Обогрев нагревательным кабелем. Саморегулирующийся кабель и его преимущества

Отличительной особенностью саморегулирующегося кабеля является его матрица. Матрица состоит из полупроводникового материала. В зависимости от температуры окружающей среды, или температуры обогреваемого объекта изменяется сопротивление этого материала.

Теперь, с момента появления такого нагревательного кабеля, появилось гораздо больше возможностей для электрического обогрева в промышленных и бытовых условиях. Ведь поддержание мощности и температуры обогрева теперь не нуждаются в дополнительном оборудовании

Саморегулирующийся кабель производства Тепловые Системы

Саморегулирующийся кабель обладает рядом важных преимуществ::

• Надежность и долговечность работы.
• Универсальность использования.
• Экологичность и безопасность.
• Простота установки и эксплуатации.
• Отсутствие эффекта перегрева.
• Экономия электроэнергии.

Принцип саморегуляции: 

Нагревательный элемент системы контроля температуры состоит из:

• внутренней жилы с высоким электрическим сопротивлением. Чем выше сопротивление, тем больше тепла вырабатывается при прохождении тока;
• защитной внутренней оболочки, которая в свою очередь закрыта экранирующей проволочной сеткой, сделанной из металла, который служит заземлением;
• бесшовного покрытия из ПВХ, оно же изоляция. Выступает защитой всех внутренних элементов от внешней среды. 

Саморегулирующийся кабель выделяет тепло за счет того, что электрический ток течет от одной жилы к другой по всей длине кабеля через полупроводниковую матрицу, образуя огромное множество параллельных условных электрических цепочек. Дальше это тепло передается оболочке, а от оболочки – обогреваемому предмету (трубе, полу, стене). Чем больше площадь контакта с проводом, тем лучше идет теплоотдача, поэтому плоские модели эффективнее кабелей с круглым сечением.

Сохранить часть тепла, выделяемого в воздух, помогает верхний слой изоляции, которым закрывается и обогреваемый предмет, и нагревательный кабель. Материалом для такой защиты может быть алюминиевая фольга или любой другой утеплитель.

Варианты применения саморегулирующегося кабеля:

• Обогрев кровли
• Обогрев труб и трубопроводов
• Обогрев резервуара

Саморегулирующийся кабель имеет две медные токопроводящие жилы, расположенные в объеме экструдированного полупроводникового материала – матрицы, которая является нагревательным элементом. Кабель может использоваться для обогрева различных конструкций: водопровода, кровли, промышленных трубопроводов, полов и стен в квартирах и т. д. В зависимости от задачи используются разные типы нагревательных кабелей, так как их монтаж требует учета самых разных параметров.

Где применяется нагревательный кабель?

Сфера применения электрообогрева расширяется постоянно. Это связано с появлением новых продуктов, которые могут работать в сложных условиях, не боятся грязи, воды, агрессивных сред, экстремально высокой или экстремально низкой температуры и других испытаний. Подобные системы востребованы как в частных домах или квартирах, так и в промышленных цехах и станках. Они помогают повысить комфорт жизни или сделать производство более эффективным.

Если говорить об использовании электрообогрева в быту, вариантов все равно достаточно. Можно сказать, что саморегулирующийся кабель - это универсальный способ обогрева. Его свойства позволяют применять его , практически, в любом помещении и в самых разных условиях. Но чаще всего нагревательный кабель используют для обогрева:

• водопровода. Особенно это актуально для частных домов, где водопроводные системы могут проходить по холодным помещениям. Монтаж контура может проходить как по внутренним, так и по внешним стенкам, все зависит от диаметра трубы. Если он велик, рекомендуется внешняя прокладка и саморегулирующаяся система, а для маленьких труб подойдет обогрев саморегулирующимся нагревательным кабелем с внутренним расположением;
  
  
  
  
• Теплые полы чаще всего используют в домах, но и в квартирах это перестало быть редкостью. При монтаже контура его располагают прямо в бетонной стяжке. Используют чаще всего резистивный кабель, так как это самый дешевый вариант;
• кровли. Обогрев кровли может быть полным, либо только края (система защиты от сосулек и сугробов по краям крыши). Установка возможна на любую кровлю: современные материалы без проблем выдерживают точечный нагрев;
  
  
  
  
• резервуаров с водой или других емкостей. Воду можно нагревать и на даче, но куда чаще такое применение встречается в промышленности. Компании, хранящие в огромных цистернах нефть или химические вещества, часто нуждаются в том, чтобы обогреть их. Электрообогрев нагревательным кабелем справляется с этой задачей без проблем.
  
