Греющий кабель саморегулирующийся: преимущества, устройство, монтаж

Экранированный кабель с саморегулирующейся матрицей
Экранированный кабель с саморегулирующейся матрицей

Сегодня нам предстоит познакомиться с современными системами кабельного обогрева. Мы выясним, чем привлекателен греющий саморегулирующийся кабель на фоне конкурирующих решений, узнаем, как он устроен и где его можно использовать. Приступим.

Зачем нужен греющий кабель

Любой самогреющий кабель — это всего лишь проводник с достаточно высоким электрическим сопротивлением. Если создать на его концах разность потенциалов, через этот проводник потечет ток; при этом взаимодействие движущихся по проводнику заряженных частиц с его собственными молекулами будет приводить к нагреву. Кабельный обогрев набрал популярность в последние 20-25 лет.

Вот основные сферы его использования:

Изображение Описание

Укладка кабельного теплого пола
Укладка кабельного теплого пола
Низкотемпературное внутрипольное отопление (кабельный теплый пол). Кабель самогреющий укладывается в стяжку или под чистовое покрытие с достаточно высокой теплопроводностью. Нагрев пола приводит к исключительно рациональному распределению температуры в объеме отапливаемого помещения: наиболее высокой температура оказывается именно там, где нагрев необходим — непосредственно над полом. Под потолком воздух нагрет меньше, что позволяет экономить тепло за счет сокращения его утечек через перекрытие и кровлю.

Монтаж греющего провода перед замоноличиванием ленточного фундамента
Монтаж греющего провода перед замоноличиванием ленточного фундамента
Ускорение созревания бетона в зимнее время, при отрицательных температурах.

Площадка перед гаражом снабжена кабельным обогревом
Площадка перед гаражом снабжена кабельным обогревом
Борьба с обледенением открытых террас, погрузочно-разгрузочных площадок и т.д. От отопления этот сценарий отличается температурным режимом: для таяния снега и льда поверхность должна быть нагрета до температуры лишь чуть выше нуля.

Водосток с кабельным обогревом
Водосток с кабельным обогревом
Обогрев кровель и желобов водостоков. Скопление снега на кровле создает в снежные зимы чрезмерно большую нагрузку на стропильную систему, а заполненные льдом элементы водосточной системы не могут выполнять свои прямые функции — отводить воду в дренаж.

Открытая прокладка канализации второго этажа по фасаду частного дома
Открытая прокладка канализации второго этажа по фасаду частного дома
Поддержание положительной температуры водопровода и канализации. Обычно эти коммуникации прокладываются в грунте ниже уровня промерзания. Однако в ряде случаев это невозможно или экономически нецелесообразно. Именно в таких случаях на выручку владельцу приходит кабельный обогрев.

Узнать о нем больше вам поможет прикрепленное к статье видео.

Разновидности кабелей

Современный рынок предлагает несколько разновидностей систем кабельного обогрева, отличающихся устройством нагревательного элемента и потребительскими характеристиками.

Одножильный резистивный

Одножильный проводник в изоляции волей-неволей должен подключаться к питанию обоими концами, образуя замкнутый контур. Мало того, одножильный кабель продается и монтируется секциями фиксированной длины.

Длина секции определяется удельным сопротивлением проводника: лишь строго определенное сочетание этих двух параметров обеспечит приемлемые значения текущего через секцию тока и, соответственно, его нагрев в нужном диапазоне температур.

Структура одножильного резистивного кабеля
Структура одножильного резистивного кабеля

Разъясним для тех, кто забыл физику: если отрезать часть проводника, его полное сопротивление упадет, а текущий через кабель при неизменном напряжении ток вырастет. Это приведет к перегреву кабеля и, с большой вероятностью, к разрушению изоляции.

Одножильный резистивный кабель имеет еще несколько особенностей, делающих его довольно неудобным для применения:

  • Ему нужен терморегулятор, позволяющий ограничить максимальную температуру нагрева;
  • Перехлест кабеля означает его перегрев — опять-таки с возможным повреждением изоляции;
  • Энергопотребление системы обогрева меняется только вручную. Оно не зависит от температуры окружающей среды.

Двужильный резистивный

Единственное его отличие от одножильного кабеля прямо вытекает из названия: в общей внешней изоляции прокладывается две токопроводящих жилы. Секция кабеля может подключаться к источнику питания одной стороной и прокладываться произвольно. Все прочие недостатки решения, увы, сохраняются.

Резистивный двужильный кабель
Резистивный двужильный кабель

Зональный

Устройство зонального кабеля радикально отличается от обычного резистивного: его основу составляют два проводника с низким электрическим сопротивлением. Их с определенным шагом замыкают друг с другом нагревательные спирали с высоким сопротивлением.

