Для чего экран в саморегулирующем кабеле
Саморегулирующийся греющий кабель — принцип работы, применение и монтаж
Популярность нагревательных кабелей саморегулирующего типа возрастает как в промышленности, так и в домохозяйствах. Особенно они незаменимы при борьбе с обледенением. Когда наступают холода, есть риск промерзания и разрыва водяных, или канализационных трубопроводов, появления ледяной корки на ступенях или дорожках.
В статье мы расскажем о характеристиках и видах саморегулируемого греющего кабеля, об областях его применения, как производится установка на трубы и на крышу.
Что собой представляет саморегулирующийся греющий кабель
Саморегулируемый кабель — это тот же электрический проводник, но усовершенствованная его модель. По устройству он более сложный, чем обычный провод.
Греющий регулирующий кабель — полимерная матрица, с помощью неё, под влиянием внешних температур, происходит смена сопротивления, соответственно количества тепла, которое он выделяет.
Нагревательный элемент — две луженые медные жилы, которые покрыты графитовым пластичным составом, с добавлением полупроводникового полимера. Так образуется саморегулирующаяся матрица, которая замыкает медные жилы.
Нагревательный элемент изолируется фторполимерным термопластом, который так же защищает его от влаги. Далее идёт медная экранированная оплётка, она оберегает от механического воздействия, выступает в качестве заземления.
Наружная оболочка изготавливается из различного материала. Каждый вид предназначен для конкретных эксплуатационных условий. При стандартных условия — полиолефиновый пластик, если среда агрессивная — фторполимер.
Обрабатывается матрица и оболочка провода путём радиационной сшивки.
Принцип работы
Принцип работы саморегулирующегося проводника заключается в движении электроэнергии по нагревательным жилам. В результате чего, происходит увеличение температуры, а следовательно и сопротивления.
Чем выше сопротивление, тем меньше показатель силы тока и мощности. И наоборот, чем меньше температура, тем больше выделяется тепла.
Рассмотрим принцип работы кабеля:
Виды – устройство, технические характеристики
Греющие кабели делятся на следующие разновидности: резистивные, саморегулирующие, индуктивные.
Они различаются по принципу работы, техническим характеристикам и конструкции.
Резистивный
Кабель резистивного типа бывает — линейным и зональным. Для его эффективной работы требуется специальная аппаратура, которая будет управлять проводником, ориентируясь на температуру окружающего воздуха.
Преимущество вида — невысокая стоимость, надёжность, лёгкость монтажа.
Следует сказать, что такой проводник выделяет всегда одинаковое количество тепла, вне зависимости от температуры воздушных масс, поэтому потребление электрической энергии низменно — что является экономически не выгодно.
Резистивный делится на:
Одножильный — состоит из одной нагревательной, чаще стальной жилы, она покрыта изоляционным слоем, из термоустойчивого материала, который не деформируется при нагреве. Провод бывает с экраном для удаления помех, которые создаются самим кабелем и всевозможными защитными устройствами.
Плюс одножильной модели — простота в использовании. Недостаток — не возможность отрезать нужный размер, потребность подключения обоих концов в одном месте.
Двужильный — состоит из двух параллельно расположенных жил, которые передают электрический ток. Их отличие и преимущество от одножильного типа — второй конец не нужно возвращать к месту подключения, это особенно удобно при обогревании протяжённых трубопроводных магистралей.
Отличие этого вида в том, что внутренняя изоляция оснащена окошками, через каждые 1 — 2 метра. Через них проводник подсоединяется к нагревательной проволоке, беря на себя напряжение сети.
Благодаря такой конструктивной особенности, постоянное сопротивление присутствует не во всём проводнике, а только в той или иной секции-зоне. Плюс — в возможности подбирать длину секции по своим потребностям. Минус — высокая цена.
Резистивный греющий проводник имеет гарантийный срок до 15 лет, при заливке в бетонную стяжку до 50 лет.
Саморегулирующийся
Саморегулирующийся греющий кабель — современная модель, отличается от резистивного не только конструктивными особенностями, но и принципом работы.
Провод с саморегуляцией — это проводники, заключённые в полимерную матрицу. Для работы не требуется регулятор, он сам будет поддерживать ту температуру, на которую его настроить, поэтому он не перегревается. Стоит такой вид дороже, но несмотря на это, повышенное КПД делает его экономичней.
Кроме этого, его можно резать на куски любого размера. Гарантийный срок службы такого вида — 10 — 15 лет, но производители закладывают запас до 40%, что существенно продлят время его работы.
