Системы кабельного обогрева

При необходимости справиться с особо низкими температурами в каких-либо конструктивных элементах построек, системах коммуникаций, предметах бытового благоустройства используется  нагревательный кабель. Данное устройство обеспечивает дополнительный подогрев по всей длине или области прокладки трассы. При этом важно учитывать принцип работы нагревательного элемента и в каких ситуациях его целесообразно применять.

Назначение и принцип работы

Назначение нагревательных кабелей позволяет охватывать как разнообразные сферы промышленной деятельности, так и решать различные бытовые задачи. Наиболее часто нагревательный кабель используется для:

• Обогрева помещений или сооружений с малой кубатурой, включая декоративные комнаты, террариумы, шахты и колодцы;
• Нагревания всего или только участка трубопровода, водопровода, канализации и других объектов, расположенного на открытом воздухе или в не отапливаемом помещении;
• Разогрева замороженных объектов при выполнении на них каких-либо технологических операций;
• Защиты от замерзания воды или для предотвращения скопления влаги;
• Предотвращения образования льда или отложения снега;
• Поддержания температуры какого-либо объекта в заданных пределах.

Принцип работы нагревательного кабеля описывается законом Джоуля-Ленца, который гласит, что при протекании электрического тока по любому резистивному элементу, из него будет выделяться тепловая энергия. Данный процесс обуславливается наличием электрического сопротивления у токопроводящего материала, которое возникает из-за взаимодействия заряженных частиц. Эти частицы создают препятствие направленному движению тока, и при их столкновении происходит выделение тепла.

Основываясь на вышеизложенном, можно сказать, что величина тепловой мощности прямопропорциональна сопротивлению нагревательного кабеля и может выражаться формулой:

Q = I² * R * t

Где:

• Q – величина выделяемой тепловой энергии;
• I – величина тока, протекающего по нагревательному кабелю;
• R – омическое сопротивление элемента;
• t – время подключения кабеля к электрической сети.

На практике сопротивление конкретного греющего кабеля будет зависеть от материала токоведущих жил, их длины и способа подключения. Все эти параметры обуславливаются конструктивными особенностями различных видов нагревательной кабельной продукции.

Виды

Используемые для подогрева токоведущие элементы подразделяются на резистивные (линейные и зональные), саморегулирующие и индуктивные. Все виды нагревательных кабелей отличаются принципом работы и конструкцией. Рассмотрим более детально особенности каждого из них.

Резистивные линейные.

Линейный нагревательный кабель представляет собой конструкцию из обычного провода, концы которого подключаются к источнику электропитания. Таким образом, линейную модель принципиально можно представить в виде последовательно включенного сопротивления резистивного типа, характеризующегося постоянной мощностью нагрева. По количеству жил он подразделяет на одножильный и двухжильный нагревательный кабель.

Одножильный линейный.

Посмотрите на рисунок, одножильные марки состоят из нагревательной жилы с высоким удельным сопротивлением, как правило, стали или ее сплавов. Также сюда входит один или несколько слоев термоустойчивой изоляции, которая не деформируется при нагревании. Такой вид нагревательного проводника может оснащаться экраном для удаления помех, создаваемых ним самим и устройства защиты от замыкания на землю.

Его основным преимуществом является простота и неприхотливость в эксплуатации, также он может контактировать с проводящими конструкциями и подвергаться нахлесту. А к недостаткам можно отнести необходимость использования заводской секции установленной длины (отрезать нужный вам кусок нельзя), необходимость подключать концы секции в одной точке к «+» и «–» или к нулю и фазе.

Двухжильный линейный

"wp-caption-text">Рис. 2: конструкция двухжильного линейного кабеля

Конструктивно двухжильные марки имеют два вывода, подключаемые к источнику электроэнергии. В его состав входят те же элементы, что и в одножильный с одним отличием – в нем находятся две параллельно расположенные жилы вместо одной. Что предоставляет дополнительное преимущество – двухжильный нагревательный кабель, в отличии от одножильного, не нужно возвращать вторым концом секции к месту подключения, что предоставляет определенное удобство при обогреве трубопроводов и других протяженных конструкций.