Структура и особенности зонального кабеля
Структура и особенности зонального кабеля

Что дает такая структура кабеля?

Возможность менять длину греющей секции с фиксированным шагом, равным шагу между точками соединения нагревательных элементов с токоведущими жилами. В остальном, это все тот же резистивный нагревательный элемент со всеми его недочетами: опасностью перегрева при перехлесте, неизменном энергопотреблении при изменениях температуры среды и потребности в терморегуляторе.

Весь в белом и на белом коне

Кабель греющий саморегулирующийся остроумно решает все основные проблемы, связанные с кабельным обогревом. Вначале — несколько слов о  том, что он представляет собой.

Устройство нагревательного элемента
Устройство нагревательного элемента

Внутри изоляции находятся два медных проводника достаточно большого сечения (и, соответственно, с низким сопротивлением), между которыми размещена саморегулирующаяся матрица. Она представляет собой полимер с высоким коэффициентом температурного расширения с добавленным в него мелкодисперсным проводящим порошком (например, графитовой пылью).

Как работает такая конструкция:

Изменение теплоотдачи матрицы в зависимости от температуры
Изменение теплоотдачи матрицы в зависимости от температуры
  • При подаче питания на токоведущие жилы, саморегулирующийся греющий кабель начинает нагреваться. Ток течет через матрицу благодаря проводящим частицам в полимере-изоляторе: они образуют большое количество слаботочных электрических цепей. При этом по мере нагрева, матрица, в полном соответствии с законами физики, расширяется, а количество проводящих цепей из графитовых частиц в ней падает;
  • При достижении определенной температуры саморегулирующий греющий кабель приходит в состояние термического равновесия — количество активных проводников в соединяющей токоведущие жилы матрице сократилось, и тепловыделение уравнялось со способностью изоляции рассеивать тепловую энергию;
  • А теперь самое интересное — при росте температуры среды греющий саморегулирующий кабель нагревается вслед за ней, что приводит к дальнейшему расширению токопроводящей матрицы, и… к падению энергопотребления вследствие сокращения количества токоведущих цепей. Стоит температуре кабеля снизиться, и сжавшаяся по мере охлаждения полимерная матрица станет потреблять больше энергии и отдавать больше тепла.

Преимущества решения очевидны:

  1. Экономия энергии: в теплые дни саморегулируемый греющий кабель снижает энергопотребление;
Для владельца это означает сокращение счетов за электроэнергию
Для владельца это означает сокращение счетов за электроэнергию

Заметьте: каждый участок греющей секции регулирует свою температуру независимо от соседних. Если часть секции вморожена в лед, а часть лежит на теплом весеннем солнце — тепло будет выделяться именно там, где оно необходимо.

  1. Отсутствие потребности в терморегуляторе. Нагревательная секция сама поддерживает заданную производителем температуру;
  2. Невозможность перегрева при перехлесте проводника. По мере нагрева проблемных участков они будут снижать энергопотребление;
  3. Наконец, кабель саморегулируемый греющий может иметь произвольную длину. Сокращение длины матрицы и токоведущих жил повлияет лишь на пиковое энергопотребление греющей секции, но никак не на ее рабочую температуру.
Греющая секция может иметь произвольную длину
Греющая секция может иметь произвольную длину

Области применения

Кабель греющий саморегулирующий не может применяться в системах внутрипольного отопления и для подогрева застывающих на морозе бетонных монолитов. В первом случае — из-за невозможности регулировать нагрев вручную и поднять температуру пола выше 10-20 градусов; во втором случае его применение, просто-напросто, экономически нецелесообразно: в монолит укладывают куда более дешевый провод ПНСВ.

Применение кабеля этого типа осмысленно для подогрева:

  • Кровель;
  • Водостоков;
  • Водопроводов (открытой прокладки или заложенных на недостаточную глубину);
  • Накопительных емкостей с водой, установленных в неотапливаемых помещениях;
Схема кабельного обогрева емкости с водой
Схема кабельного обогрева емкости с водой
  • Канализации.

Проблемы выбора

По собственному опыту автора, покупка дорогой импортной продукции не дает каких-либо преимуществ. Вы оплачиваете наценку за имя производителя и таможенные пошлины, получая фактически тот же продукт, который производится в нашей стране. Средняя цена погонного метра отечественного кабеля — в пределах 150-250 рублей (в ценах середины 2017 года).

Далее. В качестве одной из опций производители предлагают экранирующую оплетку, которая, теоретически, должна свести на нет наведенные в расположенном неподалеку электронном оборудовании паразитные токи.

