Саморегулиращ се нагревателен кабел - принцип на действие, приложение и монтаж

Саморегулиращите се нагревателни кабели стават все по-популярни както в промишлеността, така и в домовете. Те са особено необходими за размразяване. Когато настъпи студено време, съществува риск от замръзване и спукване на водопроводни или канализационни тръби, както и от образуване на лед по стъпала или пътеки.

В тази статия ще обсъдим характеристиките и видовете саморегулиращи се нагревателни кабели, техните приложения и как да ги монтираме върху тръби и покриви.

Какво е саморегулиращ се нагревателен кабел?

Саморегулиращият се кабел е същият електрически проводник, но подобрена версия. Дизайнът му е по-сложен от този на обикновен проводник.

Кабелът за управление на отоплението е полимерна матрица, с помощта на която под въздействието на външни температури се получава промяна в съпротивлението, съответстваща на количеството топлина, което отделя.

Нагревателният елемент се състои от две калайдисани медни жици, покрити с пластмасово съединение на графитна основа с добавен полупроводников полимер. Това създава саморегулираща се матрица, която свързва медните жици.

Нагревателният елемент е изолиран с флуорополимерна термопластика, която го предпазва и от влага. Следва медна екранирана оплетка, която предпазва от механично натоварване и действа като заземяващ елемент.

Външната обвивка е изработена от различни материали. Всеки тип е проектиран за специфични условия на работа. За стандартни условия е изработена от полиолефинова пластмаса; за агресивни среди е изработена от флуорополимер.

Матрицата и телената обвивка се обработват чрез радиационно омрежване.

Принцип на действие

Принципът на действие на саморегулиращия се проводник се основава на движението на електрическа енергия през нагревателните проводници. Това води до повишаване на температурата и следователно на съпротивлението.

Колкото по-високо е съпротивлението, толкова по-ниски са токът и мощността. Обратно, колкото по-ниска е температурата, толкова повече топлина се генерира.

Нека разгледаме принципа на работа на кабела:

1. Саморегулираща се матрица – голям брой резистори, свързани паралелно между нагревателните проводници – се нагрява, когато се приложи напрежение. Това кара материала да се разшири, нарушавайки контактите между проводимите частици и по този начин намалявайки протичането на ток и разсейването на топлината.
2. Когато температурата на нагряваната зона се промени, съпротивлението на матрицата и количеството топлина, отделяно от нагревателя, се променят.

Видове – дизайн, технически характеристики

Нагревателните кабели се разделят на следните видове: резистивни, саморегулиращи се, индуктивни.

Те се различават по принципа на действие, техническите характеристики и дизайна си.

Резистивен

Резистивните кабели се предлагат в линейни и зонални разновидности. За ефективна работа те изискват специализирано оборудване, което контролира проводника въз основа на околната температура.

Предимствата на този тип са ниската цена, надеждността и лесният монтаж.

Трябва да се отбележи, че такъв проводник винаги отделя едно и също количество топлина, независимо от температурата на въздушните маси, следователно консумацията на електрическа енергия е ниска - което е икономически неизгодно.

Резистивните се разделят на:

1. Линеен - проводник, чиито краища са свързани към електрическото захранване. В зависимост от броя на тоководещите проводници, той може да бъде едножилен или двужилен.

Едноядрен — състои се от един нагревателен проводник, обикновено стоманен, покрит с изолационен слой от топлоустойчив материал, който не се деформира при нагряване. Кабелът може да бъде екраниран, за да се елиминират смущенията, генерирани от самия кабел и различни защитни устройства.

Предимството на едножилния модел е лекотата му на използване. Недостатъкът е невъзможността за отрязване на кабела до необходимата дължина; двата края трябва да бъдат свързани на едно място.

Двуядрен — състои се от два успоредни проводника, които предават електрически ток. Тяхната разлика и предимство пред едножилния тип е, че другият край не е необходимо да се връща към точката на свързване, което е особено удобно при нагряване на дълги тръбопроводи.

2. Зоналните кабели имат по-сложен дизайн от линейните кабели. Те се състоят от два проводими медни проводника, всеки със собствена изолация. Освен това са по-дебели от линейните кабели.

Отличителната черта на този тип е, че вътрешната изолация е снабдена с прозорци на всеки 1–2 метра. През тези прозорци проводникът е свързан към нагревателния проводник, по който протича мрежово напрежение.

