Зимние холода представляют большую опасность для систем водоснабжения, особенно если речь идет о частных домах, расположенных за пределами городов и крупных поселений. Из-за плохой теплоизоляции трубы могут промерзнуть, что повлечет за собой прекращение подачи воды. Чем глубже проложены трубы, тем они менее подвержены пагубному влиянию холодов. Для исключения подобных ситуаций важно продумать качественную систему защиты. Оптимальный вариант – греющий кабель саморегулирующегося типа, который гарантированно спасет трубы от ледяных пробок.

Что представляет собой саморегулирующийся провод

Конструктивно саморегулирующийся кабель представляет собой гибкий провод, по которому протекает электрическая энергия. Именно это приводит к его нагреванию. Чтобы процесс повышения температур не привел к возгоранию или выходу из строя кабеля и расположенных рядом объектов, изделие способно самостоятельно регулировать свою мощность в зависимости от температуры окружающей среды. Наблюдается простая зависимость: чем ниже «ртутный столбик», тем горячее кабель. Удивительно то, что процесс нагрева может происходить исключительно на конкретном участке, где это необходимо. Если какая-то часть кабеля находится в условиях комнатной температуры, то мощность будет ниже, и соответственно, нагреваться изделие не станет.

Если рассматривать устройство греющего провода глобально, то можно выделить три основных компонента:

проводники из различных металлов, по которым протекает электрическая энергия;
«умная» матрица из полимерных веществ, заставляющая кабель адаптироваться под температуру окружающей среды и регулирующая процесс выработки тепла;
изоляционная оболочка, состоящая из множества слоев.

Основным элементом, объясняющим принцип действия греющего кабеля, является полимерная матрица. Благодаря ее наличию у провода проявляются саморегулирующие свойства. Матрица состоит из мелких частиц, поэтому ее отдельные элементы регулируют нагрев независимо друг от друга. Таким образом, вам не придется подключать различные датчики и прочую электронику для качественной регулировки температуры.

Другая полезная опция кабеля заключается в том, что вы можете самостоятельно выбрать необходимую длину. Возьмите обычные ножницы и перережьте изделие там, где вам нужно. Подключите к сети, в результате чего оно будет работать без изменений. Аналогично саморегуляции на каждом сантиметре элементы кабеля функционируют и работают независимо друг от друга. Случайный обрыв не приведет к выходу из строя. Но такие ситуации редки, поскольку конструкция кабеля характеризуется повышенной прочностью.

К основным полезным свойствам греющего кабеля можно отнести:

Повышенная устойчивость к механическим воздействиям. Это обусловлено наличием качественной многослойной изоляции.
Устойчивость к воздействию влаги. Его можно без проблем эксплуатировать в водной толще. Основное условие для этого – выполнить качественную изоляцию при помощи термоусадочных трубок.
Экономичность. Поскольку кабель самостоятельно регулирует мощность, то изделие никогда не работает «просто так».

Высокая прочность обусловлена многослойностью, причем два первых слоя состоят из медных проводников и полимерной матрицы. Уже поверх них устанавливается изоляция из разных материалов (например, фторполимеров или полиолефина).

После этого идет слой брони, в качестве которого применяют медную оплетку. Наконец, поверх всего этого размещают дополнительный полиолефиновый слой. Подобная конструкция значительно повышает выносливость и прочность изделия. Медная оплетка также функционирует в качестве защиты от электромагнитного излучения.

Принцип действия и область применения

Главным отличием саморегулирующегося провода от кабелей резистивного и зонального принципа действия является конструкция.

Резистивное изделие функционирует по принципу кипятильника, поэтому укорачивать его запрещено. В данном случае проводники и есть нагревательные элементы.

Зональный греющий провод возможно разрезать на части, поскольку его конструкция подразумевает размещение параллельных жил. Между жилами размещен нагревательный элемент, состоящий из проволоки с высоким сопротивлением. На определенных участках проволока соприкасается с токоведущей жилой, благодаря чему обеспечивается нагрев на конкретном участке цепи.

Что касается саморегулирующегося кабеля, то он отличается от двух предыдущих наличием полимерной матрицы. Под оплеткой и защитными экранами спрятаны основные элементы – две токоведущие жилы из меди и греющая матрица. При рассмотрении последней вы обнаружите обычный полиэтилен. На самом деле данное устройство позволило создать уникальные и современные греющие элементы. Матрица представляет собой полупроводник, меняющий свойства в зависимости от конкретной температуры воздуха.

Пример с теплыми полами

Из саморегулирующихся кабелей можно организовать теплые полы. В ванной комнате температура пола будет ниже, поскольку в остальных помещениях обычно установлено отопительное оборудование. Понижает «градус» и то, что пол в ванной или туалете обычно делают из керамической плитки, являющейся «холодным» строительным материалом. На этом разнос температуры не ограничивается: в одном конце помещения она может быть выше, в другом, которое находится ближе к окнам – ниже.

В таком случае при использовании резистивных или зональных проводников вы не сможете добиться комфортного баланса. Единственный вариант сделать это – разбить комнаты на части в зависимости от температуры пола в обычных условиях, но это трудоемкий и кропотливый процесс, подразумевающий монтаж терморегуляторов и датчиков тепла.

Саморегулирующийся провод исключает необходимость использования подобных элементов. Вы можете расположить его по всей поверхности пола, при этом полимерная матрица самостоятельно позаботится о том, чтобы создать равномерно нагретую поверхность пола. Простой, но понятный пример: вы пришли домой с улицы и оставили на конкретном участке пола промокшую насквозь обувь. Саморегулирующийся кабель зафиксирует похолодание и начнет обогревать данный участок сильнее остальных. Происходить это будет до тех пор, пока ваши ботинки не обогреются до необходимой температуры. И на улицу вы пойдете уже в теплой обуви! Если ботинок нет, то кабель не нагревается так сильно, а значит, происходит экономия электроэнергии.

Пример с водопроводом

Чтобы исключить промерзание воды в сильные холода, саморегулирующийся кабель используется для обмотки водопроводного вентиля. Вентиль представляет собой конструкцию сложной геометрической формы, из-за чего изделие не может непосредственно соприкасаться с каждой частью металла. Зональные и резистивные провода будут нагревать не только вентиль, но и окружающую среду.