Резистивные зональные

Зональные кабели представляют собой разновидность резистивного, с тем отличием, что имеет более сложную и функциональную структуру. В сравнении с линейным конструктивно он имеет следующую особенность:

width" content="700">

Как видите на рисунке, зональный кабель так же, как и линейный включает в себя две токоведущие медные жилы, внутреннюю изоляцию для каждой жилы, нагревательную проволоку из материала с высоким удельным сопротивлением, внешнюю изоляцию.

Его конструкция отличается наличием окошек во внутренней изоляции, в которых к токоведущему проводнику подсоединяется нагревательная проволока. Сами окошки расположены на расстоянии 1 – 2м друг от друга. Таким образом, между окошками нагревательный элемент подключается параллельно и воспринимает на себя напряжение сети. То есть на каждый из участков проволоки приходиться по 220 В или та величина, которая подается на греющий кабель.

За счет такого конструктивного решения постоянным сопротивлением должна обладать не вся протяженность, а только проволока, расположенная на участке в 1 – 2 м, получившая название зоны (от чего и берет название данный тип кабеля). Благодаря такой конструкции длина секции может подбираться произвольно в зависимости от ваших  личных пожеланий.

Саморегулирующиеся кабели

Саморегулирующийся кабель отличается от предыдущих вариантов и конструктивным исполнением, и принципом работы.

Посмотрите на рисунок, здесь показана конструкция саморегулирующегося кабеля, включающая в себя:

• Внешнюю оболочку, защищающую внутренние элементы от воздействия окружающей среды.
• Токоведущие жилы, на которые подается напряжение от внешнего источника.
• Экранирующая оплетка, защищающая окружающие коммуникации от электромагнитного излучения самого кабеля.
• Слой внутренней изоляции для электрического разделения токоведущих элементов от металлической оплетки для экранированных кабелей или от внешних конструкций при отсутствии экрана.
• Полупроводниковая матрица, представляющая собой непосредственно сам греющий элемент.

Именно эта часть саморегулирующего кабеля  является своеобразным датчиком температуры. Чем больше нагрета окружающая среда, тем меньше проводимость нагревательных элементов, величина протекающего через них тока снижается, равно как и величина выделяемого тепла. В этом и выражается функция саморегуляции уровня температуры.

Основным преимуществом такого нагревательного кабеля является его полная автономность – количество получаемой тепловой энергии самостоятельно подстраивается под температуру среды, в которой он находится. За счет чего разные участки нагревательного кабеля будут иметь нелинейную мощность, выдавая нужную вам температуру в конкретной ситуации. Еще одним преимуществом такого типа нагревательного устройства является его произвольная длина. Но к недостаткам стоит отнести то, что продается он стандартными бухтами и не имеет соединительных элементов в комплектации.

Индуктивные нагревательные кабели

Принцип действия такого типа нагревательного кабеля заключается в наведении ЭДС внутри ферромагнитной среды. Конструктивно он состоит из токоведущей жилы, которая наматывается на ферромагнитный сердечник на подобии катушки. При протекании тока по токоведущей жиле в сердечнике будет наводится эдс. Нагревание происходит за счет электрических потерь от тока в проводнике и от потерь в стали по принципу скин-эффекта.

Главным отличием от других типов нагревательных кабелей является соотношение выделяемой тепловой энергии. Здесь потери в меди составляют всего 20%, в то время как в ферромагнитном материале будут теряться остальные 80%. В зависимости от конкретной марки соотношение потерь может отличаться. За счет чего линейная мощность индуктивного кабеля может быть гораздо ниже при обеспечении той же температуры нагрева.

Особенности монтажа

При прокладке нагревательного кабеля важно соблюдать ряд правил, а именно:

• Температура окружающей среды на этапе монтажа системы обогрева должна быть не ниже +15ºС.
• Фиксацию на поверхности следует производить таким способом, чтобы не повредить конструктивные элементы нагревательных участков (заводскими фиксаторами, специальным скотчем, герметиком, мягкими накладками, хомутами и т.д.).
• При формировании трассы или сетки необходимо обеспечивать достаточную площадь обогрева для конкретного объекта в зависимости от его параметров.
• При поворотах нужно следить, чтобы радиус изгиба не  превышал шести его диаметров.
• После завершения укладки обязательно проверяйте целостность изоляции и жил путем прозвонки и измерения уровня сопротивления.