Благодарение на тази конструктивна характеристика, постоянно съпротивление е налице не в целия проводник, а само в определена секция или зона. Предимството е възможността за персонализиране на дължината на секцията според вашите нужди. Недостатъкът е високата цена.

Резистивният нагревателен проводник има гаранционен срок до 15 години, а при изливане в бетонна замазка - до 50 години.

Саморегулиращ се

Саморегулиращият се нагревателен кабел е модерен модел, който се различава от резистивния нагревателен кабел не само по своите конструктивни характеристики, но и по принципа си на действие.

Саморегулиращите се кабели са проводници, обвити в полимерна матрица. Те не изискват регулатор; поддържат зададената температура, предотвратявайки прегряване. Този тип е по-скъп, но повишената му ефективност го прави по-икономичен.

Освен това, може да се нарязва на парчета с всякакъв размер. Гаранционният срок за този вид е 10-15 години, но производителите включват резерв до 40%, което значително удължава експлоатационния му живот.

Саморегулиращият се проводник може да бъде екраниран или неекраниран:

1. Екраниран кабел — външната обвивка е покрита с оплетка от калайдисана медна тел, която предпазва от механични повреди и служи за заземяване. Този кабел е предназначен не само за отоплителни водопроводи, но и за външни инсталации, като например покриви и улуци.

Корпусът може да бъде хранителен - използван за отопление на вода и канализационни системи вътре, или с UV защита - монтиран на покрива, където има много слънчева светлина.

2. Неекраниран — продуктът няма защитна обвивка. Използва се за отопление на битови тръби и не е предназначен за външни инсталации, където е възможно излагане на агресивни среди.

1. Външна полиолефинова обвивка.
2. Оплетка от калайдисана медна тел.
3. Еластомерна термопластична изолация.
4. Полиестерна обвивка.
5. Полупроводникова саморегулираща се матрица.
6. Медни жилки.

1. Външна полиолефинова обвивка.
2. Вътрешна полиестерна обвивка.
3. Полупроводникова саморегулираща се матрица.
4. Медни проводници

Екранираните модели са по-скъпи от тези без обвивка.

Основни области на приложение на саморегулиращ се нагревателен кабел:

• битови тръби;
• системи против заледяване (покриви, пътеки);
• индустрия.

За отопление на различни комуникации е необходим нагревателен елемент със следната мощност. За:

• тръби вътре - 10 W/линеен метър;
• тръбопровод отвън - 15 W/м.п.;
• покриви и пътеки - 24-30 W/м.п.;
• системи против заледяване - до 40.

Кой тип да изберете

При избора на саморегулиращ се кабел е необходимо да се вземат предвид характеристиките и параметрите на продукта, принципът му на действие и условията на работа - дължината на секцията, необходима за нагряване, и максималните ниски температури.

Неща, които трябва да се имат предвид при закупуване на нагревателен кабел:

• наличието на защитна оплетка - осигурява надеждност и заземяване;
• вид външна изолация;
• мощност на продукта.

Изборът на нагревателен проводник зависи и от приложението. Ако нагревателният проводник е необходим за отопление на канализация, подходящ е полиолефинов продукт, докато за водоснабдителни системи се препоръчва флуоропластична защита.

За външен монтаж е по-добре да изберете модел с флуорополимерна изолация, която предпазва от влага и ултравиолетово лъчение.

Ако е необходимо да отоплявате тръби с малък диаметър, е подходящ нискотемпературен проводник с напрежение 15 W/m. Среднотемпературните проводници (до 30 W) са предназначени за тръби с голям диаметър. Високоволтовите видове практически никога не се използват в бита.

Неекранираните кабели се препоръчват за монтаж в подземни тръби, тъй като нямат заземяваща оплетка. Екранираните кабели са по-безопасни, но по-скъпи. Те имат същата нагревателна матрица, така че няма смисъл да се заравя по-скъп модел.

Когато купувате саморегулиращ се нагревателен елемент, стиснете го с пръсти и след това прокарайте пръсти по цялата му дължина. В нискокачествен продукт ще можете да усетите въздушни джобове вътре.

Области на приложение

Как работи саморегулиращ се нагревателен кабел? Саморегулиращ се нагревателен кабел (преглед и тест)

Саморегулиращият се нагревател се използва както в битови, така и в промишлени приложения. Той е предназначен за отопление на битови и промишлени водопроводни тръби, разположени както над, така и под земята.