Если вы установите саморегулирующийся кабель, то процесс нагрева будет осуществляться лишь в местах соприкосновения с металлом. Принцип работы изделия основан на эффективности теплоотдачи: чем она ярче выражена, тем больше нагревается провод. Понятно, что при соприкосновении с охлажденным металлом тепловая отдача будет намного выше. Это приводит к увеличению КПД саморегулирующегося провода по сравнению с остальными греющими аналогами.

Пример с обогревом кровли

Кровля подвержена обледенению на произвольных участках, поэтому определить конкретный невозможно. Таким образом, при использовании зонального или резистивного греющего кабеля придется прокладывать его по всей поверхности кровли. Это существенно повысит расход электроэнергии.

Воспользуйтесь саморегулирующимся кабелем с полупроводниковой матрицей, благодаря чему нагреваться будет лишь тот участок кровли, который промерзает и где могут образоваться сосульки. Более того, после его нагрева кабель некоторое время функционирует в половину мощности, поэтому экономичность при его эксплуатации намного выше.

Основные виды греющих кабелей

Существуют две основные разновидности греющего кабеля – резистивный и саморегулирующийся. Ниже будет рассмотрен каждый из них.

Резистивный провод

Принцип действия резистивного кабеля отличается от саморегулирующегося. Внутренняя и наружная поверхности трубопровода обматываются кабелем, после чего устанавливаются датчики температуры. К цепи подключается терморегулятор, на который поступают показания с датчиков. Он срабатывает на малейшие колебания температуры, впрочем, порог действия можно задать вручную. Если температура воздуха опускается, то срабатывает терморегулятор, запускающий обогрев резистивного кабеля. По кабелю начинает проходить электроэнергия, что приводит к выделению тепла и тепловому обмену с водопроводом. Как только трубы обогреются до нужной температуры, то кабель автоматически отключается.

Конструктивно резистивный кабель состоит из изолированных металлических жил. Нагрев происходит по всей длине изделия, но без контроля температуры (терморегулятора) устройство можно перегореть. Чтобы повысить эффективность обогрева, водопроводы дополнительно утепляют с целью уменьшению тепловых потерь и достижения энергетических затрат. Утеплителями могут служить любые материалы, непроводящие тепло. Например, минеральная вата.

Саморегулирующийся провод

Саморегулирующийся кабель был разработан как альтернатива резистивному варианту. Он имеет лучшие технические характеристики и свойства. Изделие может эксплуатироваться при обогреве водопроводов, кровли крыши или формирования систем «теплого пола». Конструктивно устройство состоит из двух медных проводников, расположенных отдельно друг от друга, с полимерной изоляцией, способной реагировать на любые температурные колебания и изменять сопротивление. Данная величина повышается или понижается пропорционально температуре окружающей среды, что приводит к увеличению или уменьшению силы тока.

Полимерная матрица способна реагировать на изменения температуры в каждой отдельной точке кабеля. Таким образом, на каждом участке температура будет разной. Изделие характеризуется экономичностью и безопасностью благодаря качественной и прочной изоляции. Срок эксплуатации может превышать 20-30 лет.

Какой мощности требуется греющий кабель для водопровода

Выбор конкретной мощности изделия зависит от многих факторов, включая регион проживания, принцип прокладки водопровода, диаметр используемых труб, наличие или отсутствие утеплителя и способа монтажа обогревательного элемента (внутри или снаружи трубы). Каждый производитель предлагает подробные характеристики изделия и таблицы, в которых описывается зависимость расхода кабеля на метр трубы. Таблица формируется отдельно для конкретной модели провода (мощности).

При наличии среднего утепления водопровода с использованием пенополистирольной скорлупы 30 мм, при умеренном климате на обогрев каждого метра трубы изнутри достаточно воспользоваться кабелем мощностью 10 Вт/м. При наружном обогреве подойдут изделия мощностью не ниже 17 Вт/м. Чем ближе север, тем выше мощность провода.

Прокладка и подключение

Монтаж греющего кабеля может осуществляться двумя способами – наружным и внутренним. В первом случае происходит монтаж вдоль трубы (изделие может крепиться изолентой или обматываться вокруг водопровода), во втором – прокладывается внутрь.

Скрытая укладка внутри трубы

Внутренний монтаж подойдет не всем трубам. Важно, чтобы диаметр водопровода был не ниже 40 мм. При меньшей величине из-за своих габаритов кабель будет препятствовать свободному потоку воды. Также сложно разместить обогрев чересчур протяженной трассы. Поэтому саморегулирующийся кабель подойдет для участков длиной несколько метров.

Намного проще выполнять прокладку на вертикальных участках труб, двигаясь сверху вниз. Для выполнения процедуры используют тройник и уплотнительную муфту, которая исключает соскальзывание провода. В некоторых ситуациях внутренняя установка рациональнее наружной.

Разместить провод внутри и подключить к источнику переменного тока – нетрудно. Намного сложнее его собрать. Воспользуйтесь инструкцией с последовательностью действий, описанных ниже:

Снимите изоляцию.
Расплетите оплетку.
Удалите уголок.
Подготовьте уплотнительную муфту.
Выполните обсадку муфты, используя фен.
Склейте концы муфты.
Наденьте колпачок.
Зачистите герметичный конец.

Открытая наружная укладка

Для выполнения линейного монтажа саморегулирующегося кабеля вдоль трубы потребуется меньше усилий. Провод может фиксироваться к трубе при помощи пластиковых хомутов, способных выдерживать высокие температуры либо стекловолоконной самоклеящейся ленты. Крепежные элементы нужно устанавливать на расстоянии не менее 30 см. Запрещено применять металлические детали. Чтобы высчитать длину провода, не нужно быть математиком: она должна равняться длине трубы, которую планируете обогревать.

Краткая инструкция:

Закрепите кабель на трубе.
Приклейте алюминиевую ленту или установите хомуты.
Установите теплоизоляцию.
Зафиксируйте ее на трубе.

Если трубы погружены в грунт, то кабель размещают где-то сбоку, а не сверху или снизу.