Саморегулирующий проводник бывает экранированный и неэкранированный:
Оболочка бывает пищевая — применяется при нагреве водопроводных и канализационных систем внутри, и с УФ- защитой — монтируются на крыше, где много солнечных лучей.
Экранированные модели дороже тех, которые не имеют оболочки.
Основные области применения саморегулирующегося нагревательного кабеля:
Для обогрева разных коммуникаций, требуется нагревательный элемент следующей мощности. Для:
Какой вид выбрать
Выбирая саморегулируемый кабель, надо учитывать характеристики и параметры изделия, принцип работы, условия его эксплуатации — длину участка требуемого для обогрева, максимум низких температур.
Моменты, на которые нужно обращать внимание при покупке греющего провода:
От области применения греющего проводника так же зависит его выбор. Если провод нужен для обогрева канализации — то подойдёт изделие из полиолефина, для водопроводных систем рекомендована защита фторпластовая.
Для наружного монтажа лучше взять модель с изоляцией из фторполимера, она защищает от влаги и ультрафиолета.
При необходимости обогреть трубы с маленьким диаметром, подойдёт низкотемпературный проводник с напряжением 15 Вт/м. Предназначение среднетемпературных (до 30 Вт) — трубопровод большого диаметра. Виды с высоким напряжением в быту практически не применяются.
Кабель без экрана рекомендовано устанавливать в трубы, которые укладываются в землю, так как он не оснащён заземляющей оплёткой. Экранированный безопасней, но стоит больше, а нагревательная матрица у них одинакова, поэтому нет смысла в землю закапывать более дорогую модель.
Покупая саморегулирующий греющий нагреватель надо его сжать пальцами, затем провести так по всей длине. В некачественном изделии внутри будут нащупываться воздушные полости.
Особенности подключения и принцип работы саморегулирующегося греющего кабеля
Греющий кабель часто используют при обустройстве дома из-за того, что он имеет уникальный принцип работы: меняет энергию потребления в зависимости от температуры воздуха. Строители используют для этого несколько видов электрического проводника, какой из них больше подходит для дома и чем отличается от аналогов мы расскажем далее.
Принцип работы и применение кабеля
Кабель выступает проводником, который преобразует поступающую энергию в тепло. Обычно эту деталь используют для обогрева крыш, труб, водостоков. Периодически кабель укладывают под пешеходные дорожки, чтобы на них не появлялся лед. Он одинаково подходит для использования на улице и внутри дома, периодически монтируется для создания теплого пола в доме.
Конструкция из нескольких медных жил проводит электричество. Между ними располагается нагревающая матрица, благодаря которой кабель функционирует. Поскольку матрица находится между питающими проводами, ее основная задача заключается в нагреве. На поверхности проводника есть экран, который защищает провод от электромагнитов.
Частные лица покупают саморегулирующийся греющий кабель для обогрева труб. Подходят модели со следующими показателями:
В частном секторе греющие кабели используют для предотвращения промерзания на разных участках, а коммерческие организации закупают их для системы пожаротушения или обустройства труб.
Разновидности
Обогревающие проводники бывают саморегулирующимися и резистивными. Они отличаются друг от друга конструкцией и эксплуатационными характеристиками.
Резистивные
Дешево стоит, поскольку имеет простое строение. Резистивный греющий кабель состоит из одной или нескольких жил, которые заматывают изоляцией. Показатели этого кабеля не меняются, там всегда выдается одинаковая температура. Поэтому он не подходит для участков с меняющимися условиями эксплуатации. Их редко покупают, ведь после установки тратится много электроэнергии. В некоторых случаях стабильная температура даже нарушает условиях эксплуатации поверхности или материалов.
Саморегулирующие
Имеет более сложную конструкцию благодаря матрице из полупроводникового материала. Она находится между жилами, которые защищены оболочкой. Благодаря этому саморегулирующийся нагревательный кабель не страдает даже при негативных внешних факторах.
Температура проводника регулируется, поэтому даже на участках одной трубы она меняется. При изменении температуры окружающей среды автоматически регулируется мощность, поэтому не наблюдается перерасход электроэнергии. Несмотря на высокую цену, такой кабель позволяет сэкономить при дальнейшем использовании, поэтому люди в основном выбирают его.
Варианты укладки
Для трубопровода саморегулирующий греющий кабель фиксируют внутри или снаружи.
Внутренняя
Проводник располагают изнутри только в том случае, если снаружи к трубе нет доступа. Для этого предварительно устанавливают тройник, а затем протягивают саморегулирующий греющий кабель по всей длине. Сальниковый узел закручивают, а место герметизируют.
Внешняя
Такая укладка проводится по спирали или линейно. Первый способ более трудоемкий и сложный. Если на кабеле появится много изгибов, то проводник сломается. Чтобы предотвратить это, его укладывают с небольшим провисанием.
