Саморегулирующийся нагревательный кабель: обзор видов и особенности использования

Где используют системы нагрева?

Самреги (сокращенно) не нужно путать с резистивными аналогами – первыми модификациями греющих кабелей.

Если кратко, то недостатки резистивного вида, вследствие которых его применяют все реже, следующие:

  • определенная длина, невозможность наращения или укорачивания;
  • постоянное сопротивление по всей длине, что делает невозможной регулировку температуры на отдельных участках;
  • подключение с обоих концов, вызывающее сложности при монтаже;
  • риск перегрева в местах пересечения;
  • отсутствие ремонта как такового, менять приходится всю систему целиком.

https://www.youtube.com/watch?v=https:rocketme.topads

Положительная черта резистивного вида – невысокая стоимость, поэтому его применяют там, где нуждаются в обогреве небольшие защищенные участки.

Схема резистивного одножильного кабеля

Схема резистивного одножильного кабеля содержит четыре основных элемента: медную жилу, которая сочетает функции нагревания и передачи тепла, внутреннюю и внешнюю защиту, армирующую оплетку

В конструкции саморегулирующего греющего кабеля есть принципиальные отличия:

  • Две жилы из меди с высокой степенью сопротивления. Чем больше сопротивление – тем выше возможности регулировки температуры.
  • Полупроводниковая матрица. Это значимый элемент кабеля, который и делает его саморегулирующимся. Матрица чутко реагирует на окружающую температуру. Как только температура падает, поднимается сопротивление материала, и он начинает выделять больше тепла.
  • Внутренняя изоляция. Качественный материал отличается равномерной структурой и максимальной теплопроводностью.
  • Экранирующая оплетка. Чаще всего она представляет собой медную сетку или экран из алюминия. Для защиты кабеля питание обязательно подключается посредством УЗО.
  • Наружная изоляция. Ее функция – защита всех элементов кабеля. От характеристик внешней изоляции зависит срок службы изделия.

Способность самрега изменять собственное сопротивление (следовательно, и мощность) от колебаний температуры освобождает от покупки дополнительного оборудования – различного рода термостатов с датчиками.

Схема саморегулирующего кабеля

Схема самрега. Главный отличительный элемент – полупроводниковая матрица, расположенная между двумя медным жилами. Именно она регулирует уровень теплоотделения

Кабель можно нарезать, а длину готового изделия при необходимости укорачивать или наращивать.

Трубы с саморегулирующимся нагревательным кабелем

Если две ветки кабеля случайно пересекутся, перегрева или выхода из строя системы не произойдет. В любой момент можно отрезать или заменить какой-то фрагмент без ущерба для всей обогревательной конструкции

Но главное преимущество самрега – в его «избирательности». Матрица самостоятельно определяет холодные участки и доводит их температуру до оптимального значения.

На достаточно обогретых участках она просто поддерживает нужные параметры (обычно 3-5 ºС). Это очень удобно, когда необходимо защитить от промерзания кабель, на всем протяжении имеющий различные условия обогрева (например, проходит и через отапливаемое помещение, и через холодный грунт).

По окончании холодного сезона отпадает необходимость обогрева труб, грунта или кровли, поэтому кабель отключают от электропитания. Когда существует вероятность сильных ночных заморозков, можно воспользоваться термостатом, автоматически подключающим систему.

Саморегулирующийся нагревательный кабель: обзор видов и особенности использования

Сфера применения нагревательных кабелей для труб (и не только) достаточно велика. Их монтируют в местах, где необходим регулируемый подогрев примыкающих (окружающих) поверхностей или материалов.

Некоторые виды кабеля специально предназначены для оборудования систем «теплый пол». Их укладывают под керамической плиткой, доской, ламинатом, ковролином, а иногда заливают бетонной стяжкой.

Последний вариант наименее эффективный, так как стяжка «крадет» тепло, и через финишное покрытие проходит только его часть.

Самрег для обогрева пола

Схема расположения нагревательного кабеля в санузле по системе «теплый пол». Провод располагают «змейкой» по всей площади комнаты так, чтобы два конца оказались в противоположных углах

Подогрев кабелей распространен в системах водопровода и канализации. Коммуникации, заглубленные в грунт или проходящие над землей, в северных регионах России подвергаются риску полного замерзания на протяжении полугода – с октября по апрель.

