Греющий кабель на трубу

Сегодня нам предстоит разобраться, какие греющие кабели для труб предлагает современный рынок, и какая разновидность системы кабельного обогрева наиболее практична. Кроме того, мы затронем монтаж кабеля, связанные с ним проблемы и ограничения. Статья будет построена в виде ответов на часто задаваемые вопросы.

Цели

1. Когда нужен  кабельный обогрев трубопроводов в жилом доме?

В двух случаях:

• Когда водопровод ХВС или ГВС (в последнем случае — тупиковый, без непрерывной циркуляции) прокладывается через помещение с температурой ниже +2°С;

Однако: СП 30.13330.2016 допускает использование наряду с кабельным обогревом теплового сопровождения, то есть прокладки водопровода в общем канале с отоплением или другим источником тепла.

• Когда ввод воды или канализация в силу каких-то причин не могут быть проложены ниже глубины промерзания почвы.

Любопытно: в Крыму, где живет автор, в силу климатических особенностей полуострова инженерные системы часто прокладываются открыто. Кабельный обогрев спасает их от разморозки в редкие зимние заморозки.

Виды

2. Какой кабель греющий для обогрева труб можно встретить в продаже?

Вот перечень его разновидностей:

• Одножильный резистивный — это одиночный проводник с высоким электрическим сопротивлением в изоляционной оболочке. Иногда снабжается экранирующей оплеткой, подключаемой к заземлению и призванной защитить расположенное вблизи кабеля электронное оборудование от наведенных паразитных токов;
• Двужильный резистивный, как и следует из названия, отличается от своего ближайшего родственника лишь наличием двух проводников в общей изоляции;

• Зональный греющий кабель для трубопровода включает две токоведущих жилы с низким сопротивлением, соединенные нагревательными элементами;

• Саморегулирующийся греющий кабель для труб состоит из пары токоведущих жил и расположенной между ними матрицы из полимера с высоким коэффициентом расширения, при  нагреве с добавкой мелкодисперсного проводящего ток материала  (например, графитовой пыли).

Кто лучше

Давайте сравним перечисленные решения по основным потребительским качествам.

Экономичность

3. Какой кабель греющий для трубопровода потребляет меньше энергии?

Саморегулирующийся. Видите ли, его матрица меняет свое электрическое сопротивление в зависимости от температуры окружающей среды и самого кабеля:

• В холод матрица уменьшает свои линейные размеры. При этом проводящие частицы в ней образуют большее количество  цепей, замыкающих токоведущие жилы между собой, что вызывает увеличение потребляемого участком кабеля тока и его нагрев;
• При постоянной температуре кабеля размер матрицы неизменен, а значит — неизменно и ее сопротивление;
• Стоит кабелю нагреться вследствие повышения температуры среды, как матрица расширится, и количество проводящих ток цепей в ней упадет, а вслед за ним упадет энергопотребление

Что в результате? А в результате кабель потребляет ровно столько энергии, сколько нужно для поддержания стабильной температуры. Мало того: для каждого участка кабеля энергопотребление регулируется независимо от других участков.

Отказоустойчивость

4. Какой вид греющего кабеля наиболее надежен?

При правильном монтаже все его разновидности сохраняют работоспособность неограниченно долго: в изолированном проводнике просто-напросто нечему ломаться. Однако, в отличие от своих конкурентов, греющий кабель саморегулирующийся для труб не боится перехлеста:  на него можно  подавать питание даже тогда, когда кабель смотан в бухту.

Любой резистивный или зональный кабель в тех же условиях незамедлительно отправится в Валгаллу из-за локального перегрева в местах перехлеста и связанного с ним расплавления изоляции: тепловыделение проводника превысит возможности теплоотвода.

Подсказка: нашего героя спасает все та же независимая регулировка мощности каждого отдельного участка. По мере нагрева в месте перехлеста матрица будет уменьшать электрическое сопротивление, и уменьшать тепловыделение.

Резка

5. Какой кабель можно резать на участки произвольной длины?

Все тот же греющий кабель саморегулирующийся для труб. Дело в том, что длина токоведущих жил никак не влияет на нагрев соединяющей их матрицы: при уменьшении длины кабеля уменьшается только полная потребляемая отрезком мощность.

Как обстоят дела у конкурентов?

Резистивный кабель имеет фиксированную длину. Ее изменение повлечет за собой уменьшение полного сопротивления проводника, а вслед за ним — рост тока и перегрев.

Кстати: одножильный резистивный нагреватель  имеет еще одну неприятную особенность. Его нужно подключать к питанию обоими концами, что усложняет монтаж. У двужильного эта проблема решается  концевой муфтой, замыкающей жилы между собой.

Зональный кабель резать можно, но лишь на участки фиксированной длины. Отрезав кабель в середине секции, вы повредите нагревательные элементы в ней.

Сборка секции

6. Что нужно для того, чтобы организовать обогрев труб греющим кабелем с саморегулирующейся матрицей?

Для начала — превратить его в готовую греющую секцию. Для этого необходимы:

• Провод питания (так называемый холодный конец). Для нагревателя с экранирующей оболочкой используют трехжильный провод 3х1,5 мм2;
• Евровилка;

• Монтажный комплект, включающий термоусадку нескольких типоразмеров и гильзы для соединения проводов. Его цена в настоящее время (2017 год) варьируется от 200 до 400 рублей.

Как собрать секцию своими руками?

Вот подробная инструкция:

Подбор мощности

7. Как подобрать греющий кабель саморегулирующийся для обогрева труб известного диаметра?

Обратитесь к таблице строчкой ниже:

Полная  мощность кабеля, приходящаяся на погонный метр трубы, должна полностью компенсировать теплопотери. Например, для 20-миллиметрового ввода водоснабжения, проложенного в сантиметровой теплоизоляции по улице с температурой -30°С и транспортирующего 10-градусную воду, нужен кабель с мощностью не менее 17 Вт/м.

Однако: прокладка греющего кабеля на трубопроводах может выполняться не только в одну линию, но и спиральной навивкой. Ту же мощность вы получите, намотав на метр трубы 1,7 метра 10-ваттного кабеля.

Крепление на трубу

8. Как закрепить на трубопроводе систему кабельного обогрева?

Вот несколько самых простых решений:

• Спиральной намоткой;
• Скотчем (обычным или, что куда лучше, алюминиевым: он уменьшит теплопотери трубопровода за счет ИК-излучения);
• Полиэтиленовыми стяжками.

Теплоизоляция

9. Чем изолировать трубы с греющим кабелем, закрепленным на поверхности?

И здесь есть несколько вариантов:

• Пенопластовая скорлупа;

• Фольгированная оболочка из базальтовой ваты;
• Скорлупа из пенополиуретана (в том числе фольгированная);

Любопытно: современным рынком предлагаются готовые трубы в ППУ изоляции с греющим кабелем. Они предназначены для монтажа наружных трубопроводов в особо холодных регионах.

• Утеплители из вспененных полимеров (пенополиэтилена, пенополипропилена) — трубчатые и рулонные, фольгированные и лишенные дополнительного отражающего слоя.

Монтаж в трубопровод

10. Можно ли установить кабель греющий внутрь трубы с водой?

Можно. Соединение с холодным концом и концевая муфта герметичны, и надежно защитят проводник и матрицу от замыкания. Разумеется, кабель не должен проходить через запорную и регулирующую арматуру (включая полнопроходные шаровые краны и задвижки).

11. Как завести греющий кабель внутрь трубы и обеспечить ее герметичность?

Через тройник с эластичным сальником. Он монтируется внутри дома, сразу после пересечения вводом наружной стены.

12. Можно ли проложить греющий кабель внутри трубы канализации?

Нельзя.

Причины три:

• Бытовые стоки весьма агрессивны и за год-два разрушат термоусадочную трубку на концевой муфте и в месте соединения с проводом питания;
• Кабель будет собирать загрязнения и способствовать засорам;
• При прочистке засора он с большой вероятностью намотается на трос или канализационную проволоку и получит несовместимые с жизнью повреждения.

Заключение

Надеемся, что нам удалось ответить на все имевшиеся у читателя вопросы. Прикрепленное к статье видео покажет вам более наглядно, как можно установить кабель греющий в трубу. Успехов!

Источник: Elektrik-a.su

Это моя теоретическая проработка. Себе ничего этого не делал и не сделаю, т.к. сделал по-другому (см. Альтернатива греющему кабелю).
Этот текст, возможно, будет сложно правильно воспринять, не прочитав мою статейку Правда о "самреге" — "саморегулирующемся" кабеле.

Рассматриваемые греющие кабели предназначены для того, чтобы воспрепятствовать замерзанию воды в трубах водопровода в зимнее время.