В нефтената и газовата промишленост продуктът се използва за поддържане на температурата на технологичния процес.

Нека разгледаме по-подробно най-често срещаните области на приложение на саморегулиращ се нагревателен проводник в ежедневието.

Топли подове

Самрег използва се за монтаж на електрическо подово отоплениеКогато инсталирате този тип подови настилки в целия апартамент, като например баня или тоалетна, повърхността ще се нагрява по-малко. Това е така, защото обикновено има други източници на топлина в други помещения, а подът в банята е с плочки, студен материал.

Ако използвате резистивен нагревателен кабел, няма да можете да постигнете желания баланс без инсталиране на допълнително оборудване – термостат и сензор.

Решението е саморегулиращо се, което елиминира нуждата от допълнително оборудване. Самата матрица регулира равномерността на подовото отопление.

Водоснабдяване

За да се предотврати замръзване на водата в тръбите през зимата, около водопроводния вентил се увива саморегулиращ се проводник. Вентилът има сложна форма, така че проводникът не влиза в контакт с всяко парче метал.

Когато инсталирате резистивен нагревателен кабел, той ще нагрява и въздуха. Ако обаче инсталирате саморегулиращ се проводник, той ще нагрява само там, където докосва метала. В крайна сметка, принципът му на действие се основава на ефективен топлопренос.

Канализация

Канализационните системи рядко замръзват, защото тръбите са наклонени, което позволява на течността да тече, а не да се застоява. Ако обаче дренажният възел е дефектен, водата се движи бавно и може да замръзне по пътя си. Ще се натрупат слоеве лед, които в крайна сметка ще запълнят цялото пространство.

Най-лесният вариант за отопление на канализационната система на частен дом е инсталирането на саморегулиращ се нагревателен кабел; това ще предотврати замръзването на течността в тръбите.

Отопление на покрива

През зимата покривите са склонни към заледяване и е трудно да се определи кои зони ще бъдат податливи на образуване на ледени висулки. Използването на полупроводников матричен нагревател ще ви позволи да отоплявате онези зони на покрива, които са най-податливи на заледяване и вода.

Трябва да изберете вид, който не е податлив на ултравиолетови лъчи и може да издържи на високи температури, тъй като покривът се нагрява много през лятото.

Отопление на оранжерии

Схема отопление на оранжерии с нагревателен кабел Подобно на подовото отопление. По същество е същото като подовото отопление, само че е монтирано под различно покритие.

Саморегулиращият се кабел е закрепен към защитна мрежа, поставена върху пясъчна подложка. Кабелът е покрит с друг слой пясък, след което се монтира втора мрежа, върху която се полага горният почвен слой.

Ако отоплителната система не може да се монтира под земята, тогава саморегулиращият се нагревател се поставя по стените на оранжерията.

Монтаж на саморегулиращ се кабел

Преди да инсталирате саморегулиращ се нагревателен кабел за отопление на водопроводни тръби (отвън или отвътре), покрив или пешеходна пътека, той трябва да бъде подготвен.

Нагревателен кабел вътре в тръбната връзка

Подготовка на кабела

И двата края на проводника са подготвени, единият е затворен с капачка, а другият е свързан към източник на електрически ток:

• Подготовка на терминалния край на проводника:
• изолацията се отстранява с 4 см;

• плитката се разплита и телта се отхапва;

• ъгълът е отхапан;

• поставя се вътрешна залепваща термосвиваема уплътнителна втулка;

• съединителят е снабден със сешоар;

• краят на съединителя е затегнат;
• капачката се поставя след като съединителят се охлади;
• Поставя се капачка, за да се осигури херметичност.

• Ако се планира поставянето на проводника вътре в тръбопровода, тогава на този етап на противоположния край на проводника се поставя уплътнение.

• Подготовка на втория край:
• изолацията се отстранява с 6 см;

• плитката се разплита и след това се усуква в едно направление;

• вътрешната изолация се отстранява;
• проводимите жици се освобождават от матрицата;

• свързващите втулки се поставят и кримпват;

• слагат се тръбички и около тях се поставя сешоар;
• съединителят е поставен и закрепен;

• жилките се раздалечават, сърцевината се компресира с клещи.