Помимо линейного монтажа, может использоваться спиральный. В таком случае кабель наматывается вокруг трубопровода по всей длине, используется равномерный шаг. Преимущество такого метода – обеспечивается максимальный контакт с поверхностью трубы, недостаток – повышается расход материалов. Вариант уместен для труб среднего или большого сечения, которые используются в канализационных и водосточных системах. Впрочем, он нередко применяется для нагревания обычных водопроводов.

Теплоизоляция греющих кабелей

Независимо от типа используемого греющего провода важно обеспечить качественное утепление. Теплоизоляционные материалы устанавливаются снаружи, покрывая нагревательные элементы и водопровод в целом. Если не сделать этого, то кабель будет обогревать не только трубы, но и окружающий воздух. Толщина теплоизоляции подбирается в зависимости от внешних факторов.

Надежными и давно зарекомендовавшими себя утеплителями считаются пенополистирол и вспененный полиэтилен. Они характеризуются устойчивостью к воздействию влаги, обеспечивают защитную амортизацию для трубы. С другой стороны, важно гарантировать защиту самих утеплителей, поэтому нередко встречаются конструкции «труба в трубе». Водопроводная труба, устанавливаемая в грунте или снаружи, обматывается утеплителем, а затем помещается в трубу большего диаметра.

Преимущества и недостатки

Выделим основные преимущества саморегулирующегося кабеля:

Возможность разрезать на отрезки произвольной длины (обычно не менее 20 см). Свойства и характеристики изделия не изменятся. На поверхности отсутствуют непрогретые участки. Аналогично нет участков с чрезмерно высокой температурой.
В процессе монтажа провод или отрезки можно перекрещивать между собой. При обогреве водопроводов это даже рекомендуется делать. Кабель не будет перегреваться, поэтому не выйдет из строя.
Даже в случае обрыва провод сохраняет работоспособность. Обрыв токоведущей жилы не приводит к выходу из строя: до этого места кабель продолжает функционировать.
При обогреве труб данным кабелем можно применять элементы, расположенные внутри. Это приводит к увеличению КПД.
Не требуется использовать датчики тепла и терморегуляторы. Кабель подключается напрямую к источнику напряжения или через выключатель.

Не обошлось и без недостатков. Основным из них является стоимость изделия. В зависимости от модификации при идентичной мощности и длине саморегулирующийся кабель можно стоить в два или три раза дороже резистивного или зонального изделия.

Другим существенным недостатком является то, что с его помощью на обогрев сильно замороженного участка уходит больше времени. В иных случаях его мощности может попросту не хватить. Таким образом, саморегулирующийся провод предназначен для постоянного нагрева, поддержания номинальной температуры. С другой стороны, низкое потребление электроэнергии позволяет это сделать без существенных затрат.

Третий минус – высокая нагрузка при запуске. Рассмотрим кабель мощностью 50 Вт/м. При подключении такого кабеля к сети нагрузка на нее составит до 100 Вт. Происходить это будет до тех пор, пока кабель не нагреется до заданной температуры. На это может уйти от одной до пяти минут. После этого, если провод не отключается от сети, нагрузка не превышает заданного значения.

Производители

На отечественном рынке электрической продукции выделяется компания Ensto, предлагающая клиентам широкий ассортимент саморегулирующихся кабелей разной длины и модификации. По желанию заказчика провод может нарезаться метражом.

Из более бюджетных вариантов кабелей, не уступающих по качеству предыдущим изделиям, можно выделить продукцию компании Devi.

Греющий кабель своими руками: инструкция по изготовлению

Помимо использования заводских моделей, вы можете изготовить греющий кабель своими руками. Особых навыков и знаний для этого не потребуется:

Для начала нужно придумать альтернативу изделия. Многие монтажники рекомендуют использовать «полевик». Речь идет о телефонном кабеле, используемом в военно-полевых условиях. Официальная маркировка – П274-М. К достоинствам изделия можно отнести малый диаметр, жесткость, выносливость и прочность изоляции. Последнее свойство позволяет эксплуатировать изделие в условиях повышенной влажности.
Учтите, что данный кабель нельзя сравнивать с магазинными и заводскими аналогами. Он не будет выполнять функцию саморегуляции, а изоляция не будет пищевой. Если вы планируете эксплуатировать провод лишь временами (на даче в зимнее время года) и прокладывать внутри трубопроводов, то можно обойтись без перечисленных свойств.
Устанавливая «полевик», распустите его на отдельные провода. Один проводник согните пополам и свивайте в обратном направлении. На открытых концах нужно обеспечить герметичность ввода кабеля. Для этого можно воспользоваться фланцем от шланга. Чтобы повысить герметичность, можете взять штуцер и продеть через него провода.
Далее залейте штуцер эпоксидным клеем и приплюсните. Чтобы усилить соединение, наденьте накидную гайку.

При выборе саморегулирующегося греющего кабеля нужно быть внимательным. Изучите каждую деталь, воспользуйтесь изложенными выше советами. Не нужно покупать чересчур мощное изделие для малых участков, поскольку лишняя энергия станет расходоваться впустую, а вы даже не узнаете, за что платите. Тем более эффективность кабеля будет аналогичной проводу с оптимальной мощностью.

Нагревательные кабели - специфический вид кабельных изделий, преобразующих электрическую энергию в тепловую в целях нагрева и выполняющих функцию приемника электрической энергии, а не передающей линии. Нагревательные кабели значительно отличаются от обычных кабелей и проводов, назначение которых передавать электрическую энергию с наименьшими потерями и с незначительным падением напряжения не длине линии (обычно не более 5%).

Нагревательный кабель используется в виде нагревательных секций, т.е. отрезков определенной длины, причем на этой длине происходит полное падение приложенного напряжения. Следовательно, нагревательную секцию следует рассматривать как обычный приемник электрической энергии (как один из видов электрических нагревательных элементов).

Длина кабельных нагревательных секций обычно колеблется от нескольких метров и до нескольких сотен метров.

Отрицательный для обычных кабелей эффект рассеяния части передаваемой энергии в виде тепла используется как полезный в нагревательных кабелях. Причем преобразование электрической энергии в тепло происходит самым оптимальным и экономичным способом. Преобразование полное, бесшумное, без использования дополнительных веществ (топлива, окислителя).

Нагревательные кабели имеют достаточно развитую номенклатуру и находят применение в самых разнообразных установках и устройствах. Но все же они относятся к своеобразным кабельным изделиям и в специальной литературе практически отсутствуют работы по конструированию, расчету и применению нагревательных кабелей.