Экранирующая оплетка призвана бороться с наводками в расположенном неподалеку электронном  оборудовании
Экранирующая оплетка призвана бороться с наводками в расположенном неподалеку электронном  оборудовании

Используя кабель без оплетки, автор не заметил никакого влияния его работы на сотовую связь, Wi-Fi, компьютеры или радиоприемники. При всем уважении к мнению производителей, единственная реальная польза от экранирующей оплетки — защита от случайных механических повреждений кабеля.

И последнее, что нам предстоит выбрать — удельная мощность на погонный метр, которую способен отдать греющий саморегулируемый кабель.

Вот рекомендации по ее подбору для обогрева водопровода и канализации, с которыми автор сталкивался из первых рук:

  • Ввод водоснабжения диаметром до 32 мм — 10 Вт/м;
  • Канализация диаметром 50 мм — 16 Вт/м;
На фото — кабель с удельной мощностью 16 ватт на погонный метр
На фото — кабель с удельной мощностью 16 ватт на погонный метр
  • Канализация диаметром 110 мм — 30 Вт/м.

Сборка секции

Как своими руками превратить греющий кабель саморегулирующий в готовую нагревательную секцию?

Для этого понадобятся:

  • Монтажный комплект, включающий термоусадочную трубку четырех разных размеров и гильзы для соединения жил кабеля и провода питания;
Монтажный комплект для сборки греющей секции
Монтажный комплект для сборки греющей секции
  • Провод питания сечением 1,5 мм2 («холодный конец»);
  • Электрическая вилка (для кабеля с оплеткой — евровилка с контактами заземления).

Как выполнить монтаж?

Сборка нагревательной секции
Сборка нагревательной секции

Картинка требует нескольких пояснений:

  • Для обсадки термоусадочной трубки обычно применяется строительный фен. Однако его можно с успехом заменить обычной зажигалкой;
  • Если вы используете обычную термоусадку без клейкого слоя, то нанесите под нее перед обсадкой немного силиконового герметика. Дополнительная герметизация исключит замыкание токоведущих жил, попавшей под изоляцию водой;
Герметик исключит попадание воды под термоусадку
Герметик исключит попадание воды под термоусадку
  • Длина холодного конца должна позволять подключить кабель греющий саморегулируемый к питанию в помещении (подвале, цокольном этаже) или хотя бы под навесом. Не забудьте, что его придется использовать в холодное время года, когда использование разнообразных удлинителей и дополнительных соединений невозможно.

Установка

Как смонтировать греющий кабель саморегулируемый, если вы планируете использовать его для обогрева водопровода или канализации?

Простейшая инструкция по монтажу выглядит так: он прокладывается вдоль трубопровода внутри теплоизоляции и фиксируется алюминиевым скотчем. Именно алюминиевым,  потому что фольга уменьшит потери тела за счет инфракрасного излучения.

Монтаж обогрева канализации внутри утеплителя
Монтаж обогрева канализации внутри утеплителя

Заметьте: при обогреве канализации нагревательный элемент лучше укладывать под трубой. Не забудьте, что большую часть времени она пустует или заполнена стоками лишь частично; подогрев снизу полностью исключит образование льда.

Можно ли смонтировать подогрев внутри трубы, емкости для воды или канализационного септика?

  • Внутри водопровода — можно. Для ввода нагревательной секции в трубу используется тройник с уплотнительной втулкой, производящейся специально для этой цели;
Ввод нагревательной секции в водопровод
Ввод нагревательной секции в водопровод
  • В накопительной емкости — без проблем. Несколько витков кабеля укладываются на ее дно (по возможности — с минимальным перехлестом между витками);
  • В канализационной трубе — нельзя. Кабель станет собирать всевозможные загрязнения (волосы, туалетную бумагу и т.д.), приводя к постоянным засорам. Кроме того, он с большой вероятностью будет поврежден при прочистке засора проволокой или тросом;
Проложенная открыто или с недостаточным утеплением канализация обогревается только снаружи
Проложенная открыто или с недостаточным утеплением канализация обогревается только снаружи
  • В отстойнике септика — можно, но с ограничениями. Внутри септика должен находиться участок кабеля с неповрежденной изоляцией. Концевая муфта и соединение с холодным концом остаются вне отстойника.

Разъяснение: гниющие стоки — довольно агрессивная среда. Для изоляции кабеля они безопасны: зачастую изоляция изготавливается из того же ПВХ, из которого производятся канализационные трубы. А вот менее химически стойкую термоусадочную трубку стоки разъедают за 1-2 сезона, приводя к короткому замыканию и выходу нагревательной секции из строя.

Открытая установка септика под крыльцом дома. Несколько витков кабеля уложено в отстойник
Открытая установка септика под крыльцом дома. Несколько витков кабеля уложено в отстойник

Заключение

Как видите, кабель саморегулирующий греющий имеет массу достоинств и исключительно прост в монтаже. Успехов!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Яндекс.Метрика