  
  

Это далеко не полный список вариантов, когда может пригодиться нагревательный кабель. В промышленности существует огромный набор ситуаций: поддержание нужной температуры в газо- или нефтепроводе, разогрев жидкостей, работа в горячих цехах и создание специальных аппаратов и станков.

Разновидности нагревательных кабелей

Существует две основные разновидности нагревательных кабелей. Они отличаются по характеристикам нагрева, хотя сфера применения у них пересекается.

Первый вариант – это саморегулирующийся кабель. Он получил такое название за то, что тепловыделение нагревательного элемента – матрицы автоматически подстраивается под температуру окружающей среды. Это происходит за счет того, что при увеличении температуры матрицы её сопротивление увеличивается и, следовательно, проходящий по ней ток уменьшается, уменьшая при этом и электрическую мощность. Регуляция получается достаточно четкая, так как матрица может иметь разную степень нагрева даже на близких участках.

Основные преимущества саморегулирующихся кабелей:

• уменьшенное потребление электроэнергии и безопасность, так как нагреваются только нужные участки кабеля;
• упрощенные схемы монтажа: нет необходимости планировать помещение так, чтобы кабеля не пересекались;
• возможность нарезки лент любого размера.

Резистивные кабели – это вторая разновидность нагревательных кабелей. Они состоят из одного нагревательного элемента – токопроводящей жилы. Жил может быть несколько (одна, две, три). Чем больше их, тем выше возможности кабеля. У такой модели есть несколько плюсов:

• простота и неприхотливость;
• низкая цена кабеля;
• стабильность работы.

Но есть у резистивных проводов и большой недостаток: по всей длине они выделяют одинаковое количество тепла. Это означает, что при наложении двух частей кабеля друг на друга, это место будет нагреваться в два раза сильнее, что приведет к выходу кабеля из строя Важно и то, что такая модель греет даже те участки, которые в том не нуждаются, а это лишние затраты.

Сегодня большинство людей отдают предпочтение саморегулирующемуся кабелю, так как он выгоднее в перспективе, а по цене монтажа разница между двумя моделями не такая уж и большая.

Саморегулирующийся кабель в системе обогрева: расчет длины

Для расчета длины нагревательного кабеля используется входной набор данных, таких как тип обогреваемой поверхности (трубопровод, кровля, водосток или резервуар) и требуемая минимальная температура обогрева.

Для обогрева трубопроводов важен диаметр трубопровода, на котором монтируется кабель, толщина теплоизоляционного слоя и минимальный нижний предел температуры в этом климатическом поясе.

При обогреве кровли важна общая обогреваемая площадь, геометрия обогреваемого участка и свойства материала, из которого изготовлена площадь: химический состав и толщина кровли. Исходя из этих данных подбирается нужный тип нагревательного кабеля, а мощность регулируется шагом укладки кабеля.

Для обогрева водостоков важен материал, из которого изготовлен трубопровод - железо, или пластик. И длина трубопровода: при длине более 1,5 м применяется обогрев в 2 нитки нагревательного кабеля. При меньшей длине - с помощью одной жилы.

Для обогрева резервуаров используется экранированный саморегулирующийся кабель. Он монтируется в несколько рядов по всей высоте или длине резервуара. А каждый ряд состоит из витков нагревательного кабеля. Чем меньше шаг между витками - тем больше мощность обогрева. 

Определение максимально допустимой длины секции нагревательного кабеля

Чтобы система электрообогрева эксплуатировалась годами без сбоев, очень важно еще на этапе проектирования определить максимальную длину секций. Секция саморегулирующегося кабеля не должна превышать значение максимально допустимой длины, поскольку это может привести к выходу из строя системы управления и ее автоматов, и даже может привести к аварии и полному выходу системы из строя. Это важно знать особенно при самостоятельной укладке нагревательного кабеля. Поскольку в таком случае проще купить и установить новый кабель и систему управления, чем искать неисправность и чинить вышедшие из строя элементы.

Нагревательный саморегулирующийся кабель и особенности его монтажа

Монтаж любого нагревательного кабеля требует учета множества нюансов и особенностей работы. В немалой мере это касается резистивных кабелей, которые могут перегреваться и наносить вред окружающей обстановке.