Если трубопровод проложен выше уровня промерзания грунта и недостаточно утеплен, то быстро потеряет свою работоспособность. Поэтому, рекомендуем побольше узнать о видах греющего кабеля для обогрева водопровода.

Способы монтажа саморегулирующегося кабеля

Заменить теплоизоляционный «кокон» поможет греющий кабель, зафиксированный на трубе. Существуют разные способы монтажа, наиболее распространенные – линейный и спиральный. Второй охватывает большую площадь трубы

Если трубы уже зарыты в траншеях и демонтаж невозможен или нежелателен, применяется монтаж кабеля внутрь водопроводной (канализационной) трубы через врезанный в наиболее удобном месте тройник.

Следующее применение саморегулирующего кабеля – системы обогрева кровель и водостоков.

Кровельный обогрев кабелем

Провода закрепляют особым образом на краях крыши, в лотках и желобах, в водосточных трубах. Они предупреждают образование наледи, которая разрушает водосточные системы

Под воздействием высокой температуры снег и лед постепенно превращаются в воду, которая по лоткам и трубам стекает вниз. Крыши становятся безопасными для людей и находящегося во дворе транспорта.

Практичное использование нагревательных кабелей для тех, кто не любит запотевших стекол и зеркал – крепление самрега с обратной стороны зеркала, после чего конденсат больше не будет беспокоить.

На производстве и во время строительных работ нагрев часто необходим в качестве помощи для «созревания» бетонных растворов.

Использование кабеля для бетонного раствора

Чтобы характеристики готового материала отвечали нормам, необходимо создать особый температурный режим. С этой целью в в месте, куда будет залит раствор, равномерно размещают саморегулирующиеся кабели, а для их фиксации используют арматуру. После застывания они остаются внутри конструкции

Похожая ситуация с жидкостями, для поддержания определенной температуры которых также применяют самреги. Вместо нагревания резервуара с технической жидкостью традиционным способом в нее опускают кабель, в результате характеристики химических или пищевых растворов какое-то время не меняются.

Системы нагрева не обошли и сельскохозяйственную отрасль. Кабель помещают прямо в грунт, под верхний питательный слой, чем предохраняют корни культур от промерзания.

Как выбрать саморегулирующий греющий кабель для водопровода

Вариантов укладки кабеля множество – выбор зависит от места и условий монтажа. При устройстве домашних автономных коммуникаций чаще всего приходится утеплять трубы, поэтому остановимся более подробно на описании процессов внутреннего и вешнего монтажа кабеля на трубопровод.

Монтаж греющего кабеля внутри водопроводной или канализационной трубы производят по разным причинам. Основная – невозможность фиксации из-за того, что трубопровод уже лежит в траншее и закрыт слоем грунта.

Конечно, такой тип установки имеет некоторые минусы:

  • использование дополнительной детали – тройника;
  • снижение свойств кабеля из-за налета, который появляется через какое-то время (зависит от характеристик воды);
  • уменьшение диаметра трубы, дополнительное препятствие на пути перемещения воды;
  • ограниченная длина и предпочтительное использование на прямых участках.

Важный момент: самрег заводят только через специальный тройник, запорной арматурой при подключении нагревательных систем пользоваться запрещено!

Способы внутреннего монтажа через тройник

Производить ремонт или замену кабеля легко, все действия выполняются через тот же тройник. Главный плюс в том, что при внутреннем монтаже соприкосновение кабеля с жидкостью напрямую приводит к увеличению силы нагрева – отсюда прямая экономия

Инструкция по применению готового комплекта:

  • подключение к кабелю всех функционально важных деталей (оформление оконцовки, присоединение кабеля питания);
  • врезка в трубу тройника со свободным отводом для кабеля;
  • заводка кабеля внутрь трубы на определенную длину;
  • герметизация узла с помощью проходных элементов или накидных гаек.

Саморегулирующийся нагревательный кабель: обзор видов и особенности использования

Не рекомендуется вставлять самрег в трубу, сечение которой менее 40 мм – это повлияет на скорость и объем перемещаемой жидкости.

Сейчас кабель полностью готов к монтажу внутрь водопровода или канализационной трубы.

Внутрь трубы, особенно узкого сечения, больше одного кабеля вставлять не рекомендуется, а с наружной стороны можно разместить от 1 до 4 саморегулирующихся кабелей. Одного обычно хватает для трубы небольшого диаметра (40-50 мм), а от 2 до 4 штук используют для больших труб, расположенных в зонах низкой температуры.