Сначала — вывод
:
"Правильная" греющая система представляет собой обязательное сочетание высококачественного греющего кабеля с высококачественным и высокоточным термореле (термостатом).
Никакие, даже хорошие (современные) греющие кабели без термореле для длительной надежной и экономичной работы не годятся, в том числе "самреги" (см. мою ссылку про них).
Ниже я попытаюсь это объяснить, а также рассказать как правильно строить греющие системы.
Если греющий кабель устанавливать поверх водопроводной трубы, идущей из земли в дом, то его замена, при выходе из строя, превращается в большую проблему. Даже если эта проблема решается легко (например, кабелем внутри обогреваемой трубы), то надежность этой системы (особенно в морозы) все равно имеет весьма высокий приоритет — зимой 2009-2010 годов (очень сильные морозы) у огромного числа людей по-замерзали водопроводы.
Поэтому в качестве цели я принимаю максимальную надежность и долговечность греющей системы.
Сами греющие кабели имеют ограниченную наработку на отказ, поэтому если их включать как можно реже, то срок их жизни соответственно увеличится. Расход электроэнергии тоже имеет значение (особенно при постоянно включенном нагреве).

Главная мысль:
Если температура трубы близка к температуре воды в скважине или колодце, то это значит, что ее и греть нет никакого смысла, а вернее даже вредно (для греющего кабеля). Поэтому температура отключения греющего кабеля должна быть чуть меньше зимней (февральской) температуры воды в Вашей скважине/колодце, которая обычно 5-6*С.

Как сделать "правильную" систему обогрева труб водопровода:
Берем качественный, долговечный греющий кабель (неважно — саморегулирующийся он или нет, главное — срок его жизни и достаточное количество включений-отключений), наматываем его на водопроводную трубу, как положено по инструкции. Туда же, вплотную к трубе в самом холодном ее месте (оно — у поверхности земли) устанавливаем термодатчик, а сверху (в доме) — термореле на котором устанавливаем t включения 2-3 градуса Цельсия и t отключения 3-4 градуса. Такие цифры — потому, что зимой (в самый мороз) вода в скважине или колодце имеет температуру 5-6 градусов.
Теплоизолируем всю трубу (вместе с датчиком) утеплителем толщиной не менее 20мм (вообще-то, для Вашего кошелька в будущем — чем больше, тем лучше). И правильно подключаем все это к сети 230В.
Получился наиболее оптимальный вариант использования греющего кабеля для обогрева водопроводной трубы по критериям минимального расхода электричества и максимального ресурса кабеля.
При использовании специального греющего кабеля, вставляемого внутрь водопроводной трубы принципиально ничего не меняется.
Если же использовать греющий кабель без термореле (в том числе — саморегулирующийся), то в результате — перерасход, как энергии, так и ресурса кабеля. Причем — во много раз по сравнению с описанным мной подходом. А также — невозможность контроля работоспособности всей этой подсистемы, что не менее важно!

О выборе мощности греющего кабеля для труб водопровода:
Если делать все правильно (как я описал выше), то на мощности греющего кабеля экономить почти бессмысленно, т.к. система будет включаться довольно редко и при большей мощности будет просто быстрее нагревать, расходуя примерно то же самое количество энергии, что и при меньшей. Запас по мощности — не помешает.
А вообще, считается так: если кабель монтировать внутрь трубы, то достаточно и 10 Вт/м, а если снаружи, то — 17 Вт/м. Я бы брал чуть больше для запаса.

О защитных подсистемах.
В связи с тем, что довольно часты случая расплавления греющих кабелей и даже ПНД труб, необходимо понимать, что на такой кабель надо ставить автомат на 1-2 Ампера, а не на 6, или 16 Ампер. Также в этой цепи не помешает не помешает УЗО.
О расплавлениях см. тут и тут.

О термореле и термодатчике:
В идеале необходим небольшой герметичный датчик с вынесенным в дом цифровым термореле.
Если не брать в расчет надежность (она мне неизвестна), то здесь подошли бы: термореле ТР-35М, или — терморегулятор TSTAB.
Лично у меня котлом и "альтернативной системой" управляют RT-12-16. Доволен.
Сам термодатчик лучше загерметизировать.

Как не надо делать:
1. Не надо, например, без термореле применять "резистивный кабель Nelson EasyHeat" для обогрева трубы, идущей из скважины или колодца в дом. Почему?
Потому что здесь кабель отключится только при +13 градусах. А в скважинах такой высокой температуры скорее всего даже летом никогда не бывает. Это означает, что кабель будет впустую разогревать скважинную/колодезную воду! А отключение его вручную, например, ранней весной грозит риском заморозить трубу Вашего водопровода холодной ночью.
2. Термодатчик не должен устанавливаться в непосредственной близости от греющего кабеля, иначе система будет неправильно работать. Его надо поставить с противоположной стороны водопроводной трубы от греющего кабеля и аккуратно затеплоизолировать от греющего кабеля (но не от трубы!). Это, кстати, самый неприятный недостаток в греющей системе — нагреватель и измеритель должны быть как можно дальше друг от друга, а это реально трудно достижимо.
3. Нельзя использовать утеплитель, который может намокнуть (вату). Также нельзя дать земле сильно сжимать утеплитель. В любом из двух случаев он станет плохо утеплять.
Можно использовать, например, вспененный полиэтилен (обязательно — с закрытыми ячейками) с одетой сверху жесткой трубой. Например, на трубу ПНД-32мм одеваете штатный "чулок" утеплителя, поверх еще один чулок большего диаметра и засовываете все это в канализационную трубу диаметром 110мм. После такого монтажа, наверное, можно оставшееся пространство запенить (я — запенил на глубину 1,3 метра, одного 750г баллона пены как раз хватило). Пенить лучше двухкомпонентной пеной, обычная может не вся там внутри застыть, т.к. у неё нет доступа к влажному воздуху, который обеспечивает застывание пены.
Хотя, понятно, что при очень хорошем утеплении температура трубы может вообще не опуститься до 2-3оС, однако гарантировать это никто не сможет. Как минимум, из-за неуверенности в сохранности свойств утеплителя на протяжении всего строка службы системы (несколько десятков лет).

Контроль работоспособности системы с греющим кабелем:
Если Вы когда нибудь увидите, что температура ниже установленной, то это значит, что система работает неправильно, или вышла из строя.
Также, можно периодически проверять работоспособность системы временно меняя температуру включения термореле ("подгоняя" её под t трубы) и наблюдать за включением/ отключением реле по его щелчку и индикатору.
Имеется и 8-ми летняя практика другого нашего форумчанина, подтверждающая эту мою теоретическую проработку (ссылка утеряна при смене "движка" форума). Если кто её найдет — очень прошу сообщить мне.

Примечания:
1. Канализационные трубы греть, как правило, не надо. Им надо обеспечить лишь правильный, строго оптимальный уклон.
2. Если уличная горизонтальная часть водопроводной трубы уложена достаточно глубоко, или утеплена (включая снег), то ее греть, скорее всего не нужно. Но гарантии дает только система контроля…
3. На близкую тему можно почитать:
Греющий кабель без источника бесперебойного питания (ИБП).
Обзор методов зимней защиты водопровода.
Измерения. Динамика температур под землей, под домом и в скважине.
Об утеплении дома снегом.
4. А вот и почти бесплатный греющий кабель для самодельщиков:
kostiksamara сказал(а): ↑
Блок питания от компа 300 ватт я взял вывод 12В (15 Ампер) провод в ПВХ изоляции сечением 1мм. Длина петли 20 метров, то есть 40 погонных метров. провод на ощупь теплый, градусов 40С
А также — целая тема: Простейший греющий кабель своими руками.
5. Некоторый полезный опыт по греющим кабелям.
6. Если используется греющий кабель для вставления внутрь водопроводной трубы, то в целях безопасности нужно обязательно заземлять его муфту. Также считаю желательным сделать в санузле дополнительную систему уравнивания потенциалов — ДСУП (в добавок к основной СУП). Наличие УЗО на 10-30 мА- подразумевается.

Источник: www.forumhouse.ru

Виды, устройство и принцип работы греющего кабеля

Существует два вида кабелей, предназначенных для защиты труб от замерзания:

• Резистивный;
• Саморегулирующийся.

Резистивный греющий кабель выпускается в двух вариантах: одножильный и двухжильный. Конструкция с одним проводником достаточно простая: нихромовая проволока залита фторопластовой изоляцией, по которой навита медная экранирующая оплетка. Снаружи кабель закрывает термостойкая пластиковая оболочка.