Теперь рассмотрим несколько практических советов касательно особенностей прокладки в частных ситуациях. Если нагревательный кабель используется для обогрева кровли или других объектов, где он устанавливается под прямыми солнечными лучами, лучше использовать экранированные марки. Так как у моделей с оплеткой используется куда более устойчивая оболочка, чем у кабелей общего назначения.

При обогреве водостоков, необходимо выбирать место расположения в наиболее холодной точке или с наименее прогреваемой стороны. В горизонтальных желобах нагревающий кабель необходимо устанавливать в нижней части желоба, чтобы теплые массы поднимались вверх и плавили лед выше. В вертикальных трубах водосточной системы со стороны стены здания, как показано на рисунке, так как она прогревается хуже всего:

Так как нагревательный кабель может располагаться в воде, им можно напрямую прогревать водопроводные трубы или системы отопления. Устанавливают его внутри трубы, как показано на рисунке:

Следует отметить, что монтировать  нагревательный проводник внутри канализационных и сточных труб запрещено, так как за него будет цепляться различный мусор. Из-за чего возникнут пробки, ухудшающие проходимость и приводящие к полному перекрытию. Поэтому полимерные и металлические трубы канализации прогреваются посредством установки нагревательных элементов с внешней стороны. Но стоит отметить, что нагревательный провод должен изолироваться от слоя теплоизоляции посредством специальной алюминиевой ленты.

Области применения

Нагревательный кабель применяется для обогрева таких конструктивных элементов:

• теплых полов – как в бытовых (ванных и кухнях), так и в производственных помещениях;
• крыш зданий, где возникает угроза образования сосулек или скопления снежных масс над тротуарами или пешеходной зоной;
• различных трубопроводов в системах водоснабжения, канализации, отопления и т.д.;
• емкостей и резервуаров для хранения жидких веществ;
• систем водоотведения и дренажа;
• подогрева ступенек зданий, тротуаров и технологических проходов;
• нагревательных матов, ковриков и дорожек;
• аквариумов и террариумов для домашних питомцев.

В промышленной сфере нагревающий кабель может иметь и более специфическое применение, примеры некоторых из них и необходимые параметры для их эффективной работы приведены в таблице ниже:

Таблица: область применения нагревающего кабеля

Область применения	Требуемая  температура, °С	Удельная мощность, Вт/м2.	Суммарная мощность, кВт
Тепловые барьеры в камерах промышленных холодильников	2-5	3 — 15	0,5-5
Обогрев антенн спутниковой связи	2-5	200-300	2-15
Обогрев ванн обезжиривания	30-50	200-400	0,5-3
Обогреваемые линии изготовления бетонных изделий	40-60	300	20-50
Обогрев плит прессов	40-150	300-1000	2-10

Источник: www.asutpp.ru

Что такое греющий кабель?

Система кабельного обогрева как жилых, так и нежилых помещений получает все большее распространение. Целью применения греющего кабеля является сохранение необходимого температурного режима. Кабель, который преобразует электрическую энергию в тепловую, называется греющим. Кабельная система обогрева помогает сделать жизнь более комфортной.

Греющий кабель – принцип работы и применение

Современный греющий кабель функционирует как любой электронагревательный прибор. Чем выше сопротивление материала прохождению электрического тока, тем больше тепловой энергии выделяется на нагревательном элементе. Устройство подсоединяется к электрической сети, имеющей напряжение 220 В, и при прохождении электричества через него выделяет тепло. Применение греющего кабеля может быть в таких областях:

• подогрев пола, стен и потолков;
• поддержание температурного режима для твердеющего бетона становится особенно актуальным в холодных погодных условиях;
• устранение обледенения кровли, водосточных труб и лестниц;
• обогревание зеркал для устранения конденсата;
• обогрев почвы широко применяется в теплицах;
• предотвращение промерзания водосточных и канализационных труб;
• поддержка нужной температуры жидкости и воды, и так далее.

Греющий кабель – характеристики

При выборе изделия ориентируются на область применения. Чтобы выбрать подходящий кабель, нужно рассмотреть его основные технические параметры:

1. Мощность. Чем выше этот параметр, тем значительнее расход электрической энергии и выработка тепла.
2. Температурный режим работы кабеля. Выделяют три вида: высокотемпературный (до 190°С), среднетемпературный (до 120°С), низкотемпературный (до 65°С).

Сколько потребляет греющий кабель?