Конечно, технически грамотный человек, изучив инструкцию по подключению нагревательного кабеля, сможет самостоятельно установить и закрепить саморегулирующийся кабель на трубопроводах для несложных бытовых целей, таких как обогрев водопровода на дачном участке. Готовые комплекты кабеля снабжены всем необходимым, включая финальный конец провода, снабженный вилкой для подключения к розетке электросети. А в случае с работой с кабелем наотрез потребуется всего лишь умение муфтировать стыкующиеся секции.

Но вот обогрев кровли, или пола - это более сложная задача, требующая детального расчета многих параметров: общей площади обогрева, выбора мощности нагрева, расчет длины нагревательного кабеля, выбор траектории укладки кабеля и др. Поэтому самостоятельная укладка теплых полов или монтаж обогрева кровли не рекомендуются. Выгоднее и быстрее обратиться в компанию, которая готова выполнить все этапы монтажа. А они следующие:

• Составить рабочий проект. Создается даже для небольшой площади, так как проектирование позволяет привязать возможности кабеля к реальному помещению;
• Приобрести оборудование. Подбор осуществляется по полученным во время составления проекта данным (тепловые потери, необходимая мощность), а также с учетом бюджета клиента;
• Внести коррективы в электропроводящие сети. Электрообогрев требует подключения к электросети, но его нельзя просто воткнуть в розетку. Желательно провести новую линию от распределительной коробки или сразу от щитка;
• Произвести монтаж распределительных шкафов. К этому оборудованию подключается нагревательный кабель;
• Уложить саморегулирующийся кабель с учетом всех требований безопасности. Установка датчиков-терморегуляторов и контроллеров;
• Настроить автоматический подогрев, принудительный запуск системы, проверка всех слабых узлов и креплений, оценка корректности работы контура.

После монтажа нагревательного кабеля его обслуживание можно практически не проводить. Система работает в автоматизированном режиме и не требует вмешательства пользователя. Но каждый год (желательно осенью или в конце лета) необходимы периодические испытания системы. Во время этого мероприятия проверяется сопротивление изоляции и показания оборудования. Все это делается, чтобы вовремя заметить неполадку и произвести ремонт.

Холодный старт в системах электрообогрева с саморегулирующимся кабелем

Холодный старт - это момент первого включения системы, или включение системы после длительного периода, когда она не эксплуатировалась. При холодном старте тог, возникающий в кабеле, может в 3-5 раз превышать номинальное значение. Чем больше мощность и чем длиннее секция нагревательного кабеля, тем выше значение тока при холодном старте.

По температурному исполнению саморегулирующийся кабель может быть

• Низкотемпературный саморегулирующийся кабель, до 85°С
• Среднетемпературный саморегулирующийся кабель, до 200°С
• Высокотемпературный саморегулирующийся кабель, до 250°С

В бытовых условиях и для обогрева кровли коттеджей или загородных домов применяется низкотемпературный нагревательный кабель. Для обогрева трубопроводов и резервуаров с целью поддержания технологического процесса используется среднетемпературный нагревательный кабель. А для пропарки при высокой температуре, что характерно для резервуаров и трубопроводов нефтегазовой промышленности, применяется высокотемпературный нагревательный кабель.

Взрывозащищенность саморегулирующегося кабеля

Нагревательный кабель без взрывозащиты, как правило, применяется в обычных промышленных и бытовых условиях, где нет необходимости подготавливать дополнительные меры пожарной безопасности или взрывозащиты.

Взрывозащищенный саморегулирующийся кабель имеет на своей оболочке знак взрывозащищенности с указанием вида и степени взрывозащиты кабеля. А так же должен быть сертификат международного таможенного союза.

Конструктивное исполнение нагревательного кабеля:

Для бытового обогрева трубопроводов и кровли обычно используется неэкранированный саморегулирующийся кабель, он не содержит дополнительной защитной оплетки. Монтаж такого кабеля производится под теплоизолирующим материалом.

А для объектов, требующих повышенного уровня безопасности, а также объектах, эксплуатируемых на открытом воздухе, используется экранированный нагревательный кабель. Он имеет дополнительную защиту от внешних повреждений, что обеспечивается с помощью оплетки из медной проволоки. А также такая оплетка выполняет функцию заземления.