Линейный способ более удобный, поскольку для этого кабель просто протягивают вдоль трубы. Проводку располагают внизу, чтобы она не испортилась от механического воздействия.
Подключение кабеля
На этапе подготовки требуется срезать 2 см изоляции и снять оплетку, а затем надеть муфту и нагреть ее феном для усадки. Если появились сомнения в надежности, клемму дополнительно зажимают пассатижами.
Инструкция по подключению кабеля:
Для всех участков трубы потребуется теплоизоляция. Обычно для этого используют минеральную вату, полиуретан или пенопласт. Любым подходящим материалом обматывают трубы, на которых установлен греющий кабель.
Изоляцию подбирают такую, чтобы она не превышала 7 см в толщине. Если проигнорировать этот момент, то на обогрев уйдет больше энергии, а при любом температурном скачке придется угадывать, справится ли система. Здесь многое зависит еще от материала, из которого сделаны трубы. Например, у пластика низкий уровень теплоотдачи, поэтому их обматывают только фольгой.
Инструкция по установке не меняется даже при использовании разных видов греющих кабелей. Некоторые люди в особенно проблемных участках устанавливают проводник сразу внутри и снаружи. Эффективность такой системы обеспечена, но это потребует дополнительных затрат на установку и электроэнергию.
Принцип работы и как выбрать саморегулирующий греющий кабель
В классическом понятии кабель – устройство для транспортировки электричества или электрического сигнала из точки «А» в точку «В», однако с греющими кабелями все немного не так. Их основная задача – излучать тепло на всей своей протяженности или на определенных участках. В данный момент на рынке есть три вида греющих кабелей резистивный, зональный и саморегулирующий греющий кабели. Из этих вариантов последний – самый дорогой, но зачастую самый перспективный в плане использования практически во всех сферах.
Принцип работы
Отличие саморегулирующего кабеля от резистивного и зонального заключается в конструкции и принципе работы. Если кратко, то резистивный кабель – это длинный кипятильник, без возможности его укоротить. В этом случае проводники тока являются нагревательными элементами.
Зональный греющий кабель можно обрезать, т.к. ток в нем поставляется по параллельным жилам, между которыми намотан греющий элемент из проволоки с высоким сопротивлением. Через определенные участки эта проволока касается одной из токопроводящих жил и обеспечивает нагрев участка «зоны»
Устройство зонального греющего кабеля
[sc:img]
Саморегулирующий греющий кабель представляет собой более «умную» конструкцию. Внутри оплеток и экранов (в зависимости от модификации) находится основной элемент кабеля – две медные токопроводящие жилы, между которыми располагается греющая матрица. Выглядит она как обычный плотный полиэтилен, однако обладает качествами, которые выводят обогрев кабелем на принципиально новый уровень. Эта матрица – полупроводник, и она меняет свои свойства при изменении температуры.
Саморегулирующий кабель. Что внутри
Пример с теплыми полами
Допустим, вы делаете с помощью такого кабеля теплые полы. Но в разных комнатах, обычно, разная исходная температура пола, например в ванной она одна, а в прихожей – другая. Более того, в одной и той же комнате исходная температура пола может значительно различаться и если вы будете использовать резистивный или зональный кабель, то достичь баланса комфортного пола можно, но только разбивая комнаты на «холодные» и «теплые» зоны. Для этого нужно будет устанавливать дополнительные терморегуляторы и тепловые датчики… Не очень приятная перспектива, особенно с учетом тех недостатков, о которых мы напишем чуть ниже.
Обустройство теплого пола с помощью кабеля
[sc:img]
Саморегулирующий кабель позволяет исключить из схемы терморегулятор вообще. Он сам регулирует, где нужно греть сильнее, а где слабее за счет своей матрицы. Допустим, вы вошли домой с мороза и оставили свои заснеженные ботинки на полу с саморегулирующим кабелем. Так вот, участок с ботинками будет нагреваться сильнее всех остальных участков ровно до тех пор, пока не нагреет ваши ботинки до заданной температуры.
Это значительно экономит электроэнергию за счет того, что греется только тот участок, который нуждается в обогреве.
