a vedação.

• Se o plano for colocar o condutor dentro da tubulação, então, nesta etapa, instala-se uma bucha na extremidade oposta do fio.

• Preparando a segunda extremidade:
• O isolamento é removido em 6 cm;

• A trança é desfeita e depois torcida em uma única mecha;

• O isolamento interno é removido;
• Os fios condutores são liberados da matriz;

• As mangas de conexão são colocadas e crimpadas;

• Os tubos são colocados e um secador de cabelo é posicionado ao redor deles;
• O acoplamento é colocado e encaixado;

• As veias são separadas e o núcleo é comprimido com um alicate.

• Conectando o Samreg ao fio de alimentação:
• Um acoplamento externo é colocado no fio elétrico;
• Pequenos acoplamentos são colocados nos fios;

• Os condutores do fio elétrico são inseridos nos terminais instalados no aquecedor autorregulável para se conectarem aos seus condutores e são crimpados para fazer contato;

• Os acoplamentos são encaixados e apertados até ficarem firmes;

• A trança do cabo elétrico é conectada ao aterramento usando o mesmo princípio (colocamos a luva, conectamos e revestimos);

• A capa externa é colocada sobre a conexão e selada.

Montar o cabo na parte externa do tubo.

Existem dois métodos para posicionar o cabo de aquecimento no tubo:

1. Instalar um cabo autorregulável linearmente ao longo de um tubo é um método mais simples. O comprimento do cabo deve ser igual ao comprimento do tubo a ser aquecido.

O aquecedor é fixado ao produto utilizando abraçadeiras de plástico, fita adesiva de fibra de vidro ou fita de alumínio. Fixadores metálicos não são permitidos. Os fixadores devem ser instalados a cada 30 cm. O cabo deve ser posicionado sob o tubo para protegê-lo contra danos mecânicos.

Se a tubulação aquecida estiver enterrada, o elemento de aquecimento é instalado na lateral. Em áreas onde a tubulação apresenta curvas, para evitar curvas acentuadas, recomenda-se posicionar o elemento de aquecimento ao longo do raio externo.

2. Espiral: O fio é enrolado em espiral ao redor do tubo com um passo uniforme (padrão de 5 cm). A vantagem deste método é o contato máximo entre o elemento de aquecimento e o tubo. A desvantagem é o alto consumo de material; este deve ser 1,7 vezes maior que o comprimento do tubo. Este método é adequado para tubos de médio e grande diâmetro utilizados em sistemas de esgoto e drenagem.

Independentemente do projeto escolhido, uma característica fundamental da instalação de um cabo de aquecimento em um tubo é a necessidade de isolar a tubulação. O isolamento térmico (espuma de poliestireno ou espuma de polietileno) é colocado por cima e deve cobrir completamente o tubo e o aquecedor; caso contrário, o ar acabará aquecendo.

Instalação interna

Cabos de aquecimento autorreguláveis ​​não podem ser instalados dentro de todos os tubos; o diâmetro deve ser de pelo menos 40 mm. Diâmetros menores podem interferir no fluxo livre do líquido.

Se a tubulação principal for muito longa, também é difícil fornecer aquecimento dessa forma. Essa opção é usada para tubulações com vários metros de comprimento. É mais fácil instalar o aquecedor em tubos verticais, começando de cima para baixo.

Para instalar o condutor de aquecimento, você precisará de uma conexão em T e uma luva de vedação.

O processo de colocação de um cabo dentro de um tubo é o seguinte:

1. O elemento de aquecimento preparado, com a bucha já instalada, é inserido suavemente na tubulação através da conexão em T.

2. Após passar todo o fio, o ponto de entrada deve ser vedado. Para isso, aperte cuidadosamente todos os fixadores da bucha de vedação com uma chave de aperto manual, primeiro com a mão e depois com uma chave inglesa. Isso comprimirá a vedação de borracha, garantindo uma vedação hermética.

Neste ponto, a instalação está concluída; para que o elemento de aquecimento comece a aquecer os tubos, a energia deve ser ligada.

Instalação de cabos em telhados

Para aquecer o telhado, é necessário instalar um cabo de aquecimento autorregulável ao longo do perímetro do fluxo de água de degelo. O cabo é normalmente instalado em ziguezague, a uma profundidade de 30 a 35 cm, com um espaçamento de 15 a 20 cm. O cabo deve ser colocado horizontalmente ao longo da borda do telhado, junto aos beirais. As calhas também devem ser aquecidas: se o diâmetro da calha for de 80 mm, é necessária uma linha de aquecimento; se for maior, duas.

A forma como o fio é fixado ao telhado depende do tipo de cobertura. Presilhas fixadas com parafusos são as mais comuns. Selante ou massa de vedação é usada para vedar os furos resultantes. Quando a integridade do telhado não pode ser comprometida, utiliza-se fita adesiva de fixação.

O sistema de aquecimento pode ser composto por várias seções, todas as quais devem convergir para um ponto comum, onde são conectadas a um cabo elétrico com aterramento e a um painel de controle.

Os cabos de aquecimento autorreguláveis ​​são um elemento de aquecimento prático graças às suas características e podem ser instalados de diversas maneiras. O segredo é escolher o tipo certo após analisar cuidadosamente todos os detalhes e condições de funcionamento.