Двухжильный резистивный кабель состоит из двух нихромовых проводников, выделяющих тепло при прохождении тока. В некоторых системах используют два разных по назначению провода. Один из них греющий, а второй холодный, токопроводящий.

Там, где используется экран из фольги, а не медная оплетка, ставят дренажную жилу. Она контактирует с фольгой и снимает с нее электрический потенциал, образуемый электромагнитными полями. Эту жилу используют в качестве заземления.

Рассматривая существующие виды греющего кабеля, остановим внимание на усовершенствованной модификации резистивного. Он получил название зонального и был разработан для устранения недостатка двухжильных кабелей. Их нельзя резать на части и укорачивать более, чем на 10% от общей длины. Это требование создавало и до сих пор создает неудобства при монтаже.

По конструкции зональный кабель представляет собой систему проволочных спиралей, намотанных на изоляцию и соединенных токоведущими шинами. Обрезка спиралей в точках контактных выступов не нарушает их работу и позволяет легко подбирать тепловую мощность. Отметим также, что минимально допустимая длина такого кабеля составляет 1,5 метра.

Самый популярный на сегодня вид кабеля для обогрева труб – саморегулирующийся. Основная часть его конструкции – полупроводниковая токопроводящая матрица. Она изменяет электрическое сопротивление пропорционально изменению температуры внешней среды.

Чем холоднее грунт или воздух, окружающий такой кабель, тем больше становится его сопротивление и, соответственно, выделяется больше тепла.

Достоинства и недостатки: какой кабель лучше выбрать?

При выборе обогревающего кабеля для труб важно знать плюсы и минусы каждого представленного в продаже вида. Кратко перечислим их.

Одножильный кабель пользуется спросом по следующим причинам:

• Недорог;
• Долговечен (10-15 лет эксплуатации);
• Относительно прост в монтаже.

К недостаткам можно отнести необходимость точного расчета длины, поскольку укладывать его приходится так, чтобы вернуться вторым концом к источнику питания. Кроме этого, как мы уже говорили, работу с резистивными кабелями (кроме зонального) усложняет запрет производителей на резку. По этой причине при покупке нужно точно знать требуемую длину и мощность.

Еще одно ограничение для всех резистивных систем – недопустимость пересечения участков кабельной линии. В точках контакта в этом случае резко повышается температура, что может привести к плавлению изоляции и перегоранию провода.

Двухжильная резистивная система проще одножильной в установке, но при этом дороже ее. При укладке такую кабельную линию не нужно тянуть обратно к розетке. Достаточно просто закрепить ее на трубе и закрыть сверху теплоизолятором. По уровню долговечности и защиты от внешних воздействий одножильный и двухжильный варианты трубного обогрева одинаковы.

Саморегулирующийся греющий кабель (СГК) лишен недостатков резистивного, но его стоимость существенно выше. Высокую цену частично компенсирует простой монтаж, возможность резки и укорачивания, а также экономичность. Если водопровод идет под землей ниже отметки промерзания, то вам достаточно приобрести небольшой кусок кабеля СГК и поставить его на самом критичном участке – переходе трубы из грунта в дом.

Перехлест токоведущих витков «умной» линии не страшен. В местах контакта не будет перегрева. Полупроводниковая матрица автоматически снизит там температуру. Кроме этого, при работе саморегулирующегося кабеля сильнее нагреваются самые холодные участки, а на других температура поддерживается на более низком уровне. За счет этого достигается экономия электроэнергии, в отличие от резистивных трасс, работающих на полную мощность по всей длине.

Из сказанного можно сделать вывод, что резистивный кабель будет более уместен для постоянного обогрева больших площадей, в пределах которых нет больших перепадов по температурным условиям. Его использование позволит получить необходимый результат без лишних переплат. Нередко такой кабель использует при устройте теплых полов. Саморегулирующийся кабель, несмотря на более высокую стоимость, подойдет для большинства задач в частном домостроении, оправдает себя благодаря своей экономичности, простоте в монтаже и эксплуатации.

Порядок и особенности монтажа

На практике применяются два способа монтажа греющего кабеля для труб:

• Наружный;
• Внутренний.

Наружная установка проще внутренней. Она не уменьшает пропускную способность трубы и позволяет при необходимости легко заменить поврежденный участок.

При наружном монтаже чаще используется линейная укладка. В этом случае кабель раскатывают по всей длине трубы и фиксируют к ней при помощи клейкой алюминиевой ленты.

В паре с резистивным (одно и двухжильным кабелем) всегда должен работать терморегулятор. Его датчик выводят на трубу и крепят скотчем к ее поверхности. Закончив монтаж, трассу закрывают теплоизоляцией и засыпают грунтом.

При установке на пластиковую канализационную трубу места крепления сначала обматывают клейкой алюминиевой лентой и только после этого фиксируют к ним кабель. Такое решение делает распределение тепла более равномерным, предохраняя пластик от перегрева.

При прокладке водопровода в районах с суровым климатом или установке подогрева на водостоках крыши используют кольцевую укладку с шагом от 5 до 15 см. Этот метод позволяет повысить теплоотдачу на 1 погонный метр трассы.

Следует отметить, что навивка греющего кабеля на трубы применима только для двухжильного и саморегулирующегося. Одножильный для такой работы брать нельзя. В точках пересечения витков он перегреется и перегорит.

Схемы подключения резистивных одно и двухжильных трасс к источнику питания аналогичны. Разница заключается только в том, что одножильный провод укладывается в виде большой петли, а его второй конец возвращается в электророзетку.

У двухжильного кабеля оба конца можно сразу подключать к сети. Отдельную розетку нужно предусмотреть для терморегулятора с термодатчиком.

Саморегулируемый греющий кабель не нуждается в термодатчике. Он без внешних устройств реагирует на изменение температуры, пропорционально увеличивая или снижая теплоотдачу. Поэтому его после укладки напрямую подключают к сети питания 220В.

Единственный нюанс, требующий детального пояснения – подготовка токоведущих жил СГК к подключению. Она заключается в следующих операциях:

•  Отмерив 6-7 см от конца кабеля, внешнюю изоляцию аккуратно надрезают, стараясь не повредить внутреннюю изолирующую оболочку, и снимают;
• Экранирующую оплетку расплетают с помощью шила, частично обрезают и скручивают оставшийся конец в «косичку»;
• На подключаемом конце надрезают внутреннюю изоляцию и снимают ее, оставив 1-2 см под «хвостиком» экранирующей оплетки;
• Аккуратно, чтобы не повредить токоведущие проводники прорезают греющую матрицу (вровень с внутренней изоляцией). После этого матрицу нагревают строительным феном и стягивают пассатижами;
• На концы проводов надевают пластиковые соединительные гильзы и обжимают их клещами;
• На провода одевают термоусадочные трубочки, доводя их до середины гильз, и осаживают феном;
• Сверху стык закрывают термоусадочной трубкой большого диаметра и также осаживают ее, нагревая;
• Замеляющую оплетку подключают к «земле» силового кабеля и закрывают термоусадкой. Жилы СГК соединяют с проводами питания и также закрываются;
• Поверх заделки устанавливают большую термоусадочную трубку (не забудьте заранее одеть ее на один из концов кабеля) и обсаживают с помощью фена от центра к краям, чтобы внутри не оставался воздух;
• Финальным этапом производят концевую заделка кабеля, которая во избежания смыкания жил делается «ступенькой». Одну из жил кабеля укорачивают на 20 см, надевают и усаживают концевую заглушку.

В качестве альтернативы производители предлагают готовые комплекты греющего кабеля, где все перечисленные операции по подключению уже выполнены в заводских условиях. Вам остается только выбрать комплект с подходящими характеристики и нужной длины, произвести внешний или внутренний монтаж и включить вилку в розетку.

Для правильного подбора мощности (Вт/м) в зависимости от глубины траншеи, диаметра трубы и температуры воздуха можно воспользоваться данными таблицы.

В случае невозможности выполнить наружный монтаж на водопроводе (труба залита бетоном или изолирована битумом), используют внутреннюю прокладку. Для этой работы одножильный кабель не подходит, поэтому берут двухжильный или саморегулирующийся.

Внутренний монтаж в трубах канализации можно делать не любым, а только специальным греющим кабелем с усиленной изоляцией и экраном. Если же вам нужно проложить греющую линию внутри питьевого водопровода, то для этой цели придется купить так называемый пищевой кабель.

Внутренняя прокладка имеет ряд ограничений. Она не допускается при наличии в трассе поворотных элементов, кранов и механических стыков. Для ее осуществления в трубу врезается специальный тройник с герметичной муфтой. Через него рабочий конец кабеля вводится в трубу на необходимую длину. После испытания системы муфту затягивают ключом и резиновые уплотнители делают точку входа герметичной.