Для коммуникаций, помещенных в грунт, часто применяют «золотую середину» – два кабеля, идущих параллельно вдоль противоположных сторон.

Для фиксации используют алюминиевый скотч, предназначенный для увеличения теплоотдачи и одновременной защиты. Однако иногда требуется более прочное крепление – на стяжки. Если на фрагмент трубы падают прямые лучи солнца, рекомендуется использовать устойчивые к УФ излучению стяжки черного цвета.

Спиральный монтаж кабеля

Тип укладки выбирают в зависимости от необходимой степени обогрева – спиральный или линейный. Для спирального монтажа достаточно одного кабеля

Спиральный способ охватывает максимальную площадь поверхности трубы. Чем меньше шаг между оборотами кабеля, тем эффективнее нагревание. Средний интервал – 5-6 см. Спираль по длине больше, чем линейно уложенный кабель, примерно в 1,7-1,8 раза. В качестве крепежа используется монтажная лента.

Инструкция по укладке:

  1. Расположение кабеля по всей длине участка трубы, требующего подогрева, линейным или спиральным способом.
  2. Обмотка по ходу монтажа соединительных узлов, вентилей и другой запорной арматуры.
  3. Фиксация монтажной лентой (алюминиевым скотчем, стяжками).
  4. Теплоизоляция «в рукав».

Последний пункт – обязательный. Благодаря утеплителю выделяемое кабелем тепло сохранится в зоне трубопровода. Вид и толщину теплоизоляции выбирают, ориентируясь на тип трубопровода и внешние условия.

Схема резистивного одножильного кабеля

Предположим, для укладки водопровода в траншею помимо греющего кабеля потребуется изоляция 25-30 мм в толщину – пенопластовая «скорлупа», экструзионный пенополистирол или базальтовая вата.

Так называется кабель, который отличается от питающего строением. Подключается он к сетевому напряжению. Несмотря на наличие токопроводящей способности и вероятности контакта с влагой, при монтаже такого кабеля обеспечивается достаточный уровень безопасности. Это обусловлено его устройством.

Саморегулирующийся греющий провод монтируется и в случае, когда трубы установлены ниже уровня промерзания. В этом случае температура почвы достаточно высокая (часто — выше 0°С). Однако на заболоченной местности или участках, где высоко залегают грунтовые воды, коммуникации будут регулярно подтапливаться, что может негативно сказаться на их функционировании.

Преимущества

Для выполнения прокладки трубопровода существенной протяженности потребуется специальная техника, т. к. самостоятельно вырыть траншею большой длины проблематично. Можно сократить затраты на копку грунта.

При этом подготавливают неглубокую траншею — до 50 см ниже поверхности грунта. Такие работы под силу выполнить самостоятельно. Обледенение коммуникаций в этом случае предотвращается за счет применения саморегулирующего кабеля.

Преимущество такого провода заключается в способности регулировать температуру нагрева в зависимости от характеристик коммуникаций, условий окружающей среды. Значит, кабель может интенсивнее обогревать участки магистрали, где трубы охлаждаются сильнее.

И, наоборот, когда возникает такая необходимость, сила нагрева ослабевает. Этим саморегулирующийся греющий кабель отличается от резистивного, который поддерживает одинаковую температуру по всей протяженности трубопровода.

Устройство

Провод для обогрева отличается более сложным устройством. Он состоит из:

  1. Полупроводниковой матрицы, отвечающей за нагрев коммуникаций.
  2. Медных жил, которые проводят ток.
  3. Кабель также имеет несколько защитных слоев: 1 слой дополнительной изоляции, медная оплетка, фторополимерная оболочка.

За счет применения разных материалов для защиты токопроводящих жил снижается риск пробоя, поражения током, т. к. провод контактирует с влагой под слоем грунта. Главный элемент такого кабеля — полупроводниковая матрица. Она подстраивается под условия окружающей среды.

Саморегулирующийся нагревательный кабель: устройство, расчёт мощности, подключение по схеме

Если температура грунта или воздуха (в зависимости от способа прокладки труб) повышается, благодаря матрице происходит снижение интенсивности нагрева коммуникаций. Такая особенность позволяет сократить затраты на электроэнергию.