Виды кабелей по схеме тепловыделения

Резистивные линейные - нагревательные кабели, в которых выделение тепла происходит за счет эффекта Джоуля-Ленца при прохождении электрического тока по нагревательной жиле. Кабель конструируется таким образом, чтобы в нагревательной жиле имело место полное падение приложенного напряжения, но при этом не происходил перегрев элементов кабеля выше допустимых значений.

Длина нагревательной секции обычно составляет от нескольких до сотен метров. Кабели данного типа могут иметь одну, две или несколько параллельных нагревательных жил, имеющих линейную или спиральную форму. Произвольная резка кабеля по длине недопустима.

Тепловая мощность резистивных линейных кабелей при нагреве незначительно уменьшается, причем величина изменения зависит от величины температурного коэффициента сопротивления материала нагревательной жилы. Наименьшие изменения сопротивления наблюдаются у сплавов высокого сопротивления (ТКр+0,0001), наибольшие у меди (ТКр+0,004)

Резистивные зональные нагревательные кабели по принципу действия не отличаются от предыдущих, но коренным образом отличаются по конструктивному исполнению. Они содержат две параллельных изолированных токопроводящих жилы.

Изоляция токопроводящих жил имеет периодически расположенные «окна», смещенные друг относительно друга с заданным шагом (обычно около 1 м). Поверх этих двух жил накладывается тонкая проволочная спираль из сплава высокого сопротивления.

В «окнах» спираль замыкается на токопроводящие жилы, в результате кабель представляет набор подключенных параллельно к токопроводящим жилам сопротивлений (резисторов). На каждом из них имеет место полное падение приложенного напряжения. Зональный кабель удобен тем, что он может быть разрезан в любом месте. Минимальная длина нагревательной секции - 1,5 - 2 м.

Максимальная длина определяется сечением токопроводящих жил и линейной мощность. Поскольку нагревательный элемент резистивных зональных кабелей выполняется из сплавов высокого сопротивления, их мощность практически не зависит от температуры, поэтому их называют также кабелями постоянной мощности.

Имеют конструкцию, частично сходную с конструкцией резистивных зональных кабелей. Они также содержат две параллельные токопроводящие жилы, но не изолированные. Токопроводящие жилы либо заключены в полимерную проводящую матрицу, либо соединяются через спиральные полимерные проводящие нити.

Эффект саморегулирования достигается за счет того, что тепловыделяющий элемент кабеля, выполненный из полимерного проводящего материала, значительно увеличивает свое сопротивление при нагреве. Величина ТКр проводящего полимера достигает 0,05-0,075, т.е в 12-18 раз больше, чем у меди.

Индуктивные нагревательные кабели в своей конструкции содержат ферромагнитные элементы, а токопроводящие изолированные жилы наложены вокруг ферромагнитных элементов в виде обмотки, индуцирующей в сердечнике переменный магнитный поток. Эффект тепловыделения достигается как за счет резистивных потерь в обмотке, так и за счет резистивных потерь в сердечнике, возникающих от наведенных токов.

Соотношение тех и других потерь определяется конструкцией кабеля. Потери в сердечнике могут составлять 80-20% общих потерь в кабеле. В первом случае потери в обмотке невелики, и она незначительно нагревается за счет собственных потерь, что позволяет получить заметно большую, по сравнению с резистивными кабелями, линейную мощность.

Метод обогрева трубопроводов с помощью «СКИН-эффекта» также может рассматриваться как один из вариантов индуктивного кабеля. В этом случае роль индуктирующей обмотки выполняет изолированная жила большого сечения, а роль индуктора - стальная труба, в которой эта жила расположена. Тепло выделяется как в жиле, так и в трубе за счет наведенных вихревых токов.

Области применения нагревательных кабелей

Устройства, в которых используются нагревательные кабели, могут разительно отличаться друг от друга по размерам, рабочей температуре и тепловой мощности. Поэтому диапазон областей применения нагревательных кабелей очень широк.

Обогреваемые одежда, одеяла, коврики - электрические одеяла и пледы, грелки, сидения с подогревом, обогреваемая одежда и обувь. Как правило, имеют небольшую мощность (10 - 50 Вт) и рабочую температуру, безопасную для человека, т.е. не выше 50° С. В эту же группу могут быть отнесены бытовые нагреватели малой мощности: подогреватели детского питания, размораживатели холодильников, использующие нагревательные кабели.

Системы обогрева помещений - в них нагревательные кабели используются как тепловыделяющий элемент, более или менее равномерно размещенный по площади помещения. В случае необходимости кабели могут монтироваться на стенах и на потолке. Наилучший вариант установки кабелей с точки зрения условий теплоотдачи, накопления тепла, сохранности и безопасности - это установка кабеля в толщу цементной стяжки, укладываемой под декоративным покрытием пола.

Температура на обогреваемой поверхности обычно равна 22 - 26°С, но может достигать 35°С. Удельная мощность систем обогрева через пол варьируется в диапазоне 70-150 Вт/м². Аккумулирующие системы имеют мощность до 200 Вт/м². Суммарная мощность системы может иметь весьма широкие пределы: от 100 Вт до десятков и сотен киловатт.

Антиобледенительные системы для тротуаров, открытых лестниц, пандусов . Как и в предыдущем случае кабели укладываются в толщу бетонной подосновы. Эти системы функционируют только в то время, когда на поверхность указанных объектов выпадает снег или образуется наледь.

Удельная мощность систем обогрева открытых поверхностей варьируется в диапазоне 200-350 Вт/кв.м. Суммарная мощность системы колеблется в пределах от нескольких до десятков сотен киловатт.

Сюда же относятся антиобледенительные системы для спортивных сооружений (футбольных полей, беговых дорожек, ипподромов, теннисных кортов), опасных участков транспортных магистралей (подъемов, спусков, крутых поворотов), взлетно-посадочных полос. Удельная мощность обогрева данных систем может достигать 500Вт/кв.м., а суммарная мощность - нескольких мегаватт.

Антиобледенительные системы для крыш служат для предотвращения: закупоривания льдом путей стока воды, образования сосулек и для удаления снега и льда с опасных участков. Нагревательные кабели размещаются вдоль путей стока воды, в водосточных трубах, на карнизах, водометах, на ендовах и примыканиях.