Тип внешней оболочки нагревательного кабеля

Низкотемпературный саморегулирующийся кабель изготавливается с несколькими вариантами оболочки:

• TSA..P:  Оболочка из термопластичного эластомера (ТПЭ) (атмосферостойкое исполнение).
  
• TSA..F: Оболочка из фторполимера (для коррозийных химических сред).

Среднетемпературный саморегулирующийся кабель TSS-F изготавливается с наружной оболочкой из фторполимера, стойкого к органическим и коррозионным средам.

Высокотемпературный саморегулирующийся кабель TSU-F - с наружной оболочкой из фторполимера, стойкого к органическим и коррозионным средам.

Мощность нагревательного кабеля

Эксплуатационная мощность саморегулирующегося кабеля напрямую зависит от двух важных факторов: конструкционных особенностей и сферы применения. Для резервуаров промышленного назначения и технологических трубопроводов достаточно диапазона рабочей мощности от 15 до 90 Вт/м. Такой большой диапазон объясняется как различием в климатических условиях, так и поддержания температуры рабочей среды.

Обычные бытовые трубопроводы можно обогревать нагревательным кабелем с мощностью от 16 до 40 Вт/м. А для обогрева кровли используется саморегулирующийся нагревательный кабель с диапазоном мощности 24 - 40 Вт/м.

Форма упаковки саморегулирующегося кабеля

Сейчас доступны две формы упаковки кабеля: в бухтах (или на отрез) и готовые комплекты

Долгосрочность работы нагревательного кабеля

Гарантированный срок эксплуатации саморегулирующегося кабеля - 20 лет. Но это при соблюдении всех перечисленных в инструкции технологических условий эксплуатации. По факту же, реальный срок немного меньше указанного на упаковке. Зависит он от нескольких причин: 

От условия «старения» полупроводниковой матрицы нагревательного кабеля. Скорость ее износа зависит от климатических и технологических причин эксплуатации. Также влияет на износ и количество включений-выключений системы. Точно можно сказать, что со временем эксплуатационная мощность кабеля немного снижается.

Чтобы немного продлить срок службы нагревательного кабеля, на этапе производства закладывается запас мощности около 30-40%. Главное - помнить про идеальный режим эксплуатации нагревательных кабелей: включать их необходимо в начале сезона обогрева, весь сезон кабель должен работать в штатном режиме, без дополнительных выключений в режиме автономного управления, выключение в конце сезона. 

Особенности управления системой на базе саморегулирующегося кабеля

Для обогрева кровли используются шкафы управления. Они бывают от простых, для бытового применения, как правило, такие шкафы содержат в себе стандартный набор регуляторов температуры и контроллеров управления. Для промышленных систем применяется сложное технологическое оборудование, содержащее в себе блоки главного пуска и снабженные модулями многоуровневой защиты, позволяющими сохранять стабильную работу даже при скачках напряжения в электросети.

При эксплуатации нагревательного кабеля для электрообогрева трубопроводов с водой и канализацией в условиях бытового использования достаточно штатного набора оборудования, входящего в комплект. Важно учитывать, что ограничение максимальной длины трубопровода в таком случае не должно превышать 20 метров. Совсем другой случай представляет эксплуатация одновременно нескольких линий. Здесь пригодятся автоматы защиты и шкафы управления, контролирующие процесс обогрева промышленных резервуаров и трубопроводов.

Шкаф управления обеспечивает анализ состояния и контроль работы систем электрообогрева.

Шкаф управления может содержать операторскую панель управления.

Где купить? Выбирайте товары из нашего каталога!

Приобрести различные греющие кабеля можно в компании «Тепловые системы». Изучить каталог можно самостоятельно. Наиболее востребованные модели указаны ниже. Не забывайте, что подбор моделей должен учитывать ваши задачи и условия использования всей системы.

Применение кабельной продукции часто становится простым и экономичным решением, помогающим справиться с различными задачами. И все же, покупка греющего кабеля должна всегда быть осознанной и помогать выполнять конкретную цель. И выбор, соответственно, необходимо вести с учетом планов на использование данной системы. Если вам хочется обзавестись теплым полом или кровлей, проще всего обратиться со своим запросом в офис нашей компании. Он расположен в Московской области, но работаем мы по всей стране. Сотрудники рассчитают для вас стоимость проекта и сделают все в соответствии с нормативами.