Устроен кабель для обогрева труб так, чтобы иметь возможность выдерживать существенные механические нагрузки. Вероятность обрыва высокая при монтаже провода под слоем грунта или на его поверхности. В первом из случаев кабель подвергается воздействию давления почвы. Если он укладывается на поверхности земли (например, при подведении провода к объекту), влияет ветровая нагрузка, осадки.

Провод разрабатывался с учетом этих и других негативных факторов. Значит, он выдержит такие нагрузки. Это обусловлено его многослойностью. Причем один из слоев выполнен из меди, что дополнительно упрочняет провод. Высокая степень надежности кабеля для труб обусловлена еще и тем, что он содержит токопроводящие жилы.

Их повреждение станет причиной потери нагревательной способности провода. Кроме того, нарушение целостности изоляции может привести к возникновению опасной ситуации, т. к. оголяются токопроводящие жилы.

Принцип работы

В основе механизма действия — принцип преобразования электрической энергии в тепловую. Данную функцию выполняет полупроводниковая матрица, расположенная между токопроводящими жилами. При подключении к источнику питания по кабелю проходит ток.

При этом возрастает интенсивность нагрева, а вместе с тем увеличивается сопротивление, что приводит к снижению силы тока. На таких участках мощность меньше. Если температура окружающей среды снижается, сопротивление тоже падает. На этом отрезке кабель нагревается, что обусловлено увеличением силы тока.

Если рассматривается вариант монтажа греющего кабеля, принцип его работы изучается в первую очередь, т. к. дополнительная информация о функционировании позволит определить правильное местоположение на трубах.

Отмечают зависимость мощности провода от условий окружающей среды. Когда температура воздуха или почвы уменьшается, сила тока возрастает, вместе с тем увеличиваются и затраты на электроэнергию. Особенность такого провода заключается в отсутствии возможности самостоятельно изменить интенсивность нагрева коммуникаций.

Отмечается, что нет возможности существенно изменить мощность, греющий кабель для водопровода будет работать по достижении предельного значения температуры окружающей среды, при этом он не отключится. Затраты электроэнергии минимальные, однако провод все же оказывает нагрузку на источник питания.

Нужно учитывать, что постоянная эксплуатация нагревающего провода не рекомендована. Причина заключается в его ограниченном ресурсе. Если надолго включать кабель в относительно теплом климате, он выйдет из строя раньше положенного времени.

На какие характеристики обратить внимание?

Перед приобретением кабеля необходимо уточнить условия, в которых он будет использоваться. Важно правильно рассчитать мощность, установить длину, снять температурные показатели, определить способ монтажа – внутренний или наружный.

Характеристики, которые потребуются при выборе

Мощность. Параметры мощности/сопротивления и теплоотдачи взаимосвязаны. Также свойства кабеля зависят от сечения жилы. На него же следует ориентироваться и при выборе длины. Предположим, система из кабеля с сечением 1,1 мм² и мощностью 25 Вт не должна быть длиннее, чем 80 м.

Средняя мощность самрегов, которые можно найти в продаже, от 5 Вт/м до 25 Вт/м. Системы с минимальным значением подходят для внутреннего обогрева труб, уложенных в грунте. Для этих же труб, но с наружным обогревом, кабель должен быть чуть мощнее – 10 Вт/м. Самые суровые условия – над землей, поэтому для надземного размещения подойдет максимальная мощность – от 25 Вт/м.

Температура. Следует помнить, что не все виды труб одинаково хорошо переносят нагрев. Предположим, пластиковые изделия (особенно канализационные и для ХВС) не предназначены для сильного нагревания.

Низкотемпературный кабель

Для подогрева жидкости в водопроводных трубах из полипропилена рекомендуют использовать низкотемпературные системы, имеющие максимальную рабочую температуру 65 ºС

На производстве встречаются кабели, разогревающиеся до 190 ºС (при мощности до 90 Вт/м), однако в быту применения для них нет.

Наличие заземляющей оплетки. Этот защитный элемент одинаково важен и для системы, и для людей – он гарантирует безопасность монтажа. Чтобы оплетка функционировала, ее подключают через УЗО. Однако в продаже можно встретить варианты без заземления – в некоторых случаях их использование вполне объяснимо.

Материал внешней изоляции. В качестве внешнего изолирующего материала выступают различные виды полимеров. Одни из них более тонкие и эластичные, другие – жесткие на изгиб. Все виды без исключения защищают внутренние части кабеля от повреждений, агрессивных сред, влажности.