Используемые в этих системах нагревательные кабели имеют, как правило, линейную мощность 25 и более Вт на метр. Суммарная мощность системы зависит от конструкции и размеров крыши у конкретного здания и колеблется от 1-2 до нескольких сотен киловатт.

Температура на поверхности антиобледенительных систем в отсутствие снега и льда и при отрицательной температуре окружающего воздуха обычно составляет +5 - 7° С. В процессе плавления снега и льда температура поверхности только на доли градуса превышает 0°С. При температуре окружающего воздуха выше +5° С антиобледенительные системы отключаются за ненадобностью.

Системы обогрева трубопроводов и резервуаров . Трубопроводные системы отличаются большой протяженностью и разветвленностью и для их обогрева как нельзя лучше подходят нагревательные кабели. На практике, как правило, имеют место два типа систем обогрева - предотвращающие замораживание и поддерживающие на трубе температуру выше нормальной (выше +20° С). Основное назначение систем обоих типов - компенсация потерь тепла от трубы (или резервуара) в окружающую среду.

Нагревательные секции монтируются поверх трубы (резервуара) и все вместе закрывается тепловой изоляцией. Линейная мощность систем обогрева трубопроводов обычно равна 10-60 Вт/м. Суммарная мощность системы зависит от длины трубопровода, Удельная мощность систем обогрева резервуаров равна 10-80 на 1 кв.м. Обогреваемой поверхности, а суммарная зависит от размера резервуара.

Назначение систем, предотвращающих замораживание - исключить образование ледяных пробок и разрыв трубопроводов, поэтому на трубе достаточно поддерживать +5° С. Системы поддержания температуры могут весьма значительно различаться по требуемой температуре на трубе (резервуаре): для транспортировки нефти и многих водных растворов достаточно +40° С, а для битума требуется 160-180° С.

Системы обогрева технологического оборудования отличаются большим разнообразием по назначению, требуемым температурам, удельным мощностям и разрабатываются на основе индивидуального подхода.

Назначение системы	Температура, °С	Удельная мощность, Вт/кв.м.	Суммарная мощность, кВт
Тепловые барьеры в камерах промышленных холодильников
Обогрев антенн спутниковой связи
Обогрев ванн обезжиривания
Обогреваемые линии изготовления бетонных изделий
Обогрев плит прессов
Обогрев цилиндров и головок литьевых и экструзионных машин			Одного нагревателя 0,5-2

Нагревательный кабель - основа всех систем кабельного обогрева, широко используемых сегодня в домах и квартирах. Его роль состоит в том, что в нем происходит преобразование тока в тепло. Поэтому главная техническая характеристика нагревательного кабеля - мощность на единицу длины.

Компания «Теплокабель-М» оказывает полный спектр услуг в области кабельных систем обогрева. Мы поможем Вам создать тепло и уют в вашем доме c помощью новейших технологий. Удобство и эффективность греющего кабеля уже оценили многие наши клиенты. Теперь, благодаря новейшим технологиям, в домах всех наших клиентов всегда тепло и никакие зимние морозы не страшны. Если Вам важно, чтобы в Вашем доме всегда была хорошая погода, то системы обогрева Теплокабель - лучшее решение.

Сферы применения

Вы можете использовать греющие кабели для обогрева:

полов,
кровли,
открытых площадок,
фундаментов холодильных камер,
трубопроводов

Так, например, установив обогрев трубопроводов или водостока , Вы сможете в дальнейшем существенно сэкономить свои средства и время на чистке крыши от наледи и штрафах администрации. Кроме того, нагревательный кабель может обеспечить тепло Ваших полов. Тогда можно будет не бояться того, что ребенок, играя на полу, простудится или что Вы замерзнете.

Без греющего кабеля не обойтись при проектировании и создании фундамента холодильных камер. Кабельные системы обогрева в этом случае предназначены для поддержания оптимальной температуры фундамента, на котором установлена холодильная камера. Поддержание необходимого температурного баланса осуществляется с помощью температурного датчика, который регистрирует колебания температуры и включается в нужное время.

Мы гарантируем долгий срок службы нашей продукции и ее высокое качество.

Типы

Электрический греющий кабель бывает двух типов:

непрерывного нагрева (резистивный) . В нем проводник изготовлен из сплава с повышенным сопротивлением и покрыт несколькими слоями изоляции с экраном из стали или меди;
саморегулирующийся . В качестве тепловыделяющего элемента выступает напрессованная между двумя проводниками матрица из полимера. Сопротивление и мощность матрицы определяется температурой. Саморегулирующий кабель можно резать на необходимые по длине части непосредственно во время монтажа на объекте.

Основное отличие между саморегулирующимися и резистивными кабелями заключается в характеристиках и условиях использования. Выбирая тип кабеля, нужно ориентироваться на цели его эксплуатации. Особенно важно при покупке учесть специфику материала, из которого сделан кабель, и температурные характеристики.

Вы можете купить нагревательный кабель в компании «Теплокабель-М» от 255 руб. Вся продукция полностью безопасна и безвредна. Это проверенный временем продукт, в надежности и качестве которого можно не сомневаться!

Наша фирма предлагает своим клиентам не только качественную продукцию, прошедшую всю необходимую сертификацию, но и услуги по монтажу.

Продажа осуществляется только опытными квалифицированными менеджерами, которые помогут с выбором оптимального варианта, дадут подробную консультацию и ответят на все интересующие Вас вопросы. Кроме того, квалифицированные сотрудники «Теплокабель-М» помогут произвести профессиональный расчет инженерных систем. Ознакомиться с ценами на представленную продукцию можно в разделе «

Прежде чем начинать рассмотрение темы, необходимо внести некоторую ясность в терминологию. И в первую очередь - разочаровать тех, кто ищет действительно самогреющий кабель для водопровода: они его никогда не найдут, так как такового попросту не существует. Здесь очевидная «игра слов» на уровне жаргонизма, приведшая к подмене понятий. Никакой кабель не станет греть сам по себе – без подключения к сети питания это невозможно.