Над этим вопросом думает каждый, кто хочет воспользоваться этим изобретением. Справедливости ради, стоит отметить, что ответ зависит от множества факторов, и ни один специалист не рассчитает точное потребление. От чего же зависит потребление:

• месторасположения изделия;
• условий погоды;
• диаметра и теплоизоляции трубы;
• мощности и длины кабеля;
• типа греющего кабеля.

Приблизительно рассчитать расход при использовании для обогрева трубы можно:

1. Выясняем указанное производителем номинальное потребление, затем узнаем длину и диаметр трубы и производим вычисления. Например, номинальное потребление равно 14 Вт/м, длина трубы 10 м, а диаметр 32 д, то потребление будет 140 Вт.
2. Если есть теплоизоляция, то потребление сокращается примерно в два раза.
3. Если кабель работает круглосуточно целый месяц, тогда 24 ч. умножаем на 30 дней и на потребляемое количество кВт/ч.

Преимущества греющего кабеля

Среди плюсов греющего кабеля можно выделить:

• возможность самостоятельно контролировать подачу тепла (когда необходимо включать и выключать систему);
• применяется во многих сферах;
• греющий кабель для труб долго служит (от 25 лет);
• легкость в использовании;
• не оказывает вредоносного воздействия;
• греющий современный кабель устойчив к губительным механическим, химическим, климатическим, термическим, биологическим действиям;
• доступная цена.

Виды греющего кабеля

Специалисты выделяют два основных вида изделия:

1. Резистивный, в котором проводники тока исполняют функцию элементов нагревания. Такой нагревательный кабель для труб применяется все реже.
2. Саморегулирующий самый «умный» и удобный в использовании. Такой саморегулирующийся нагревательный кабель сегодня становится все более популярным.

Саморегулирующий греющий кабель

В состав этого кабеля входит от одной до нескольких жил, изолированных друг от друга специальной оболочкой. Саморегулирующийся греющий кабель может применяться в разных областях. Он самостоятельно поддерживает необходимую рабочую мощность и количество выделяемого тепла в зависимости от погодных условий. Работа кабеля зависит от сопротивления, то есть, если оно возрастает, подача тока снижается, за счет чего снижается и мощность. Он сам выявляет участки, где нужно поднять или опустить градус.

Резистивный греющий кабель

В состав кабеля входит одна или две изолированные жилы фиксированной длины, не подлежащие самостоятельной обрезке. Этот вид не дает шанс менять мощность без использования терморегуляторов. Применяют такой греющий кабель для канализационных труб. Существует подвид этого кабеля – зональный, состоящий из двух параллельных жил, через которые проходит ток. Элементом нагревания выступает проволока, прикрепленная к жилам на фиксированном расстоянии. Этот вид кабеля можно отрезать по выделенным меткам.

Как выбрать греющий кабель?

Выбор изделия зависит от области применения:

1. Для края кровли и водостоков специалисты советуют покупать резистивный кабель мощностью от 12 до 22 Вт на погонный метр или саморегулирующий с показателями от 20 до 40 Вт. Второй вариант подойдет для маленьких участков и сэкономит электроэнергию. Такой греющий кабель в трубу подходит идеально.
2. Для устранения наледи на ступеньках и площадках, если кабель прокладывается в стяжке, рекомендуемая мощность резистивного провода составляет от 26 до 30 Вт. Если же изделие будет находиться в песке, а не в стяжке, то мощность нужно выбирать не более 20 Вт на погонный метр.
3. Для водопроводов или обогрева емкостей с жидкостями лучше воспользоваться саморегулирующим кабелем, для труб из пластика, имеющим мощность в 10 Вт на погонный метр, а для металлических до 20 Вт.

Как проверить греющий кабель?

Проверить работоспособность кабеля можно двумя способами:

1. Если речь идет о резистивном кабеле, то нужно замерить сопротивление цепи и поверхности изоляции, воспользовавшись мультиметром.
2. Саморегулирующий провод легко проверить путем подключения системы обогрева к электрической сети.

Как подключить греющий кабель?

Непосредственное подключение кабеля производится путем его присоединения к блоку, осуществляющему терморегуляцию. В зависимости от назначения и сферы применения пользуются линейным и спиральным монтажом, при этом сам провод прокладывают или внутри или снаружи относительно труб ли другой поверхности.

