Саморегулирующийся греющий кабель для водопровода: обзор монтажной технологии

Виды греющих кабелей для труб

Рассмотрим подробней виды нагревательных кабелей.

Резистивный греющий кабель

Наиболее простыми и дешевыми являются резистивные кабели. Принцип их действия аналогичен принципу действия электронагревательной спирали, которая нагревается при прохождении через нее электричества.

Основой этих кабелей является нагревательный сердечник, в основном нихромовый, покрытый двухслойной изоляцией, экраном заземления, который выполняет еще и армирующую функцию. Сверху этот «пирог» закрыт защитной оболочкой. Обязательное наличие заземления обусловлено строгими требованиями безопасности на случай нарушения целостности провода.

Производители предлагают одножильные и двухжильные типы резистивных кабелей.

Чтобы обогрев функционировал, необходимо закольцевать электрическую цепь, то есть питание подключить на оба конца провода. В случае с одножильной системой могут возникнуть сложности с подключением. Можно сложить кабель в двое, но тогда и расход материала, а соответственно и затраты, возрастут ровно в два раза. Поэтому наибольшее распространение получили двухжильные кабели.

Закольцовку здесь обеспечивает контактная муфта, которая устанавливается на конец провода и замыкает цепь. Самым большим  недостатком такого варианта является то, что эту самую муфту возможно установить только в заводских условиях, поэтому в продаже имеются куски только тех размеров, которые предлагают изготовители. Самостоятельно резать кабель категорически запрещается. К недостаткам можно отнести и тот факт, что в целях снижения расхода электроэнергии требуется покупка и установка дополнительного оборудования в виде системы автоматического контроля и управления, поддерживающей заданный температурный режим. 

Саморегулирующийся  греющий кабель

Существуют еще и саморегулирующиеся полупроводниковые нагревательные кабели, которые являются наиболее экономичными и принципиально отличаются как принципом действия, так и своим устройством.

Металлические проводники соединены между собой полупроводниковой перемычкой, которая и является нагревательным элементом. Из-за уникальных особенностей полупроводника его электропроводность напрямую зависит от температуры окружающей среды. При понижении температуры сопротивление падает и выделение тепла возрастает, а при повышении энергопотребление, соответственно, падает. Но самым интересным является тот факт, что саморегуляция температуры осуществляется на протяжении всего кабеля в каждой его точке, поэтому разные участки имеют разную степень нагрева и температура повышается только там, где это необходимо, следовательно,  потребление электроэнергии сводится к минимуму.

Кроме экономичности преимущество полупроводникового типа заключается в том, что кабель можно приобрести любой необходимой длины, на нем отмечены линии отреза через небольшие промежутки.

Самым большим его недостатком, несомненно,  является довольно высокая стоимость. Хотя свой выбор между высокой ценой и низким энергопотреблением каждый делает сам.

Предлагаем вам посмотреть видео-обзор саморегулирующейся греющей ленты:

https://youtube.com/watch?v=aNrXujyhKFM

2. Какие параметры влияют на выбор?

Перед тем как приобрести нужное количество кабеля, необходимо четко определиться, какой тип подойдет именно для ваших нужд. Все разнообразие этого продукта различается по пяти основным признакам:

• По типу – кабель может быть саморегулируемым либо резистивным. При этом принцип действия у обоих нагревателей одинаковый. Нагрев происходит за счет тока, который протекает по внутренним жилам;
• По материалу внешней изоляции. От этого критерия зависит возможность применения при тех или иных условиях. Например, для организации системы отопления канализации либо водостоков, необходимо выбирать кабеля с полиолефиновым покрытием. Для кабеля, который будет монтироваться на кровлю или использоваться в промышленных нуждах, где необходима дополнительная защита от воздействия ультрафиолетовых лучей, существует фторполимерная изоляция. Если кабель прокладывается во внутренней полости водопроводных трубы, то лучше выбирать пищевое покрытие, то есть изоляцию из фторпласта. Это предотвратит изменение вкуса воды, что иногда имеет место быть;
• Отсутствие или наличие экрана (оплетки). Оплетка делает изделие более крепким, устойчивым к различным механическим воздействиям, помимо этого экран выполняет функцию заземления. Отсутствие этого элемента говорит о том, что перед вами товар, относящийся к бюджетной категории;
• По температурному классу – различают низко-, средне- и высокотемпературные нагреватели. Этот показатель очень важен при обустройстве отопительной системы для водопровода и водостока. Низкотемпературные элементы нагреваются до температуры +65°С, по мощности не превышают 15 Вт/м и пригодны для обогрева труб маленького диаметра. Среднетемпературные проводники нагреваются максимум до +120°С, мощность достигает 10-33 Вт/м, применяются для предотвращения замерзания труб среднего диаметра или для обогрева кровли. Высокотемпературные термокабели способны нагреваться до +190°С и имеют удельную мощность от 15 до 95 Вт/м. Такой тип целесообразно применять в промышленных целях либо при наличии труб большого диаметра. Для бытового применения подобные проводники считаются чересчур мощными и дорогими;
• По мощности. Мощностные характеристики теплоносителя должны учитываться в обязательном порядке. Если вы подберете проводник низкой мощности, то просто не добьетесь желаемого результата. Превышение необходимого показателя может привести к слишком высокому уровню потребления энергии, что на практике окажется неоправданным. Выбор необходимого уровня мощности в первую очередь зависит от диаметра обогреваемой трубы. Согласно рекомендациям специалистов, для труб диаметром 15-25 мм достаточно мощности в 10 Вт/м, для диаметра 25-40 мм – 16 Вт/м, для трубы размером 60-80 мм – 30 Вт/м, для тех, что превышают 80 мм в диаметре, – 40 Вт/м.

Виды обогрева трубопровода

Нагревательные провода классифицируются по схеме тепловыделения на саморегулирующиеся и резистивные системы. Каждая из них имеет свои особенности.

Резистивный вариант для обогрева

Принцип работы такого кабеля заключается в нагревании изолированной металлической жилы, причем важно следить за температурой, чтобы не допускать сгорания нагревающего элемента. По типу конструкции такой кабель бывает с одной жилой или двумя. Первый вариант используется редко, так как требует замыкания цепи. При обогреве труб такая система иногда вообще невозможна

При обогреве труб такая система иногда вообще невозможна.

Устройство резистивного кабеля

Двужильный провод практичнее – один конец кабеля присоединяется к сети, на другом устанавливается контактная муфта, которая обеспечивает замкнутость. Источником тепла может служить один проводник, тогда второй служит только для необходимой проводимости. Иногда используют оба проводника, повышая мощность самого обогрева.

Защитой проводников служит многослойная изоляция, которая имеет заземление в виде контура (экрана). Для защиты от механических повреждений внешний контур изготавливают из поливинилхлоридной оболочки.

Разрез двух видов резистивного кабеля

У такой системы есть свои положительные и отрицательные стороны. К первым относится:

• Большая мощность и отдача тепла, что нужно для трубопровода с внушительным диаметром или при немалом количестве деталей фасона (тройники, фланцы и т.д.)
• Несложность конструкции при доступной стоимости. Такой кабель для обогрева водопроводной трубы с минимальной мощностью стоит 150 рублей за метр.

К недостаткам системы относится следующее:

• Для корректной работы необходимо приобретение дополнительных элементов (термодатчик, блок контроля для автоматического управления).
• Кабель продается с определенным метражом, причем концевая контактная втулка монтируется в условиях производства. Запрещено производить самостоятельную резку.

Для более экономичной эксплуатации используют второй вариант.

Полупроводниковые регулирующиеся самостоятельно

Эта система кабеля обогревающего саморегулирующегося для водопровода полностью отличается по принципу работы от первого варианта. Два проводника (металлические) разъединены особой полупроводниковой матрицей, выступающей в роли источника обогрева. Это обеспечивает высокую проводимость тока при малых температурах. При этом, когда температура повышается, потребление электричества заметно уменьшается.