Пример с водопроводом
Использование греющего кабеля для обогрева водопровода
Чтобы в сильный мороз не замерзла вода в водопроводе, вы обмотали водопроводный вентиль греющим кабелем. Любой вентиль (водосчетчик, фильтр грубой очистки и т.д.) имеет сложную геометрическую форму, которая не позволяет кабелю касаться непосредственно металла. Если вы будете использовать именно саморегулирующий греющий кабель, то основной расход электричества будет идти на нагрев именно тех участков, которые касаются металла, т.к. там теплоотдача будет наиболее выражена. КПД кабеля при этом возрастает в несколько раз по сравнению с другими системами кабельного обогрева
Пример с обогревом кровли
При обогреве кровли от обледенения вы практически никогда не сможете угадать, в каком участке будет наиболее опасный для возникновения сосулек участок. Используя этот кабель с полупроводниковой матрицей, вы можете быть уверены, что будет согрет именно тот участок, на котором было больше всего льда/воды.
Обогрев крыши саморегулирующимся кабелем
[sc:img]
Полезный совет: если вы собираетесь использовать кабель для обогрева кровли, стоит выбрать тип, устойчивый к ультрафиолетовому излучению и нормально переносил высокую температуру, т.к. температура кровли летом поднимается до 50-60 градусов. Например, Raychem ETL-10 выдерживает температуру 65 градусов.
Преимущества
Кроме главных перечисленных, есть еще несколько «фишек», которые дополняют картину
Недостатки
Ну куда ж без них? Основной – это конечно же цена. В зависимости от модификации она бывает в 2-3 раза дороже аналогичной мощности/длины для резистивных и зональных греющих кабелей.
Второй значительный недостаток – саморегулирующим кабелем нельзя быстро обогреть/оттаять тот или иной участок. Он просто не нагреется выше номинальной температуры. Этот кабель предназначен скорее для того, чтобы быть включенным постоянно, благо, низкое энергопотребление позволяет пережить это безболезненно для вашего кошелька
Третий недостаток, а скорее особенность этого отопительного элемента – повышенная стартовая нагрузка. Допустим на вашем кабеле маркировка 50Вт м.п. (50 Ватт на один погонный метр) – это означает, что при включении кабеля в сеть нагрузка будет составлять 80-100 Ватт на метр до тех пор, пока кабель первый раз не прогреется (1-5 минут) – эту особенность стоит учитывать при прокладке проводки соответствующего сечения.
Подключение
Некоторые модели саморегулирующих греющих кабелей имеют дополнительные оплетки и защитные экраны. Мы рассмотрим подключение кабеля с двумя изоляционными оплетками.
Порядок разделки кабеля
Как видно, никакого принципиального отличия в подключении данного кабеля от обычного силового с заземлением нет. Различия есть в заделке оконцовки такого кабеля. Т.к. греющий кабель – окончательный элемент и ни к чему не подключается – его конец должен быть соответствующим образом заделан. Производители саморегулирующих греющих кабелей продают специальные комплекты для их разделки и оконцовки. Работа же сводится к следующему:
Порядок работ по оконцовке кабеля
После таких манипуляций кабель смело может отправляться в самые опасные и мокрые места. Влага ему теперь не страшна.
Комментарии:
Статья хорошая, но этот кабель никак не предназначен для теплых полов. Разогреть его до какой-нибудь приемлемой температуры не удастся. Только для размораживания и защиты от обледенения. Больше этот кабель ни на что не годится
Дорого и непрактично. Не встречал я еще саморегулирующего кабеля, который нормально работал хотя бы 2-3 года. Со всеми возникают проблемы. В общем, сырая технология, и очень дорогая к тому же.
Оставить комментарий Отменить ответ
Керамические блоки КЕРАТЕРМ
Сервисное обслуживание кондиционеров и систем вентиляции
Дизайн любого помещения: обзор стилей и их особенности
Наборы инструментов: что входит и как выбрать
Как выбрать саморегулирующийся кабель
На Российском рынке кабельной продукции постоянно растёт количество марок саморегулирующегося греющего кабеля на основе полупроводниковой матрицы.
Наиболее известные бренды «Heat Systems», «Bartec», «CСТ» и др. При высокой внешней схожести данного вида продукции, характеристики кабеля различных марок могут значительно отличаться друг от друга, что хорошо прослеживается ценообразованием.
Особенности конструкции греющего кабеля на основе саморегулирующейся матрицы
Медные жилы
По медным жилам подается напряжение к саморегулирующейся матрице. От сечения жил зависит максимальная длина греющего кабеля.
Саморегулирующаяся полупроводниковая матрица
Например, саморегулирующийся кабель HS-FSR2-CT 31W при температуре воздуха 0 °С выделяет 36 Вт/м, при нагреве до +20 °С тепловыделение снижается до +25 Вт/м, а при нагревании до +60 °С выделение тепла практически прекращается.