Иное дело, что некоторые разновидности таких нагревательных кабелей имеют интересную схему строения, дающую эффект саморегуляции, то есть изменения температуры нагрева в зависимости от окружающих условий. Вот о них и пойдет речь далее. Так что статью было бы правильнее назвать – «Саморегулирующийся греющий кабель для водопровода».

Для чего и где необходимо подогревать водопровод?

Для чего – вопрос риторический, конечно. Все знают, что случается с водой при отрицательных температурах, и к чему может привести ее замерзание в ограниченном объёме (в частности – в трубе). Так что зимой прихваченный морозом водопровод не только осложняет жизнь хозяевам дома отсутствием воды. Очень вероятна серьезная авария, влекущая за собой масштабные ремонтно-восстановительные работы.

Хозяевам городских квартир с этим вопросом проще – они по договору получают воду уже на входе в свои владения. Владельцу частного дома всегда есть над чем думать – у него обязательно найдется участок наружной подземной прокладки трубопровода от автономного источника или от центрального коллектора. И сохранность этого участка – целиком на его совести.

Напрашивающееся решение – размещать трубопровод на такой глубине, где никогда гарантированно не будет температуры ниже нуля (за счет геотермального тепла). То есть – прокладывать трубы ниже уровня промерзания грунта, добавив еще для надёжности 300÷500 мм глубины.

Это действительно решение, но, увы, не полное, да и не всегда возможное. По той простой причине, что грунт на участке строительства может просто не позволить прокладку глубоких траншей.

Но даже если с этим проблем нет – все равно труба должна «вынырнуть» с глубины, чтобы войти в дом до станции подготовки или коллектора раздачи. А это означает, что наверняка будут участки на подъёме, при проходе через замерзающие слои грунта, через ленточный фундамент, через пространство между грунтом и перекрытием, если дом покоится на свайном или столбчатом фундаменте. Наконец, на пути трассы могут быть и неотапливаемые подвальные или цокольные помещения, где воду тоже может «прихватить».

Только лишь термоизоляцией здесь отделаться невозможно. Утеплитель способен предупредить быстрый уход тепла, но ни одной калории он добавить не в состоянии. То есть длительное время с морозом ему в одиночку не справиться. Значит, нужен какой-то минимальный нагрев, чтобы удерживать воду выше нулевой отметки.

Благо, такие уязвимые участки чаще всего располагаются поблизости от дома или непосредственно в нем. Это все же несколько упрощает хлопоты по защите их от промерзания.

Какие варианты напрашиваются для этого помимо качественной термоизоляции? Пускать вдоль водопровода тепловой спутник с горячим теплоносителем от системы отопления? Это далеко не всегда возможно, но зато всегда – очень хлопотно. Значит, остается электрический обогрев.

Именно для таких целей разработаны нагревающие кабели различного типа. В том числе – и интересующие нас саморегулирующиеся.

Как устроен и как действует саморегулирующийся нагревательный кабель для водопровода?

Принцип преобразования электрической энергии в тепловую – то что надо в таких условиях. Имеется в виду, что не требуется какого-то сложного монтажа, а само оборудование имеет очень компактные размеры.

Главным «рабочим органом» становится кабель, естественно, заключенный в очень надёжную со всех точек зрения изоляцию. Располагаться этот кабель может как снаружи трубы, так и в ее полости, предохраняя наиболее уязвимые участки водопровода от замерзания. В любом случае изоляция должна гарантированно исключать порывы, замыкания, плавление, пробои на корпус трубы или в воду, другие неприятности.

Казалось бы, самый простой вариант – обычный резистивный нагрев, по типу спирали или ТЭНа.

Действительно, такие нагревательные кабели предлагаются в продаже. Они несложны по устройству – роль нагревателя выполняет проводник, изготовленный из особого сплава, имеющий определенное повышенное электрическое сопротивление. При пропускании тока (подключении кабеля к сети) проводник нагревается, отдавая тепло через слои изоляции стенкам трубы.

Резистивные кабели бывают одножильным (крайне неудобными в рассматриваемых условиях) и двужильными. У двужильных, в зависимости от модели, или оба проводника могут играть роль активного нагревательного элемента, или один служит только для коммутации замкнутой цепи, а второй становится «ТЭНом». В любом случае двужильный кабель должен иметь концевую муфту, в которой оба проводника замыкаются.

Такие кабели обладают массой достоинств, к коим можно отнести высокие показатели мощности нагрева, простоту конструкции и, соответственно, относительно невысокую цену.

Но некоторые недостатки резистивного нагрева все же заставляют задумываться о поиске более совершенных вариантов. Есть немало сложностей в управлении такой системой. Ее никак нельзя назвать экономичной. Нагрев производится одинаково по всей длине кабеля, то есть если кабель настраивается по самому холодному участку, в некоторых местах температура может быть явно избыточной (с точки зрения экономии, конечно).

Недопустима укладка таких кабелей с перехлёстом – в этих точках почти гарантировано быстрое перегорание.

И еще одно - такие кабели обычно реализуются в виде готовых изделий определенного метража – как, скажем, готовая спираль или ТЭН. И самостоятельное изменение длины (наращивание или укорочение) запрещено - оно неизбежно сопровождается изменением всех характеристик кабеля: сопротивления, тока нагрузки, вырабатываемой тепловой мощности. Это может привести к весьма неприятным последствиям, например, нагрев становится недостаточным, или кабель, не отработав и пары месяцев, перегорает.

Поэтому с этих позиций намного более выгодным видится использование саморегулирующегося кабеля.

Устроен он – совершенно иначе, да и принцип его действия – совсем другой.

Устройство показано на примере высококачественного нагревательного кабеля «SelfTec® DW»:

1 – наружная защитно-изолирующая оболочка из полиэтилена низкого давления (LDPE). Этот полимер полностью безопасен для любых пищевых продуктов, то есть никак не испортит и качества воды, если кабель предполагается разместить внутри трубы.

2 – второй слой внешней оболочки выполнен из прочного и гибкого полимера, модифицированного полиолефина, обладающего отменными диэлектрическими характеристиками и стойкостью к перепадам температур.

3 – экранирующая оплетка из луженой медной проволоки.

4 – еще одна экранирующая оплетка – на этот раз из алюминиевой фольги.

5 – основной слой диэлектрика – полиолефиновая изоляция.

6 – полупроводниковая нагревательная матрица – основной «рабочий элемент» кабеля.