Источник: greensector.ru

Зачем нужен греющий кабель

При обустройстве водопроводных магистралей необходимо выяснить среднестатистическую глубину промерзания грунта в зимнее время.

В средней полосе прокладка труб на глубине 1600-1800 мм позволяет отказаться от установки системы электрического обогрева. Но размещение трубопроводов на большой глубине обходится дорого, на некоторых участках прокладка веток водоснабжения становится невозможной из-за близкого соседства с магистральными газовыми каналами или городским водопроводом или ливневой канализацией.

В этом случае необходимо проложить магистрали на разрешенной глубине, покрыть внешнюю поверхность специальным защитным материалом и уложить кабель для обогрева водопроводной трубы.

Дополнительные обогревающие элементы располагаются на точках ввода труб в помещение (используется для зданий, построенных на свайно-винтовом фундаменте). Питание подключается через специальный блок управления, обеспечивающий автоматический прогрев элементов водоснабжения.

Конструкция и сфера применения

Электрический обогрев используется для повышения температуры водопроводных или канализационных труб, а также резервуаров для хранения жидкостей и дренажных каналов (например, для слива конденсата с поверхности крыши).

Греющий кабель для обогрева труб устанавливается только в зонах, подверженных воздействию низких температур. Владелец здания может поместить обмотку на всем участке трубопровода или закрыть участки длиной по 200-300 мм. От протяженности кабеля для обогрева водопроводной трубы зависит энергопотребление системы.

Разогревающий кабель для трубы состоит из элементов:

1. Внутренняя металлическая жила или набор токопроводящих элементов. Для изготовления деталей используются сплавы с повышенным сопротивлением, что обеспечивает нагрев элементов при прохождении электрического тока. Сверху жилы покрыты слоем изолирующего материала, сохраняющего защитные характеристике при циклических прогревах.
2. Защитный экран, расположенный вокруг нагревающих жил. Деталь изготовлена из алюминиевой фольги или медной сетки, предотвращающей формирование электромагнитных помех при подаче напряжения. Для улучшения характеристик медную оплетку покрывают тонким слоем никеля, под металлическим экраном размещается дополнительный слой диэлектрика.
3. Наружный защитный слой из эластичного материала, сохраняющего характеристики при низких температурах. Термокабель для обогрева труб, предназначенный для эксплуатации в условиях Севера, оснащается защитным слоем с увеличенной толщиной.

Разновидности нагревательного кабеля

Для электрического обогрева трубопроводов используются 2 разновидности шнуров:

• резистивные;
• саморегулиремые.

Резистивный

При использовании обмотки резистивного типа для нагрева материала трубы используется тепло, выделяющееся при прохождении электрического тока через проводник. Особенностью изделий является постоянная характеристика нагрева, не зависящая от температурного фона окружающей среды.

Стабильность рабочих параметров обеспечивает равномерное потребление электроэнергии. Для снижения затрат на обогрев (например, во время оттепелей или в весенне-осенний период) в конструкцию системы подогрева трубы водопровода вводятся датчики и регулятор силы тока.

Обогревающий кабель резистивного типа выполняется с 1 или 2 жилами. Одножильные провода подсоединяются к бытовой сети переменного тока с 2 сторон. Двухжильные изделия комплектуются разъемом для подключения к сети или куском установочного провода с установленной в заводских условиях штепсельной вилкой.

Противоположная сторона шнура закрыта герметичной заглушкой (концевой муфтой). Внутри концевого элемента расположена металлическая вставка, обеспечивающая замыкание электрической цепи.

Конструкция резистивных проводников не предусматривает резки материала на участки требуемой длины. Производители запрещают укладывать излишки провода бухтой, необходимо смонтировать весь имеющийся шнур на участок трубы.

При укладке резистивных элементов запрещается расположение магистралей рядом друг с другом. При близком размещении или пересечении маршрутов прокладки происходит перегрев металлических сердечников и выход изделий из строя.

Саморегулируемый

Саморегулируемые греющие кабеля построены на основе металлополимерной матрицы. Принцип работы греющего шнура основан на нагреве полимерной прокладки, расположенной между 2 токопроводящими жилами.

Полимерный материал по мере увеличения температуры пропускает ток меньшей силы, что снижает степень нагрева. При охлаждении полимера проводимый ток нарастает, и теплоотдача вещества увеличивается. За счет этой физической особенности материала самогреющий кабель для водопровода автоматически регулирует температуру нагрева трубопровода или переходных муфт.

Шнуры с самостоятельной регулировкой нагрева допускается укладывать внахлест и рядом друг с другом. Предусмотрена возможность нарезки изделия на участки, на внешней оболочке присутствуют насечки, определяющие допустимый размер отрезка.

После отделения требуемого фрагмента требуется установить защитную оконечную муфту. Недостатком изделия является повышенная стоимость (по сравнению с резистивными элементами), но повышенный до 10-12 лет срок службы компенсирует увеличение затрат на покупку материала.

Способы монтажа на водопровод

Утепление водопровода способом подогрева трубы кабелем подразумевает 2 способа установки нагревательного элемента:

• поверх водопроводной магистрали;
• внутри трубопровода.

Инструкция по монтажу греющего кабеля в полно экранном режиме

Способ установки определяется типом приобретенного кабеля. Запрещается укладывать шнуры, предназначенные для внешнего монтажа, внутри водопроводных магистралей. Изоляционный материал, не рассчитанный на постоянное воздействие воды, не обеспечит должной защиты от поражения электрическим током. Параметры монтажа греющего кабеля и характеристики указываются на заводской упаковке.

Наружный

Нагревательный кабель для водопровода снаружи наматывается на предварительно очищенную от грязи и ржавчины поверхность. При укладке контролируется плотность контакта между обмоткой и поверхностью, перекосы не допускаются.

Если шнур укладывается на зону соединения магистралей сваркой, то поверхность зачищается от окалины и потеков металла. Не допускается наличие на трубопроводе острых элементов, способных повредить изоляционный слой нагревательного элемента.

Намотанный проводник крепится через каждые 300 мм металлизированной клейкой лентой или пластиковыми хомутами. Если планируется обустройство нескольких нитей обогрева, расположенных вдоль трубопровода, то элементы располагаются на нижней части магистрали (в зоне минимальной температуры). При установке между элементами соблюдается зазор, рекомендованный изготовителем (касается изделий резистивного типа).

Для обогрева труб водопровода используется методика намотки шнура по спирали. Нагревательный узел укладывается равномерно по поверхности трубопровода, делать резкие или многократные перегибы не рекомендуется из-за риска повреждения нагревательных жил.

Намотка начинается с крепления муфты, а затем равномерно распределяется оставшаяся длина шнура. Практикуется альтернативный способ монтажа, основанный на креплении провода с провисанием между опорами. Затем излишек нагревательного элемента наматывается на трубу и фиксируется лентой или хомутом.

Если труба с теплым кабелем изготовлена из пластика, то рекомендуется повысить теплопроводность материала путем нанесения металлизированной клейкой ленты. Поверх скотча наматывается кабель, который размещается и крепится по описанным выше методикам.

Если на маршруте встречаются тройники или вентили, то на каждом фитинге организуется несколько петель для обеспечения улучшенного нагрева. Правило касается как металлических, так и пластиковых трубопроводов.

Инструкция по монтажу греющего кабеля на трубу, смотрите видео:

Внутренний

Владелец помещения может расположить греющий кабель внутрь трубы, имеющей диаметр от 40 мм. Устанавливать нагревательные элементы в магистралях с меньшим диаметром не рекомендуется из-за снижения пропускной способности.

Поскольку проложить шнур в длинных трубопроводах затруднительно, то методика используется для подогрева коротких отрезков труб (до 1,5-2,0 м). Провод размещается в прямолинейных магистралях, расположенных вертикально или горизонтально. Установить элемент в изогнутых трубопроводах затруднительно.

Подогревающий кабель внутри трубы имеет круглое сечение и изоляцию с повышенной устойчивостью к воздействию воды. В набор входит конический сальниковый узел, изготовленный из эластичного материла. Уплотнитель устанавливается в резьбовой втулке и закрывается сверху прижимной гайкой.

Узел позволяет вывести кабель из полости трубы для подсоединения к бытовой электрической сети. Для монтажа узла подключения на трубу наворачивается дополнительный тройник, 2 канала служат для подачи воды, а третий используется для размещения уплотнительного узла.

При монтаже кабеля внутри трубопровода учитывается допустимый радиус изгиба. Запрещено проводить нагревательный элемент через краны или задвижки и через участки магистрали с острыми кромками (например, резьбой). После размещения провода внутри трубы производится обжатие сальниковых уплотнений, а затем выполняется тестовый запуск нагревателя.