Вариант установки

Такие особенности позволяют достичь самых высоких температур на более уязвимых участках. Есть у такой системы кабелей для обогрева водопроводных труб свои преимущества:

• Увеличивается экономия на расходе электроэнергии, так как при повышении температуры окружающей среды система уменьшает мощность.
• Купить можно необходимую длину, предусматриваются места реза с шагом 20 или 50 см.

Есть и отрицательная сторона – высокая стоимость самого кабеля. Даже на простые разновидности цена около 300 рублей за метр, а наиболее «продвинутые» модели оцениваются свыше 1000 рублей.

Вариант в разрезе с саморегулирующимся проводом для подогрева

Любая система может быть установлена внутри или снаружи трубы. У каждой технологии свои особенности, которые стоит учитывать при монтаже. Так, для внешней конструкции лучше выбирать модели с приплюснутым сечением, так как большая поверхность кабеля будет контактировать с трубой, чем увеличится теплоотдача. Предел мощностей широк, вы можете подобрать от 10 до 60 Вт на один погонный метр.

Как подобрать правильный кабель?

При выборе подходящего горячего кабеля необходимо определиться не только с его типом, но и правильно подобрать его мощность.

При этом необходимо учесть такие параметры, как:

• назначение конструкции (для канализации и водопровода расчеты выполняются по-разному);
• материал, из которого выполнена канализация;
• диаметр трубопровода;
• особенности участка, который предполагается обогревать;
• характеристика используемого теплоизоляционного материала.

На основании этих сведений рассчитывают теплопотери на каждый метр конструкции, выбирают тип кабеля, его мощность, после чего определяют подходящую длину комплекта. Расчеты можно выполнить с помощью специальной формулы, по расчетным таблицам или с использованием он-лайн калькулятора.

Расчетная формула выглядит так:

Qтр – теплопотери трубы (Вт); – коэффициент теплопроводности утеплителя; Lтр – длина обогреваемой трубы (м); tвн – температура содержимого трубы (C), tнар – минимальная температура окружающей среды (C); D – наружный диаметр коммуникаций с учетом утеплителя (м); d – наружный диаметр коммуникаций (м); 1,3 – коэффициент запаса

Когда теплопотери рассчитаны, следует вычислить длину системы. Для этого полученное значение нужно разделить на удельную мощность кабеля нагревательного устройства. Результат следует увеличить, учитывая обогрев дополнительных элементов. Мощность кабеля для канализации стартует с 17 Вт/м и может превышать 30 Вт/м.

Если речь идет о канализационных трубопроводах из полиэтилена и ПВХ, то 17 Вт/м – это максимальная мощность. Если использовать более производительный кабель, то высока вероятность перегрева и повреждения трубы. Сведения о характеристиках изделия можно найти в его техническом паспорте.

С помощью таблицы подобрать подходящий вариант немного проще. Для этого сначала нужно выяснить диаметр трубы и толщину теплоизоляции, а также предполагаемую разницу между температурой воздуха и содержимого трубопровода. Последний показатель можно найти с помощью справочных данных в зависимости от региона.

На пересечении соответствующей строки и столбца можно найти значение теплопотерь на один метр трубы. Затем следует вычислить общую длину кабеля. Для этого размер удельных теплопотерь, полученный из таблицы, нужно умножить на длину трубопровода и на коэффициент 1,3.

Таблица позволяет найти размер удельных теплопотерь трубы конкретного диаметра с учетом толщины теплоизоляционного материала и условий функционирования трубопровода (+)

Полученный результат следует разделить на удельную мощность кабеля. Затем нужно учесть влияние дополнительных элементов, если такие имеются. На профильных сайтах можно найти удобные он-лайн калькуляторы. В соответствующие поля нужно ввести необходимые данные, например, диаметр труб, толщину утеплителя, температуру окружающей среды и рабочей жидкости, регион и т.п.

Такие программы обычно предлагают пользователю дополнительные возможности, например, помогают рассчитать необходимый диаметр канализации, размеры слоя теплоизоляции, тип утеплителя и т.п.

Опционально можно подобрать тип укладки, выяснить подходящий шаг при монтаже греющего кабеля спиралью, получить список и количество комплектующих, которые понадобятся для укладки системы.