7 – залитые в материале матрицы два медных проводника (в показанном примере – луженые)

В чем же особенности работы такого кабеля? Давайте разбираться…

Так как проводники кабеля изготовлены из обычной меди, то совершенно очевидно – никакой резистивной функции они выполнять не будут. Этот металл – отменный проводник с очень невысоким сопротивлением. Так что провода выполняют роль токонесущих шин (для фазы и нуля), и потому между собой напрямую не закорочены – в отличие от двухжильных резистивных кабелей, в концевой муфте жилы надежно изолированы одна от другой.

А проводимость тока идет через полупроводниковую матрицу. Причем, одновременно по всей длине нагревательного кабеля. То есть любой отдельно взятый участок кабеля можно рассматривать как самостоятельную цепь с питанием через общие шины.

А вот матрица, при пропускании через себя тока, дает требуемый нагрев. Но это еще – не самое главное. Не зря было указано, что материал матрицы – полупроводник, то есть в него заложены определенные свойства. А конкретно – количество n-p переходов, то есть создаваемых «цепочек» проводимости, имеет свойство изменяться с изменением температуры. .

Чем ниже температура, тем больше создается «дорожек проводимости», тем больше проходит тока, тем больше нагрев.

С ростом температуры проводимость матрицы начинает снижаться – стало быть, уменьшается и количество выделенного кабелем тепла.

На определенном пределе нагрева проводимость может и вообще практически «закупориться» или стать столь низкой, то потребление тока будет минимальным, а нагрев – практически неощутимым.

Согласитесь, это очень удобно. Как мы уже видели, на участке прокладки нагревательного кабеля чередуются весьма различающиеся по внешним температурным условиям зоны. То есть труба может, например, прокладываться на безопасной глубине, затем постепенно подниматься (зимой это будет характеризоваться понижением температуры), проходить через массивный фундамент, страшно вытягивающий тепло, затем попадать в теплое помещение домашней насосной станции. То есть при использовании саморегулирующегося кабеля на каждом отдельно взятом участке в зависимости от температуры будет свое потребление тока и свой локальный нагрев. Значит, можно достичь немалой экономии, не рискуя при этом заморозить свой водопровод.

Понятно, что стоимость подобных нагревательных кабелей может быть в несколько раз выше резистивных. И это, наверное, единственный их недостаток. Но зато и достоинства – очевидны.

Кстати, еще об одном преимуществе. Такой кабель можно приобретать готовыми секциями, то есть с уже установленными «холодными проводами» (провода для подключения к сети) и концевой изолирующей муфтой. Но это бывает не всегда удобно – в ассортименте магазина на момент покупки может не оказаться нужного набора.

Но вполне можно приобрести такой кабель и метражом, то есть ровно столько, сколько требуется по результатам проведения расчетов.

Такой кабель можно свободно резать - на внешней оплетке имеется маркировка по длине в бухте и отметки мест реза. Правда, перед монтажом предстоит на одном конце кабеля самостоятельно скоммутировать и заизолировать «холодные провода», а на втором – концевую изолирующую муфту. Задача очень ответственная, но суперсложной ее не назовешь. Как это проводится – будет рассказано ниже.

Понятно, что при покупке комплектующих необходимо иметь определенную информацию о том, сколько и какого кабеля потребуется для обогрева «проблемного» участка водопровода. Как получить такую информацию – расскажем в следующем разделе.

Как проводится расчет нагревательного кабеля?

Если точнее – необходимо определить, какой метраж кабеля какой удельной мощности обеспечит гарантированную защиту уязвимого участка водопровода от замерзания.

Начнем с того, что любой кабель характеризуется удельной тепловой мощностью. Этот показатель говорит, сколько ватт тепловой энергии можно снять с погонного метра кабеля при его штатной работе. Такой показатель обычно нанесен маркировкой на верхнюю оплётку, наряду с другими данными.

А так как параметр мощности саморегулирующегося кабеля – величина, как мы помним, зависящая от температуры, то обычно для таких изделий указывается средняя мощность в оптимальной точке выше границы замерзания – примерно 10 ℃. Этот порог, кстати, и дальше будет фигурировать в наших расчетах.

Надо сказать, что нет четкой линейки мощностей таких кабелей – в разных производителей могут быть свои «шкалы». Но если оценить в общем, просмотрев немало предлагаемых вариантов, то можно судить, что попадаются кабели с удельной линейной мощностью от 7 и до 50 Вт/м.

Понятно, что расположенный под термоизоляцией на теле трубы или внутри утепленной трубы греющий кабель должен быть в состоянии полностью восполнить неизбежные теплопотери и иметь небольшой запас мощности. Так, чтобы ни при каких обстоятельствах не допустить начала морозной кристаллизации воды в неподвижном ее состоянии.

Существует специальная теплотехническая формула, позволяющая просчитать тепловые потери из утепленной трубы, отталкиваясь от диаметра этой трубы, толщины и теплопроводных качеств термоизоляции, разницы температур. Надо сказать, формула довольно громоздкая, содержащая логарифмические функции, и своим видом способная отпугнуть далекого от теплотехники читателя. Но можно обойтись и без нее – по этой формуле проведены расчеты и составлены таблицы данных, которых в нашем случае будет достаточно.

Такая таблица расположена ниже.

В верхней строке указаны диаметры труб, для которых ведется расчет.
Крайний левый столбец – это толщина термоизоляционного материала, в который «одета» труба. Коэффициент теплопроводности для расчета был взят усредненный, порядка 0,04 Вт/м×℃, что в полной мере соответствует большинству качественных современных трубных утеплителей.

Кстати, здесь тоже не все отдается «на откуп самодеятельности». Существуют определенные рекомендованные рамки, которых следует придерживаться. Так, для труб с диаметром условного прохода до 20 мм (¾») слой термоизоляции должен составлять не менее 20 мм, с ДУ до 32 мм (1¼ «) – 30 мм, с ДУ 40 мм (1½») – 40 мм, ДУ 50 (2.0″) – 50 мм, и так далее. В противном случае можно разориться на обогреве водопровода, но так и не достичь нужных результатов.

Во втором столбце для каждой из толщин показано по четыре варианта разницы температур – от 20 до 60 градусов. Что это значит?