Инструкция по установке греющего кабеля внутрь трубы, смотрите видео:

Теплоизоляция греющих кабелей

После установки элементов производится дополнительная теплоизоляция поверхности, повышающая эффективность работы нагрева. Если магистраль используется для водопровода, то снаружи трубы наносится изолятор из вспененного материала.

Толщина слоя подбирается в зависимости от внешних условий. Например, при расположении трубопровода в грунте потребуется установить защитный слой толщиной 25-30 мм. При размещении магистрали над поверхностью земли толщина изолятора увеличивается до 55-60 мм.

Для защиты трубопровода используется вспененный пенополистирол или полиэтилен. Материалы не разрушаются под воздействием влаги и предохраняют трубопровод от повреждений при ударных нагрузках.

Сверху теплоизоляционный материал рекомендуется покрыть дополнительным защитным слоем (от механических повреждений). Для обеспечения повышенной защиты практикуется использование двойной трубы, промежуток между стенками заполняется изолирующим материалом.

Греющий кабель для водопровода своими руками

Для обустройства водяных магистралей на дачных участках или при прокладке труб для полива огорода можно использовать кабель самодельного типа. В основе конструкции лежит полевой телефонный кабель типа П-274М (имеющий прозвище “полевка”).

Шнур имеет жесткую металлическую жилу и прочный изолятор, что позволяет использовать материал для внешнего и внутреннего обогрева трубопроводов. Применять кабель для магистралей водоснабжения жилого дома не рекомендуется. Поскольку используемый изолятор не относится к пищевым материалам.

Если предполагается провести кабель в трубе, то полевой провод разделяется на жилы, которые затем складываются и свиваются в общий шнур. Герметичный ввод обустраивается при помощи гибкого шланга или иного резинотехнического изделия, дополнительная защита обеспечивается герметиками или эпоксидной смолой.

При установке кабеля поверх трубы разделение на жилы не требуется, шнур наматывается по спирали, а затем подключается к бытовой сети.

Все соединения электрической проводки изолируются и защищаются от проникновения влаги, в цепи коммутации предусматривается защитный предохранитель. Установка самодельного обогревателя предохраняет трубы от обледенения и снижает образование конденсата на внешней поверхности.

В результате металлические трубопроводы имеют увеличенный срок эксплуатации, что позволяет снизить затраты на содержание водопровода на приусадебном участке.

Смотрите видео, как простой провод сделать тёплым:

Какие характеристики важны для выбора тёплого кабеля

Перед тем, как выбрать греющий провод, необходимо обратить внимание на следующие факторы:

• на диаметр магистрали и протяженность участка, нуждающегося в обогреве;
• на минимальную температуру грунта на глубине залегания водопроводной магистрали.

Для правильного расчёта мощности кабеля изучите видеоматериалы:

При подборе кабеля учитывается тип наружной изоляции и температурный класс продукции. Например, для обогрева канализационных стоков используется провод с изолятором из полиолефина. При обустройстве внешней защиты водопроводных труб используется шнур с покрытием из материалов на основе фторполимера (устойчивого к воздействию ультрафиолетового излучения).

Греющий кабель внутрь трубы покрывается защитой из фторопласта. Также рекомендуется обратить внимание на потребляемую мощность и название компании, изготовившей изделие.

ТОП-5 лучших производителей теплого кабеля

Ведущими производителями нагревательных кабелей являются:

1. Шведская компания Thermo Industri AB занимается производством кабелей для обогрева бытовых и магистральных трубопроводов. Для изготовления систем используется автоматическое оборудование, что повышает качество продукции и снижает стоимость изделий. Производитель предлагает термические регуляторы и дополнительные приборы, обеспечивающие надежную работу нагревателей для труб.
2. Изделия Eltrace выпускаются компанией с французскими корнями. Фирма специализируется на выпуске нагревательных элементов с автоматической регулировкой температуры. Для бытового применения предлагается серия изделий Tubes-heat. Линейка Traceco подходит для монтажа на промышленные трубопроводы. Но допускается применение изделий и в частном секторе.
3. Изделия Thermon выпускаются американской компанией. Оборудование отличается простотой монтажа и пониженным энергопотреблением. Компания предлагает изделия с саморегуляцией температуры.
4. Датская компания Devi предлагает нагреватели резистивного типа, а также оборудование с саморегуляцией. Фирма специализируется на выпуске нагревательных элементов более 50 лет. Продукция отличается повышенным качеством и простотой монтажа.
5. Российский производитель Теплолюкс (ССТ) выпускает нагревательные элементы для труб и пола. Продукция отличается пониженной ценой при высоком качестве изготовления.

Рекомендуется приобретать готовые комплекты для подключения.

Если на участке используется нестандартная разводка труб. То владельцу понадобится самостоятельно создать нагревательный контур или обратиться в компанию. При обустройстве электрической нагревательной цепи следует помнить о безопасности и предусматривать установку защитных элементов, исключающих риск поражения током.

Обзор греющего кабеля и тест, не пропустите видео:

Как греющий кабель подключить к сети:

Источник: vodatyt.ru

Что такое и зачем нужен греющий кабель

Принцип работы любого греющего кабеля довольно прост и ничем не отличается от всех электронагревательных приборов. Технология основана на сопротивлении материалов прохождению электрического тока – чем оно выше, тем больше тепла выделяется на нагревательном элементе. Греющий кабель подключается к сети переменного напряжения 220 В и выделяет тепло при прохождении по нему переменного электрического тока.

Практически все устройства имеют ручную или автоматическую регулировку, позволяющую изменять температуру нагрева их жилы (матрицы). В быту широко известны электрокабельные системы для подогрева под названием теплые полы, в которых зигзагообразный провод в виде мата на сетке укладывается под стяжку или плитку.

Аналогичное устройство с более высокой защитой от влаги имеет и нагревательный кабель для наружных трубопроводов, чаще всего применяемый в следующих бытовых целях:

Обогрев водопровода

При заборе воды из скважины или колодца чаще всего используют трубы ПНД (полиэтилена низкого давления), которые поступают от источника в дом через фундамент, при этом их закапывают под землей на расстояние от поверхности ниже глубины промерзания грунта.

В соответствии со строительными нормативами, расстояние от поверхности грунта до точки залегания водопровода должна быть на 0,5 м больше глубины промерзания, в некоторых случаях расчетный показатель достигает 2,5 метра. В реальных условиях при использовании стандартного кессонного колодца высотой 2 м, из которого на полметра выходит обсадная труба, средняя глубина залегания водопроводной трубы составляет 1,5 м, что не всегда достаточно для ее защиты от промерзания.

При этом использование тепловой изоляции трубопровода строительными материалами по всей длине может быть неэффективным, ведь изоляция не нагревает рабочую среду, а лишь увеличивает время ее замерзания.

В этом случае использование электрокабеля для нагрева воды внутри или на поверхности труб гарантированно защитит линию от промерзания, при этом можно уменьшить глубину залегания водопровода под землей и сделать водоснабжение незамерзаемым.

Рис. 2 Применение нагревающего кабеля на крышах и в водостоках

Обогрев устья скважины и ввода трубы в дом

При расположении скважины в кессонной яме актуальна проблема замерзания наружного трубопровода в зоне оголовка, а также оборудования и поверхностной насосной станции при ее применении. Если использовать электрокабель, погруженный на небольшую глубину в напорную трубу или в один из отрезков водопровода, расположенный на поверхности, проблема промерзания труб в кессонной камере легко решаема.

Не каждый дом имеет ленточный фундамент, расположенный ниже уровня земли. Например, современные дачные дома из блоков или СИП панелей располагают на сваях выше уровня земли. Поэтому открытые точки входа в дом водопроводных труб нуждаются в утеплении, для обеспечения которого используют строительные материалы или электрический кабель.

Прогрев канализационной трубы

Если водопроводную трубу для борьбы с промерзанием можно опустить глубоко под землю, канализационные трубы, выходящие из дома, технологически должны находиться чуть ближе к поверхности. Связано это с тем, что для нормальной работы канализации необходимо соблюдать уклон, зависящий от диаметра труб. При стандартных размерах в 110 мм уровень трубопровода должен понижаться на 20 мм на погонный метр.

Понятно, что если канализационный септик расположен на большом расстоянии, примеру 50 м от дома, то уклон составит 1 метр. Также следует учитывать, канализационные трубы должны заходить в верхнюю точку септика, и если точка входа расположена на большой глубине, собрать технически работоспособную конструкцию будет очень сложно. Поэтому важно обеспечить тепловую изоляцию канализационных труб, а еще лучше их обогрев  в самой верхней точке на выходе из дома.