Подбирая саморегулирующийся кабеля важно правильно учесть диаметр конструкции, на которую он будет установлен. Например, для труб диаметром 110 мм рекомендуется брать маркуLavita GWS30-2 или аналогичный вариант другого производителя

Для трубы на 50 мм подойдет кабель Lavita GWS24-2, для конструкций диаметром 32 мм – Lavita GWS16-2 и т.д.

Сложные расчеты не понадобятся для канализации, которая используется не часто, например, на летней даче или в доме, которым пользуются, лишь изредка. В такой ситуации просто берут кабель мощностью 17 Вт/м с длиной, соответствующей размерам трубы. Кабель такой мощности можно использовать и снаружи, и внутри трубы, при этом устанавливать сальник необязательно.

При выборе подходящего варианта греющего кабеля следует соотнести его производительность с расчетными данными по вероятным теплопотерям канализационной трубы

Для прокладки греющего кабеля внутри трубы выбирают кабель со специальной защитой от агрессивного воздействия, например, DVU-13. В отдельных случаях для монтажа внутри используют марку Lavita RGS 30-2CR. Это не совсем верное, но допустимое решение.

Такой кабель предназначен для обогрева кровли или ливневой канализации, поэтому защитой от разъедающих веществ он не снабжен. Его можно рассматривать лишь как временный вариант, поскольку при длительном использовании в неподходящих условияхкабель Lavita RGS 30-2CR неизбежно сломается.

Разновидности нагревательного кабеля

Все нагревательные системы подразделяются на 2 большие категории: резистивные и саморегулируемые. Каждый вид имеет свою область применения. Предположим, резистивные хороши для обогрева коротких отрезков труб небольшого сечения – до 40 мм, а для протяженных участков водопровода лучше использовать саморегулируемый (по-другому – саморегулирующийся, «самрег») кабель.

Тип #1 – резистивный

Принцип действия кабеля прост: по одной или двум жилам, находящимся в изоляционной обмотке, проходит ток, нагревающий его. Максимальная сила тока и большое сопротивление в сумме дают высокий коэффициент тепловыделения. В продаже имеются куски резистивного кабеля определенной длины, имеющие постоянное сопротивление. В процессе функционирования они отдают одинаковое количество тепла по всей протяженности.

Одножильный кабель, как можно судить по названию, имеет одну жилу, двойную изоляцию и внешнюю защиту. Единственная жила выполняет функцию нагревательного элемента

При монтаже системы необходимо помнить, что одножильный кабель подключается с обоих концов, как на следующей схеме:

Схематически подключение одножильного вида напоминает петлю: сначала он подсоединяется к источнику энергии, потом протягивается (наматывается) по всей длине трубы и возвращается назад

Замкнутые отопительные контуры чаще применяют для обогрева кровельной водосточной системы или для устройства «теплого пола», но вариант, применимый к водопроводу, тоже существует.

Особенностью монтажа одножильного кабеля на водопроводную трубу является укладка его с двух сторон. При этом используется только внешний тип подключения

Для внутреннего монтажа одна жила не подходит, так как укладка «петли» займет много внутреннего пространства, к тому же случайное пересечение проводов чревато перегревом.

Двухжильный кабель отличается разделением функций жил: одна отвечает за нагревание, вторая – за подачу энергии.

Отличается и схема подключения. В «петлеобразном» монтаже необходимость отпадает: в результате кабель присоединяется одним концом к источнику питания, второй протягивается вдоль трубы

Двухжильные резистивные кабели используются для водопроводных систем так же активно, как и самреги. Их можно монтировать внутрь труб, используя тройники и уплотнители.

Главный плюс резистивного кабеля – невысокая стоимость. Многие отмечают надежность, длительный срок службы (до 10-15 лет), простоту монтажа. Но есть и недостатки:

• высокая вероятность перегрева в местах пересечения или близкого расположения двух кабелей;
• фиксированная длина – нельзя ни увеличивать, ни укорачивать;
• невозможность замены перегоревшего участка – менять придется полностью;
• невозможность регулировки мощности – она всегда одинаковая по всей длине.