Чаще при продаже греющих кабелей терморегулирующий блок идет в комплекте. Его нужно постараться установить так, чтобы на него не воздействовала негативная окружающая среда. Соединение проводов должно быть герметичным. Для этого можно воспользоваться специальными зажимами и муфтами.

Подключение греющего кабеля проходит в несколько этапов:

1. Проводники кабелей, предназначенные для соединения, обрезают в виде лесенки на различном расстоянии и освобождают от изоляционного материала в длину на 10 мм.
2. На все имеющиеся проводники натягивают термоусадочные муфты, а поверх кабеля прикрепляют совместную муфту с большим диаметром.
3. Окончания проводов монтируются в гильзы и плоскогубцами зажимаются с одной стороны, а с другой стороны обжимают гильзу после ввода вторых концов.
4. На провода надевают муфты с малым диаметром и феном их нагревают, после зажатия на область соединения натягивают муфту большего диаметра и тоже прогревают феном.
5. Если речь идет о саморегулирующихся видах кабеля, то в них оба конечных провода герметизируются. Они обрезаются в виде лесенки, поверх них натягивают термоусадочную муфту и тоже прогревают с помощью фена.
6. Термостатический регулятор, который необходим для регулирования температуры, помещают поблизости к электрическому щитку. Чтобы повысить безопасность, в цепь термостатического регулятора внедряют УЗО (автоматическое отключающее устройство).

Почему не греет греющий кабель?

Чаще при возникновении проблем с работой кабеля выходят из строя терморегулятор, автоматический выключатель или датчик температуры. Если монтаж греющего кабеля был выполнен неправильно, то возможно возникновение разных поломок. Не греть кабель может и из-за таких причин:

• дефект в кабеле;
• неисправный контакт;
• повреждение УЗО;
• отсутствие напряжения;
• плохое подсоединение.

Источник: womanadvice.ru

Что собой представляют кабельные системы обогрева и антиобледенения

Основу такой системы обогрева составляет электрический кабель. Применяется кабель двух видов: резистивный и саморегулирующийся.

Резистивный кабель привлекателен своей невысокой ценой. Он имеет постоянное сопротивление и, соответственно, выделяемая им мощность и теплоотдача также будут постоянны. В случаях, когда такие свойства отвечают поставленной задаче, применяют этот вид греющего кабеля.

Саморегулирующийся кабель конструктивно сложнее — он, помимо токопроводящих жил, содержит полимерную матрицу, которая изменяет сопротивление под действием внешней меняющейся температуры. За счет этого меняется мощность и количество выделяемого тепла.

В целом ряде случаев при установке кабельной системы обогрева, антиобледенения и снеготаяния комбинируют эти два вида кабелей.

Какие услуги предлагает компания «Теплокабель»

Компания «Теплокабель-М» специализируется в области современных кабельных обогревательных и антиобледенительных систем. У нас работают квалифицированные профессионалы, которые способны решать задачи разные по сложности. Мы предоставляем нашим заказчикам весь комплекс услуг в области обогревательных кабельных систем:

• Проектирование и расчет;
• Подбор материалов, оборудования, комплектующих и их доставку к месту работ;
• Подготовительные работы, монтаж, подключение, пуско-наладочные работы;
• Гарантийное и постгарантийное обслуживание.

В настоящий момент нами выполняются работы по разработке и монтажу систем обогрева:

• жилых, офисных, промышленных помещений;
• кровельных и водосточных систем;
• трубопроводов различного назначения — водоснабжения, канализации, промышленных;
• резервуаров и емкостей;
• открытых площадок, тротуаров, дорожек, пандусов и ступеней;
• полов морозильных камер;
• грунта в теплицах, парниках, оранжереях

В своей работе мы применяем современные материалы от известных отечественных и зарубежных производителей. Для создания систем обогрева нами применяются резистивные и саморегулирующиеся кабели марок: Nexans (Норвегия), ССТ (Россия), Eltherm (Германия), Теплокабель (Россия), Raychem (США).

Все работы выполняются в полном соответствии с действующими стандартами и строительными нормами и правилами в установленные договором сроки. Для замеров, необходимых для начала работ по проектированию наши специалисты выезжают на будущее место работы бесплатно для заказчика.

Если у вас возникнут вопросы, звоните! Наш специалист ответит на них.

Источник: TeploKabel.ru