Берется разница между температурой в самую холодную декаду зимы, свойственную данной местности, и значением в +10 ℃, к которому мы будем условно стремиться подогнать воду в трубе, не допуская ее замерзания. То есть если в регионе зимы мягкие, и морозов ниже -10 ℃ градусов практически и не бывает, то все равно разница получается ΔT = 20 градусов – это в условиях России, наверное, минимум. Если морозы под -30 ℃ - разница 40 градусов и т.п.

На пересечении выбранной строки с толщиной термоизоляции и разницей температур и столбца с диаметром трубы получаем искомое значение удельных расчетных тепловых потерь с одного метра трубы.

Расчетные тепловые потери на 1 погонный метр трубопровода, Вт/м

Толщина термоизоляции	ΔT°С	ø 15 мм	ø20 мм	ø25 мм	ø32 мм	ø40 мм	ø50 мм	ø80 мм	ø100 мм	ø150 мм
10 мм	20	7.2	8.4	10	12	13.4	16.2	23	29	41
	30	10.7	12.6	15	18	20.2	24.4	34	43	61
	40	14.3	16.8	20	24	26.8	32.5	45	57	81
	60	21.5	25.2	30	36	40.2	48.7	68	86	122
20 мм	20	4.6	5.3	6.1	7.2	7.9	9.4	13	16	22
	30	6.8	7.9	9.1	10.8	11.9	14.2	19	24	33
	40	9.1	10.6	12.2	14.4	15.8	18.8	25	32	44
	60	13.6	15.7	18.2	21.6	23.9	28.2	38	48	67
30 мм	20	3.6	4.1	4.7	5.5	6	7	9	11	16
	30	5.4	6.1	7.1	8.2	9	10.6	14	17	24
	40	7.3	8.3	9.5	10.9	12	14	19	23	31
	60	10.9	12.4	14.2	16.4	18	21	28	34	47
40 мм	20	3.1	3.5	4	4.6	4.9	5.8	8	9	12
	30	4.7	5.3	6	6.8	7.4	8.6	11	14	19
	40	6.2	7.1	7.9	9.1	10	11.5	15	18	25
	60	9.4	10.6	12	13.7	14.9	17.3	22	27	37
50 мм	20	2.8	3.1	3.5	4	4.3	5	7	8	10
	30	4.2	4.7	5.3	6	6.5	7.4	10	12	16
	40	5.6	6.2	7.1	8	8.6	10	13	16	21
	60	8.4	9.4	10.6	12	13.8	15	19	23	31
75 мм	20	2.4	2.6	2.9	3.2	3.5	3.9	6	7	8
	30	3.5	3.8	4.3	4.8	5.2	5.9	7	9	11
	40	4.7	5.2	5.8	6.5	7	7.8	10	12	15
	60	7.1	7.8	8.6	9.7	10.4	11.8	15	17	23
100 мм	20	2	2.3	2.5	2.8	3	3.4	5	6	7
	30	3.1	3.5	3.7	4.2	4.4	4.8	6	7	9
	40	4.2	4.6	5	5.6	6	6.7	8	10	12
	60	6.2	6.8	7.6	8.4	9	10.1	12	15	19

Например: на водопроводную трубу диаметром 50 мм будет надеваться пенополистирольная «скорлупа» толщиной 30 мм. Найти удельные теплопотери, если самыми сильными морозами считается – 20 ℃.

Отыскиваем по таблице сначала толщину утеплителя в 30 мм, в этой группе – разницу температур в 30 градусов. На пересечении со столбцом для диаметра трубы 50 мм получаем: теплопотери равны 10,6 Вт с погонного метра.

Длина участка трубы, на котором по замыслу будет укладываться греющий кабель. Понятно, что это суммарная длина, то есть с учетом всех горизонтальных, вертикальных, наклонных промежутков, если таковые есть.

Паспортная удельная мощность кабеля, Вт/м. Эта мощность не должна быть меньше удельных теплопотерь.

Какой кабель будет использоваться – обычный резистивный или саморегулирующийся. Понятно, что в нашей статье нас разговор идет о саморегулирующемся, но просто алгоритм подсчета универсален, поэтому и предлагается выбор. От этого зависит величина поправочного коэффициента.

На величину коэффициента запаса влияет ещё и наличие каких-то сложных участков, например, крупных кранов или задвижек, металлических опор. Такое на домашнем водопроводе встречается нечасто, но все же. Если для обогрева этих элементов дополнительная длина кабеля просчитывался отдельно – это одно. А если нет – то придется сделать запас и на это обстоятельство.

Быстро провести расчет поможет наш онлайн-калькулятор.

ЭФФЕКТИВНЫЙ ОБОГРЕВ ТРУБ

Компания «Новые Системы и Технологии» осуществляет продажу нагревательных кабелей, позволяющих выполнять обогрев труб, кровли и водостоков. В каталоге продукции представлен большой выбор комплектующих к нагревательному кабелю, в том числе креплений к трубе. Мы недорого предлагаем продукцию ведущих мировых производителей. В наличии имеются все необходимые сертификаты, подтверждающие высокое качество и достойные эксплуатационные характеристики.

Преимущества кабельной системы обогрева труб:

низкие цены как на кабельную продукцию, так и на услуги монтажа;
быстрота установки и удобство эксплуатации;
небольшой расход электроэнергии;
оптимально подходит для самых разных объектов;
длительный срок службы, крайне редко нуждается в ремонте.

Обогрев трубопроводов по минимальной стоимости

Подать заявку на приобретение продукции можно через сайт. Необходимо выбрать кабель для обогрева труб и комплектующие к нему, добавить их в корзину, а затем заполнить поля формы заказа.

Специалисты компании «Новые Системы и Технологии» оказывают полный спектр услуг по монтажу систем обогрева трубопроводов. В кратчайшие сроки выполним все необходимые работы.

Курьерская доставка кабелей для обогрева труб и другой заказанной у нас продукции производится в пределах Москвы и области. В другие регионы РФ товар может быть отправлен при участии транспортных служб. Предусмотрена возможность самовывоза.

Если Вы хотите уточнить, какова будет конечная цена товара с доставкой и услугами электромонтажа, обратитесь к специалистам компании «Новые Системы и Технологии». Они произведут все необходимые расчеты.