Рис. 3 Обогрев подсоединением кабеля к водопроводному отводу

Обогрев кабелем ливневой системы

В холодное время года резкие перепады температур вызывают таяние снега на крышах с периодическим замерзанием воды – в результате льдом забиваются водосточные трубы, а по периметру водостоков образуются сосульки. Нагревательный кабель можно использовать для борьбы с замерзанием, прокладывая его поверхности или внутри водосточных труб, а также опуская в ливневую канализацию.

Следует отметить, что помимо размещения в трубопроводных магистралях, выпускаются специальные модификации кабелей, предназначенные для растапливания льда и снега на крышах.

Обогрев поверхностных трубопроводов и арматуры

При устройстве кессонных ям часто выводят наружу трубу с запорным краном для использования воды в хозяйственных целях на приусадебном участке, обычно в теплое время к ней подключают шланг для полива огорода. Иногда бурят абиссинскую скважину и для забора воды используют не поверхностную насосную станцию, а ручной насос, через который откачивают воду, прилагая физические усилия.

Во всех этих случаях, используя поверхностное водозаборное оборудование при отрицательных температурах, можно обогревать его электрокабелем, подключенным к сети переменного тока, который монтируют на внешней поверхности.

Рис. 4. Как укладывают кабель для обогрева газовых газгольдеров

Обогрев кабелем газовых резервуаров

При автономном газоснабжении многие хозяева устанавливают газовые баллоны снаружи дома, которые для нормальной работы должны находиться в тепле. В зимнее время их удобно подогревать двужильным электрокабелем, используемым для работы в трубопроводных системах – в отличие от одножильной петли для теплых полов его намного проще монтировать. Известно, что многие передвижные газгольдеры на прицепах оснащаются подобной системой подогрева газовой емкости от производителя.

Обогрев кабелем грунта

Технологию могут использовать садоводы при разведении растений в парниках, теплицах и подвальных подземных помещениях в случаях, когда наружные морозы могут повредить урожай. В этом случае нагревательный кабель защищает корневую систему растений от поражения и прогревает воздух в зоне своего расположения.

Тепловые системы

При отоплении индивидуальных домов жидким или газообразным топливом можно использовать теплый электрокабель в качестве дополнительного источника тепла для прогрева теплоносителя. Его можно разместить в трубопроводной системе отопления и включать в ночное время по сниженным тарифам электропотребления – это поможет сэкономить финансовые средства и уменьшит промежуток между циклами заправки газгольдеров газом или поставками жидкого топлива.

Аналогичным образом можно повышать температуру воды в системах горячего водоснабжения. На строительном рынке имеются в продаже модификации подогревающих электрокабелей для работы в среде с горячим теплоносителем.

Рис. 5 Обогрев кабелем наружной запорной арматуры

Как работает система обогрева с греющим кабелем

Обогрев трубопроводов греющим кабелем, который подключается к электрической сети переменного тока 220 В, производят двумя основными методами:

1. Кабель располагают снаружи трубы. Данным методом утепляют уже проложенную магистраль или канализационные трубы, при этом провод плотно прилегает к наружной поверхности трубы. На строительном рынке реализуются трубы с готовым каналом для размещения нагревательного кабеля – это позволяет сократить тепловые потери, также для экономии электроэнергии используют дополнительное утепление подземных трубопроводов скорлупой из пенопласта (пеноплекса) или полиуретана.

Электрический кабель прокладывают вдоль трубопровода, для повышения температуры нагрева по всей длине или в ответственных узлах применяют спиральную намотку.
Рис. 6 Схема обогрева скважинного водопровода

2. Подогрев внутри труб. Основным недостатком наружного утепления электрокабелем является низкая эффективность – большая часть тепла уходит в окружающую среду и приходится дополнительно монтировать утеплитель, что приводит к удорожанию работ.

Поэтому в водопроводных линиях лучше прокладывать нагревательный кабель внутри труб – это относится к водопроводным магистралям. В канализационной же системе нахождение внутри посторонних предметов может вызвать засор.

Размещенные провода внутри труб невыгодно прокладывать по всей длине – кабель довольно дорог и увеличит гидравлические потери, снижая полезное сечение трубопровода. Поэтому рациональнее устанавливать его в зоне скважинного оголовка перед подающим воду в дом водопроводом и напорной трубой. В этом случае теплая вода предотвратит замерзание в скважине, автоматических приборах и поверхностной насосной станции, также подогретая вода будет поступать в водопровод, идущий к дому.

Главная трудность при внутренней установке электрокабеля в трубопроводе – подобрать способ монтажа и герметичный фитинг для его стыковки с трубой при погружении провода.

Виды и характеристики нагревательного кабеля

Все водные нагревательные кабели делят на две большие группы: резистивные и саморегулирующиеся, последние появились на рынке относительно недавно и имеют ряд существенных отличий от традиционных устройств.

Все типы кабелей оснащены системой регулировки температуры оболочки в зависимости от температуры нагреваемой среды – при ее повышении происходит уменьшение проходящего по цепи тока, что позволяет сэкономить потребляемую электроэнергию и установить необходимый тепловой режим.

Основной характеристикой всех электронагревательных кабелей является мощность потребляемой электроэнергии на погонный метр, от которой зависит максимальная температура нагревания его оболочки.

Рис. 7 Устройство одножильного кабеля разных видов

Устройство греющего кабеля

Все виды электрических кабелей имеет устройство, основными компонентами которого являются:

• Токоподводящие провода и вилка. Нагревательный элемент подключают к кабелю питания, который идет от дома, поэтому для подачи на него электричества рабочую жилу соединяют с электрокабелем специальными методами, обеспечивающими надежную герметизацию стыка.
• Нагревательный элемент. В устройстве резистивного принципа действия нагрев производится за счет высокого сопротивления проходящей внутри жилы, в саморегулирующихся модификациях температура повышается у пластиковой матрицы, расположенной между двумя токоведущими проводниками.
• Изоляция. Защита оголенных электрических проводов от водной среды, в которой находится электрокабель, является основной задачей при его изготовлении, поэтому все устройства имеют как минимум два слоя внутренней изоляции.
  Также при ее изготовлении для снижения тепловых потерь стремятся использовать синтетические материалы с наилучшей теплопроводностью. Следует отметить, что существуют два основных варианта изоляции: для размещения внутри и снаружи водопровода, в первом случае используют пищевой наружный пластик.

Рис. 8 Кабель зонально-резистивный для крыш – конструкция

• Экран и заземляющий провод. Экранирующая оплетка применяется во всех высококачественных кабельных изделиях, она выполняет не только защитные функции от помех, но и дополнительно увеличивает безопасность использования кабеля, решая задачи заземляющего провода. Дело в том, что при подключении экранирующую оплетку заземляют или подсоединяют к нулевому проводу, и в случае повреждения кабеля токоведущие жилы с большой вероятностью станут контактировать с экраном и автомат отключит подачу питания.
• Термодатчик. Если бы нагревательные кабели не имели обратной связи, позволяющей регулировать проходящий по ним ток и соответственно температуру нагрева в зависимости от состояния среды, в которую они погружены, их работа стала бы неэффективной и привела к повышенному расходу электроэнергии. К тому же физические параметры обогреваемой водосодержащей среды вышли бы за рамки допустимых норм – это все привело бы к невозможности использовать кабель по своему прямому назначению.
  Поэтому все нагревательные кабели оснащаются датчиками, позволяющими автоматически изменять силу тока в зависимости от температуры среды в месте их расположения, в саморегулирующих модификациях изменение температуры связано с проводимостью межпроводниковой матрицы.

Рис. 9 Резистивные двужильные обогреватели для труб – устройство

Резистивный греющий кабель

Резистивный кабель изготавливают в одножильном и двужильном вариантах, первый вид должен подключаться в двух точках и широко применяется в модификациях для теплых полов, где провод образует извилистый зигзагообразный нагревательный контур и возвращается назад в исходную точку.

Такой вариант слишком неудобен для размещения на трубопроводах, поэтому в системах обогрева труб используется двужильная конструкция, то есть нагревательный контур проходит и возвращается назад внутри провода.

Нагревательная жила резистивного кабеля должна иметь высокое сопротивление электрическому току, поэтому ее делают из хромоникелевого сплава, обладающего нужными характеристиками. Соединение питающих проводов с оплеткой и нагревательной жилой производят в закрытой герметичной соединительной муфте, запитываемые проводники подключают к блоку автоматической регулировки, от которого отходит двухпроводной термодатчик.