Внутренняя изоляция
Изоляция греющей матрицы также играет важную роль. Она должна иметь достаточную прочность, однородную структуру и хорошую теплопроводность, а сопротивление изоляции должно быть не менее 1 МОм (п. №4.5.3 «Методические указания по проведению приёмо-сдаточных испытаний специальных электроустановок с применением нагревательного кабеля», ГУ «ПЕТЕРБУРГГОСЭНЕРГОНАДЗОР» военный инженерно-технический университет, 2001 г.).
Экранирующая оплетка
Экран саморегулирующегося кабеля выполняется из луженой меди, он предотвращает возможность поражения людей электрическим током. На данном типе кабеля она должна иметься обязательно! Саморегулирующийся кабель должен быть подключен к питающей цепи через УЗО (п. №3 «Временные технические требования к специальным электроустановкам. Электроустановки распределенного обогрева. Кабельные системы обогрева», ФГУ «БАЛТГОСЭНЕРГОНАДЗОР» военный инженерно-технический университет, 2003 г.).
Внешняя защитная оболочка
Защищает всю конструкцию от механических воздействий и от воздействия окружающей среды.
Самая распространенная оболочка – полиолефиновая, она подходит для большинства сфер применения саморегулирующегося греющего кабеля, применяющегося для подогрева труб и трубопроводов.
В случаях когда саморегулирующийся кабель применяется для систем антиобледенения (обогрев крови и водостоков) внешняя оболочка должна быть из термопластика стойкого к ультрафиолетовому излучению. Иначе через некоторое время под воздействием солнечных лучей она потрескается и кабель выйдет из строя.
В местах, где могут присутствовать коррозионные химические растворы и агрессивные пары применяется оболочка из фторполимера, которая обеспечивает защиту и является стойкой к агрессивным средам.
Некоторые «хитрости», применяемые при продажах саморегулирующихся кабелей
В данный момент на рынке присутствует саморегулирующийся кабель без экрана (медной оплетки) и внешнего защитного слоя. Это противоречит общепринятой безопасности конструкцию кабеля и приводит к снижению надежности и безопасности. Буквы СТ, CF или СR в маркировке кабеля указывают на наличие медного экрана и наружной изоляции (термопластик или фторполимер), а их отсутствие указывает на то, что перед Вами полуфабрикат кабеля.
Примеры полноценных саморегулирующихся кабелей
HS-FSR2-CT 31W – саморегулирующейся кабель «Heat Systems» марки FSR на напряжение 220-240 В (2) c луженым медным экраном (С) и оболочкой из термопластика (T) мощностью 31 Вт/м.
10BTV2-CR – саморегулирующийся кабель «Raychem» марки BTV на напряжение 220-240 В c луженым медным экраном и оболочкой из модифицированного полиолефина мощностью 10 Вт/м.
SRL 30-2-CR – саморегулирующийся кабель «WUHU» марки SRL на напряжение 220-240 В (2) c луженым медным экраном (С) и оболочкой из термопластика (R) мощностью 30 Вт/м.
Пример наименования полуфабриката (заготовки для изготовления кабеля)
SRL 30-2 – саморегулирующийся кабель марки SRL на напряжение 220 В (2) мощностью 30 Вт/м, без защитного экрана и без оболочки (отсутствуют буквы CR).
Такой кабельный полуфабрикат имеет класс защиты «0» от поражения человека электрическим током (ГОСТ 12.2.007.0-75 С. Электроприборы класса защиты «0» допускается применять только в огороженных зонах или помещениях, а также в помещения без повышенной электрической опасности (отсутствует сырость или токопроводящая пыль; токопроводящие полы; высокая температура; возможность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям зданий, имеющим соединение с землей, технологическим аппаратам, механизмам и т.п., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования с другой) (п.1.1.13 ПУЭ).
Кроме того, международная электротехническая комиссия рекомендует исключить электрооборудование класса защиты «0» из международной стандартизации (ГОСТ Р МЭК 61140-2000).
Будьте внимательны при заказе саморегулирующихся греющих кабелей, разберитесь в маркировке кабеля, удостоверьтесь, что конструкция кабеля подходит для решение вашей задачи.
Убедитесь, что производитель имеет сертификаты соответствия на греющий кабель (при применении греющего кабеля во взрывоопасных зонах производитель обязан иметь сертификат взрывобезопасности на этот кабель), так же поинтересуйтесь, проходил ли кабель испытания на старение, так как отсутствие этих данных может привести к напрасной трате ваших денег.
Саморегулирующиеся нагревательные кабели без экрана, например, HS-FSM2, SRL 30-2 и подобные должны применяться только в закрытых технологических процессах где ограничен доступ человека.
Применение саморегулирующегося кабеля без экрана для монтажа систем обогрева в быту категорически запрещено.