Таблица технических характеристик кабелей

Таблица технических характеристик различных видов кабелей. Кроме прочего, они различаются материалом внешней защитной оболочки: полиолефином и фторопластом

Наружная изоляция влияет на сферу использования кабеля. Защита из полиолефина (самый распространенный материал) подходит не для всех способов монтажа.

Например, для установки на крыше используют кабель с изоляцией из фторполимеров (с защитой от у/ф лучей), а для внутреннего монтажа – системы с фторопластовой изоляцией.

Инструкция по монтажу саморегулирующегося кабеля

  1. скрытая установка — такой вариант применяется для нагрева коммуникаций под землей;
  2. открытый монтаж — для обогрева труб, расположенных на поверхности земли.

Инструкция по монтажу греющего кабеля в полно экранном режиме

Кабель прокладывают на участках трубопровода, где отсутствует запорная арматура, т. к. при этом снижается риск повреждения провода. Монтаж выполняется в теплое время года. Перед началом работ прекращается подача жидкости через трубопровод.

Инструкция по монтажу кабеля с использованием первого из способов:

  1. Конец кабеля защищается термоусадочной пленкой. Благодаря этому повышается надежность токопроводящих жил.
  2. На провод насаживается сальник.
  3. Кабель проталкивают в трубу.
  4. Выполняется подключение вилки ко второму концу провода. При этом используется метод пайки. Затем данный участок защищают с помощью соединительной муфты.
  5. Фиксируется сальник.
  6. Выполняется измерение сопротивления. Иногда на этапе проверки обнаруживается короткое замыкание при подаче напряжения, в этом случае кабель извлекают и осматривают на предмет наличия повреждений.
  7. Проверяется герметичность трубопровода, для чего выполняется пробная подача воды.
  8. Трубу защищают с помощью теплоизоляции от потерь тепла.
Саморегулирующийся нагревательный кабель: устройство, расчёт мощности, подключение по схеме
Если в инструкции, прилагающейся к системе обогрева, есть указание на необходимость установки того или иного утеплителя, нужно следовать ему.

Когда планируется использовать открытый метод монтажа, рассматривают другую схему подключения:

  1. Учитывая, что провод, предназначенный для такой задачи, характеризуется эластичностью, его используют еще и для предупреждения обледенения запорной арматуры.
  2. Применяют разные способы монтажа: витковой, прямой. Второй менее эффективен, т. к. обогревает малую часть поверхности коммуникаций, но зато расход материала в этом случае снижается. Более действенным считается витковой вариант, однако затраты многократно увеличатся при его использовании, т. к. провод наматывается по наружной стороне плотными витками. Допустимо комбинировать эти способы: сначала укладывают кабель вдоль коммуникаций, затем наматывают его витками.
  3. Провод фиксируют скотчем по всей длине.
  4. Для снижения теплопотерь коммуникации закрывают фольгированным или рулонным утеплителем.

Конструктивные отличия саморегулирующихся систем

Важно использовать теплоизоляционный материал, устойчивый к воздействию влаги, механическим повреждениям. Благодаря этому свойства утеплителя сохраняются дольше.

Как правильно выбрать и смонтировать нагревательную систему, подскажут следующие видеоролики.

Для правильного функционирования труб или водостоков часто применяют самреги, которые создают максимально подходящие температурные условия. Требования к монтажу резонны, если правильно подобран кабель.

Обратите внимание на марки Raychem, Heat Trace, Nelson, Lavita и четко следуйте прилагаемой к кабелю инструкции. Если возникнут трудности – обратитесь к представителям компании, вам обязательно помогут.

Что такое саморегулирующий обогревающий кабель

Принцип работы

Чтобы создать благоприятные условия для постоянного подтаивания снега и льда на кровле и системе водостоков, греющий кабель монтируют в следующих местах:

  • на краю кровли (желательно по всему по периметру);
  • в желобах под скатами;
  • в водосточных трубах;
  • в ендовах.

Существуют различные варианты устройства нагревательной системы: от одиночного кабеля, протянутого вдоль наиболее критичного места, до целой сети кабелей с термостатом и датчиками.

На открытых местах кабель закрепляют зажимами и кронштейнами, в трубах – подвешивают на тросе или цепи.

Заключительный этап проводится внутри помещения. Устанавливаем электрический шкаф управления и подключаем обогревательную систему. Затем включаем терморегулятор и проверяем, как работает система.