Отличительные особенности резисторных нагревателей:

• Чуть меньшая стоимость по сравнению с основными конкурентами – саморегулирующимися электрокабелями.
• Резистивный кабель поставляется в комплекте с терморегулятором, система рассчитана на работу только с этим изделием, имеющим рассчитанное сопротивление электрическому току – нельзя обрезать, удлинять или укорачивать провод.
• При установке обязательно наличие термодатчика, который следует располагать в зоне нахождения кабеля – это усложняет его наружный монтаж и делает невозможным использование внутри трубопроводов из-за мешающего оголовка датчика температуры.
• При повреждении и разрыве провода в любой точке он подлежит полной замене. Исключение составляют специально разработанные резистивные нагревательные кабели для борьбы с обледенением крыш и водостоков. В их конструкции токоведущие проводники соединяются проходящей внутри нагревательной спиралью во многих точках, поэтому нагреватель можно удлинять или укорачивать по желанию пользователя.
• Минимальная мощность большинства резистивных устройств составляет 10 Вт на погонный метр (можно встретить модификации с мощностью 8 Вт) максимальное значение может достигать 60 Вт в зонально-резистивных модификациях для борьбы с обледенением крыш.

Рис.10 Саморегулирующийся греющий кабель – принцип действия

Саморегулируемый греющий кабель

В настоящее время саморегулируемые греющие кабели практически вытеснили резистивных конкурентов из сферы обогрева труб благодаря своей простой конструкции и удобству подключения. Конструктивно кабель выполнен в виде двух токопроводящих жил, между которыми размещена термозависимая матрица с мелкодисперсионным графитовым порошком в составе.

В холодном состоянии через микрографитовые контакты от одного провода к другому проходит электрический ток, нагревающий поверхность матрицы, и соответственно провод прогревает окружающую среду. При повышении наружной температуры нагрев матрицы еще более возрастает, ее материал увеличивается в объеме в результате термического расширения – это приводит к увеличению расстояния между токопроводящими графитовыми зернами. Возрастает сопротивление электрической цепи, падает ток и мощность нагрева, кабель охлаждается – таким образом происходит саморегулирование температуры.

Саморегулирующийся греющий кабель имеет следующие особенности:

• Универсальность. Саморегулирующие кабели можно использовать для нагрева трубопроводов внутри и на наружной поверхности, крыш и ливневых водостоков, в трубах отопительных систем и на различных резервуарах.
• Экономичность. В отличие от резистивного кабеля, саморегулирующий сильнее всего нагревается в точке с наименьшей температурой, при этом на теплых участках потребление тока минимально.
• Удобство монтажа. Кабель представляет собой два параллельных отрезка провода с нагревательной матрицей между ними, при установке саморегулируемых нагревателей их можно укорачивать или удлинять на существенное расстояние.

Рис. 11 Устройство саморегулирующегося кабеля

Мощность греющего кабеля для водопровода

Точно определить, сколько мощности требуется для эффективной работы резистивного или саморегулирующегося нагревательного кабеля, пользователю даже с инженерным образованием довольно сложно – расчетные формулы слишком громоздки и подсчет занимает длительное время. Задача по силам только квалифицированным специалистам, a ее решение в быту осуществлено производителями и реализаторами нагревательной электрокабельной продукции.

Опытным путем установлено, что для обогрева трубопроводов достаточно электрокабеля с мощностью 10 Вт на погонный метр при использовании скорлупы 50 мм из пенопластового или пеноплексового утеплителя и диаметре труб не более 50 мм, температура окружающей среды при этом не должна опускаться ниже -30º С.

Для бытовых водопроводов из ПНД стандартным диаметром один или полтора дюйма, оптимальная толщина оболочки утеплителя составляет 30 мм, при использовании канализации понадобится кабель более высокой мощности около 20 Вт на метр или спиральная намотка, при толщине утеплителя 50 мм.

Для наружного обогрева мощность нагревательного кабеля линейно связана с окружающей температурой и состоянием обогреваемых элементов, для трубопроводов ее среднее значение около 20 Вт на погонный метр, на крышах и в водосточных трубах используются мощные резистивные электрокабели до 60 Вт на погонный метр.

Рис. 12 Схема подключения одножильного и двужильного кабелей

Схема и подключение к сети греющего кабеля

Любой греющий кабель подключают к терморегулирующему блоку, на котором обозначены контакты для подсоединения термодатчика, нагревателя и внешней электрической сети, при отсутствии обозначений на корпусе всегда можно воспользоваться инструкцией по подключению.

Процедура соединения кабеля с коробкой не представляет особых сложностей, задачу облегчает знание цветовой маркировки: синий и коричневый провода подключают к электрической сети, желто-зеленый провод – к нулевой или заземляющей шине.

Основные способы и виды прокладки

Решая, как правильно уложить кабель в трубопроводной магистрали, исходят из ее назначения, места расположения, наличия дополнительного утепления, мощности обогревателя. При укладке используют линейный и спиральный монтаж, а кабель размещают внутри или на наружных участках водопровода. Основным условием при монтаже является запрет на использование металлических материалов и полимерных липких лент для крепления кабеля, также недопустимо его пересечение с контактированием поверхностей.

Рис. 13 Линейный монтаж

Линейный монтаж на подземных трубопроводах

Решая, как подключить греющий кабель для водопровода, чаще выбирают линейный монтаж, который относится к основным видам соединения нагревателя с трубопроводом, при этом провод размещают на поверхности и фиксируют липкой лентой.

Существенным недостатком метода является то, что пластиковые трубы обладают низкой теплопроводностью и простым размещением кабеля на их оболочке не всегда удается получить необходимый обогрев.

Более высокой теплоотдачи можно добиться, используя специальные трубы с углубленным внутрь каналом – расположенный в нем электрокабель отдает намного больше тепловой энергии. При монтаже используют липкую ленту из алюминиевой фольги, процесс монтажа нагревателя на подземном трубопроводе состоит из следующих операций:

1. При линейном монтаже кабель располагают с нижней стороны трубопровода, для этого по всей длине наклеивают полосу алюминиевой фольги – это необходимо для повышения теплоотдачи полимерным трубам, которые обладают низкой теплопроводностью.
2. Приматывают кабель поперечными отрезками ленты с шагом 300 мм стараясь добиться хорошего натяжения и плотного прилегания без просветов.
3. Сверху приклеивают алюминиевую ленту по всей длине кабеля, обеспечивая его плотный контакт с поверхностью трубопровода, при наличии термодатчика его провод и измерительный элемент подсоединяют отдельно поперечными стяжками.
4. Затем кабель по всей длине дополнительно крепят нейлоновыми стяжками (крепление производят при отсутствии плотно прилегающей наружной изоляции) – это предотвратит его отслаивание в случае потери алюминиевым скотчем своих клеящих свойств от высокой температуры или старения в процессе эксплуатации.
5. По завершении работы одевают на трубопровод теплоизолятор и фиксируют его клеем или стяжками. Если используется два и более проводника, их крепление производят аналогичным способом снизу на некотором расстоянии друг от друга.

Рис. 14 Спиральная намотка для защиты от замерзания

Спиральная установка на трубы под землей

Спиральная установка позволяет увеличить мощность обогрева на всем протяжении или отдельных участках трубопровода (места расположения запорной арматуры), намотку на подземный пластиковый трубопровод проводят в следующем порядке:

1. Оборачивают трубу по всей длине расположения кабеля фольгированным скотчем. Определяют по таблице количество (шаг) витков под конкретный диаметр трубы.
2. Спирально наматывают электрокабель и закрепляют его липкой лентой по всей длине, при необходимости дополнительно фиксируют пластиковыми стяжками с шагом 300 мм, под которыми также прокладывают провода от термодатчика.
3. Одевают на верх жесткий скорлуповый утеплитель, соединяя его сегменты методом шип в паз и фиксируя сверху скотчем.

Рис. 15 Внутренний монтаж – переходные тройники

Прокладка внутри трубы

Внутренняя прокладка в трубопроводах является экономичным эффективным способом борьбы с их промерзанием, при этом следует учитывать, что кабель занимает в трубопроводе определенное пространство, уменьшающего его сечение и соответственно напор в магистрали. Поэтому его размещают в трубопроводах диаметром от 1 дюйма и выше на коротких участках по направлению водного потока, при использовании в скважинах эффективна вертикальная укладка.

Для ввода в трубопровод используют специальные фитинги с герметичными прокладками (сальники), сквозь которые пропускают провод, на трубопроводе устанавливают резьбовой отвод для подсоединения арматуры.

Если магистраль заранее монтируется под установку электрического кабеля, используют встроенные тройники с углом отвода для кабеля 30, 45 и 90 градусов. Для внутренней прокладки применяют только саморегулирующийся электрокабель, не имеющий температурного датчика, мешающего потоку жидкости в трубах, его опускают внутрь без фиксации в свободном положении.

