Греющий кабель саморегулирующийся: преимущества, устройство, монтаж
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.
Содержание
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 |
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 |
Ускорение созревания бетона в зимнее время, при отрицательных температурах. |
 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 |
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 |
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.
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.
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.
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.
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:
- 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:
- Экономия энергии: в теплые дни саморегулируемый греющий кабель снижает энергопотребление;
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.
- Отсутствие потребности в терморегуляторе. Нагревательная секция сама поддерживает заданную производителем температуру;
- Невозможность перегрева при перехлесте проводника. По мере нагрева проблемных участков они будут снижать энергопотребление;
- 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.
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;
- 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.
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;
- 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;
- Провод питания сечением 1,5 мм2 («холодный конец»);
- Электрическая вилка (для кабеля с оплеткой — евровилка с контактами заземления).
Как выполнить монтаж?
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;
- 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.
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;
- 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;
- 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.
Заключение
Как видите, кабель саморегулирующий греющий имеет массу достоинств и исключительно прост в монтаже. Успехов!