• Свързване на samreg към захранващия кабел:
• върху електрическия проводник се поставя външен съединител;
• върху проводниците се поставят малки съединители;

• жилата на електрическия проводник се вкарват в съединителите, монтирани на саморегулиращия се нагревател, за да се свържат с неговите жила и се кримпват, за да осъществят контакт;

• съединителите се натискат и се наместват за херметичност;

• Оплетката на електрическия кабел е свързана към земята, използвайки същия принцип (поставяме ръкава, свързваме и обвиваме);

• Външната втулка се премества върху съединението и се уплътнява.

Монтиране на кабела извън тръбата

Има две схеми за поставяне на нагревателния кабел върху тръбата:

1. Линейното инсталиране на саморегулиращ се кабел по протежение на тръбата е по-опростен метод. Дължината на кабела трябва да е равна на дължината на отопляемата тръба.

Нагревателят се закрепва към продукта с помощта на пластмасови скоби, самозалепваща се лента от фибростъкло или алуминиева лента. Метални крепежни елементи не са разрешени. Крепежните елементи се монтират на всеки 30 см. Кабелът трябва да се постави под тръбата, за да се предпази от механични повреди.

Ако отопляемият тръбопровод е заровен под земята, нагревателният елемент се монтира отстрани. В зони, където тръбопроводът се огъва, за да се избегнат силни завои, се препоръчва нагревателният елемент да се позиционира по външния радиус.

2. Спирала: Телта се навива около тръбата в спирала с равномерна стъпка (стандартно 5 см). Предимството на този метод е максималният контакт между нагревателния елемент и тръбата. Недостатъкът е високият разход на материал; той трябва да бъде 1,7 пъти по-голям от дължината на тръбата. Този метод е подходящ за тръби със среден и голям диаметър, използвани в канализационни и дренажни системи.

Независимо от избрания дизайн, ключова характеристика на инсталирането на нагревателен кабел върху тръба е необходимостта от изолация на тръбопровода. Топлоизолацията (полистиролова пяна или полиетиленова пяна) се поставя отгоре и трябва напълно да покрива тръбата и нагревателя, в противен случай ще нагрявате въздуха.

Вътрешен монтаж

Саморегулиращите се нагревателни кабели не могат да се монтират във всички тръби; диаметърът им трябва да бъде поне 40 мм. Всичко по-малко ще попречи на свободния поток на течността.

Ако основната тръба е твърде дълга, е трудно да се осигури отопление по този начин. Тази опция се използва за тръби с дължина няколко метра. По-лесно е нагревателят да се монтира на вертикални тръби, като се започне отгоре и се работи надолу.

За да монтирате нагревателния проводник, ще ви е необходим тройник и уплътнителна муфа.

Процесът на поставяне на кабел в тръба изглежда така:

1. Подготвеният нагревателен елемент, с монтиран уплътнител, се вкарва плавно в тръбопровода през тройника.

2. След като прокарате целия проводник, входната точка трябва да бъде уплътнена. За целта внимателно затегнете всички крепежни елементи на уплътнението и ги затегнете с помощта на затягаща втулка, първо на ръка, а след това с гаечен ключ. Това ще сплеска гуменото уплътнение, осигурявайки плътно запечатване.

На този етап инсталацията е завършена; за да може нагревателният елемент да започне да нагрява тръбите, захранването трябва да бъде включено.

Монтаж на кабели по покриви

За отопление на покрива е необходимо да се монтира саморегулиращ се нагревателен кабел по периметъра на потока от стопената вода. Кабелът обикновено се полага серпентинно, на дълбочина 30-35 см, с разстояние 15-20 см. Кабелът трябва да се постави хоризонтално по ръба на покрива, по протежение на стрехите. Улуците също трябва да се отопляват: ако диаметърът на улука е 80 мм, е необходима една нагревателна линия; ако е по-голям, две.

Начинът, по който телта се закрепва към покрива, зависи от вида на покрива. Най-често се използват скоби, монтирани с винтове. За запечатване на получените отвори се използва строителен уплътнител или мастика. Когато целостта на покрива не може да бъде нарушена, се използва закрепваща лента.

Отоплителната система може да се състои от няколко секции, всички от които трябва да се събират в една точка, където са свързани към електрически кабел със заземяване и контролен панел.

Саморегулиращите се нагревателни кабели са удобен нагревателен елемент благодарение на своите характеристики и могат да бъдат инсталирани по различни начини. Ключът е да изберете правилния тип, след като внимателно прегледате всички детайли и условия на работа.