Рис. 16 Как устанавливать в трубу ПНД своими руками нагревательный кабель

Наружный монтаж кабеля на поверхностных трубопроводах

В индивидуальном хозяйстве иногда возникает необходимость в утеплении отдельных участков поверхностных трубопроводов из металла, при этом необходимо соблюдать следующие рекомендации:

• Для обеспечения более плотного контакта металлические трубы должны быть очищены от ржавчины, окалины, грязи, фиксация кабеля производится при помощи хомутов или металлизированной клейкой ленты.
• Часто используется совмещенная навивка на трубопровод – на прямых участках провод располагают линейно, в местах установки запорной арматуры его наматывают по спирали.
• Существуют различные методы наматывания проводов, имитирующие спиральную намотку (волна), их используют на трубопроводе и вентильных запорах в различных вариантах. При монтаже кабеля необходимо соблюдать следующие условия:

1. диаметр изгиба не должен быть менее его 6 диаметрам, а нагрузка на растяжение не более15 – 25 кг в зависимости от модификации.
2. Температура воздуха при монтаже не должна опускаться ниже -5 С – в большинстве случаев при таких температурных показателях работа с холодным проводом затруднена из-за того, что он становится жестким и плохо гнется, неплотно прилегая к нагреваемой поверхности.

Рис. 17 Наружный монтаж и фиксация электронагревательного кабеля

Виды фиксации нагревательного кабеля

Основной метод фиксации проводов на пластиковых трубопроводах – приклеивание при помощи фольгированного скотча, который располагают под проводом и на его поверхности. Такой же метод можно применить и для крепления к металлическим поверхностным трубопроводам, или воспользоваться помощью изоленты. Во многих случаях пластиковую трубу полностью обматывают металлизированным скотчем – это способствует повышению теплоотдачи и равномерному прогреву всей поверхности.

Во избежание нарушения контакта провода в трубопроводе при потере клеящей лентой своих свойств, его дополнительно фиксируют пластиковыми стяжками, при этом запрещено использовать металлические хомуты без прокладок, острые края которых могут повредить кабельную оболочку.

Рис. 18 Подсоединение к питающему напряжению с помощью термоусадочных трубок

Подключение греющего кабеля к сети и управление температурой

На рынке чаще всего можно встретить модификации кабельных нагревателей в комплекте терморегуляторами, при этом длина кабеля, который подключен к нагревательным элементам через специальные герметичные муфты, не превышает 3 – 5 метров.

При обогреве трубопроводов терморегулятор устанавливают в удобном защищенном от вредных факторов окружающей среды месте как можно дальше (жилой дом), при этом возникает необходимость в герметичном соединении короткого кабеля с длинным проводом, идущим от дома. Для этого используют бытовой фен, специальные муфты и зажимы, монтажные работы проводят следующим образом:

1. Обрезают проводники соединяемых кабелей на разном расстоянии (лесенкой) и освобождает от изоляции на длину 10 мм.
2. Одевают на каждый проводник термоусадочные муфты, сверху на кабеле размещают общую муфту большого диаметра.
3. Вставляют концы проводов в гильзы и зажимают с одной стороны плоскогубцами, после ввода вторых концов гильзу обжимают и с другой стороны.
4. Натягивают на провода внутренние муфты малого диаметра и обогревают их феном, после сжатия одевает на место соединения наружную муфту и также греют ее феном.
5. В саморегулирующихся кабелях необходимо герметизировать два конечных провода, для этого их обрезают лесенкой, одевают наверх специальную термоусадочную муфту с закрытым торцевым концом и нагревают ее феном.

Для управления температурой нагрева используется термостатический регулятор, который размещают в удобном месте недалеко от электрического щитка, для повышения безопасности в его цепь устанавливают автоматические отключающие устройства УЗО, размыкающие цепь при возникновении в линии короткого замыкания.

Рис. 19 Терморегуляторы, к которым подсоединен нагревательный кабель

Терморегуляторы и датчики для греющего кабеля

Терморегуляторы позволяют в несколько раз сократить расходы на электроэнергию при использовании кабельных подогревателей, с их помощью можно настроить пределы температур включения и отключения в зависимости от сфер применения.

Выпускаемые терморегуляторы в зависимости от их назначения делят на несколько групп:

• для теплых полов,
• борьбы с обледенением на крышах,
• для обогрева водопровода и канализации,
• поддержания тепла в трубопроводах с горячей водой.

Основное отличие всех видов терморегуляторов – температурные пороги срабатывания, при использовании в скважинах температуру включения устанавливают в пределах +2 – +3 градуса, отключения – +10 С, для экономии электроэнергии пороговые значения можно понижать. В наружные системы для борьбы с обледенением крыш устанавливают термодатчики с порогами срабатывания от -15 до +5 С.

Терморегуляторы изготавливают в виде ручных или сенсорных устройств, при использовании нескольких проводных систем обогрева устанавливают многоканальные устройства, температурный порог которых меняется в широких пределах.

Выпускаемые промышленностью термические датчики с двумя проводами и трубкой на конце отличаются принципом действия, наиболее популярны резистивные и полупроводниковые виды. Принцип работы первых основан на изменении электрического сопротивления резистора в зависимости от температуры, в полупроводниковых устройствах при изменении температурного режима меняются характеристики p-n-перехода.

В обоих случаях проходящий через резистор или полупроводник электрический ток меняет свое значение от температуры, а электрический сигнал от датчика управляет работой электронной схемы, подающей питание на нагревательный кабель.

Следует отметить, что современные полупроводниковые устройства работают в широком линейном диапазоне температур от -55 до +150 С, имеют высокую точность измерений около 2% и реакцию на изменение температур в 0,125 С.

Рис. 20 Способы теплоизоляции

Теплоизоляция греющих кабелей

При укладке снаружи обязательно используют тепловую изоляцию – она предотвращает уход тепла от кабеля в окружающую среду, повышая тем самым эффективность обогрева. При погружении в землю используют жесткие виды водостойких изоляционных скорлуп из пенопласта, пеноплекса или пенополиуретана.

При наружной прокладке трубопроводов на их изоляцию не оказывается давление землей, можно смонтировать канализационный вход в дом с подогревом, используя мягкие материалы – вспененный полиэтилен, все виды минеральных ват, стекловату. Также следует учитывать, что толщина защитной оболочки утеплителя при наружной прокладке должна быть больше подземного варианта.

На что обратить внимание при выборе греющего кабеля

При выборе греющего кабеля для труб учитывают следующие факторы:

• Принцип действия. Недостатком резистивных кабелей является их равномерная температура нагрева по всей длине. В целях экономии электроэнергии лучше использовать на трубах под землей саморегулирующийся кабель. К тому же его конструкция при отсутствии выносного датчика удобна для расположения внутри трубопроводов, а минимальной мощности устройства в 10 Вт. на погонный метр достаточно для его линейного размещения под землей в теплоизолирующей оболочке.
• Мощность. Для наружного обогрева используют устройства с большой мощностью, наилучшими показателями обладают линейно-кабельные модификации со спиралевидной намоткой нагревательного провода внутри.
• Изоляция. При внутреннем расположении в водопроводах следует использовать устройства с изоляцией из пищевого пластика, лучше выбирать модификации с медным экраном – наличие элемента снижает помехи и защищает пользователя от поражения электрическим током при повреждении. Также оплетка из медных луженых проволок способствует более интенсивному отводу тепла от нагревательных жил или матриц.
• Производитель. На рынке представлен широкий ряд моделей нагревательных кабелей от различных производителей, среди зарубежных поставщиков известностью пользуется продукция фирм Raychem, Nelson, Lavita, Ensto, Devi, на строительном рынке реализуется широкий ряд кабельный нагревательной продукции от отечественного производителя – компании из подмосковья Специальные системы и технологии ССТ.

Рис. 21 Таблица зависимости мощности нагревателя от диаметра трубы и толщины изоляции

Использование греющего кабеля для канализации и водопровода является наиболее эффективным методом борьбы с обледенением, ведь любая тепловая изоляция не обогревает трубопровод, а лишь увеличивает время его замерзания. Появившиеся в последнее время на строительном рынке саморегулирующиеся кабели чуть дороже и более эффективны по сравнению с резистивными устройствами, они являются оптимальным вариантом при опускании в водопровод.

Источник: montagtrub.ru

Другие статьи по теме:

Принцип работы греющего саморегулирующего кабеля Как работает греющий кабель Обогревающий кабель для водопровода Саморегулирующий греющий кабель Теплый кабель для водопровода в трубу Как правильно укладывать теплый пол