Чтобы не тратиться на постоянное подключение кабеля (что нецелесообразно), устанавливают термостат с датчиками. Как только температура опускается до + 2-3 ºС, он в автоматическом режиме запускает нагрев, при повышении температуры до + 6-7 ºС энергия отключается.

Тип #2 – саморегулируемый

Этот тип кабеля является универсальным и может использоваться для различного применения: обогрева кровельных элементов и систем подачи воды, канализационных магистралей и емкостей с жидкостью. Его особенность – самостоятельная регулировка мощности и интенсивности подачи тепла. Как только температура опускается ниже контрольной точки (предположим, + 3 ºС), кабель начинает нагреваться без постороннего участия.

Схема саморегулирующего кабеля. Главное отличие от резистивного аналога – проводящая нагревательная матрица, которая отвечает за регулировку температуры нагревания. Изоляционные слои не отличаются

В основе принципа работы самрега лежит свойство проводника уменьшать/увеличивать силу тока в зависимости от сопротивления. При увеличении сопротивления сила тока уменьшается, что ведет за собой и уменьшение мощности. Что происходит с кабелем в момент охлаждения? Сопротивление падает – сила тока увеличивается – начинается процесс нагревания.

Преимущество саморегулируемых моделей состоит в «зональности» работы. Кабель сам распределяет свою «рабочую силу»: тщательно прогревает остывающие участки и поддерживает оптимальную температуру там, где сильный нагрев не нужен.

Саморегулирующий кабель работает постоянно, и это приветствуется в холодное время года. Однако во время оттепели или весной, когда прекращаются заморозки, держать его включенным нерационально

Чтобы полностью автоматизировать процесс включения/выключения кабеля, можно оборудовать систему термостатом, который «привязан» к уличной температуре.

Преимущества греющего кабеля

Картинка 4. С близкого расстояния

Покупатели на практике уже выделяют положительные стороны этих изделий:

1. Доступные цены.
2. Устойчивость к воздействиям любого характера – биологического, термического, климатического, химического. Согревать конструкция будет при любых обстоятельствах.
3. Отсутствие вредных воздействий на здоровье окружающих людей.
4. Простая эксплуатация.
5. Долгий срок службы, составляющий от 25 лет и дольше.
6. Широкая сфера применения, которой может похвастаться провод нагревательный.
7. Самостоятельный контроль подачи тепла. Значит, пользователь сам может включать и выключать систему, когда ему удобно.

Виды греющего кабеля

Картинка 5. Пример монтажа

Всего выделяется две основных разновидности этих изделий:

Резистивный обогревочный.

Функция элементов нагрева выполняется проводниками тока, когда речь об этих изделиях. Для труб подобные виды нагревателей применяют всё реже.

Саморегулирующиеся нагревательные кабели.

Наиболее удобен в использовании.

Саморегулирующий греющий кабель

Состоят из одной или нескольких жил, которые изолируются друг от друга с помощью специальных оболочек. Сферы применения изделий различны.

Необходимая рабочая мощность поддерживается самостоятельно изделием. То же самое касается количества выделяемого тепла. Чаще всего параметры определяются тем, какие погодные условия складываются там, где используют систему.

От сопротивления зависит сама работа кабеля. Подача тока снижается, если сопротивление больше. Благодаря чему мощность тоже уменьшается. Участки, где необходимо поднимать или опускать градус, определяются нагревательным кабелем автоматически.

Резистивный греющий кабель

Состоит из одной, либо двух токопроводящих жил. Они не подлежат самостоятельной обрезке, отличаются от существующих аналогов фиксированной длиной.

Без использования терморегуляторов в данном случае менять мощность становится невозможным. Такие греющие кабели часто встречаются внутри канализационных труб.

Если изделие включает две параллельные жилы, через которые проходит ток, то это зональный подвид. Проволока, прикреплённая к жилам на фиксированном расстоянии, выполняет функцию элемента нагревания. Такие разновидности снабжаются специальными отметками, по которым легко выполнить отрезание при монтаже греющего кабеля.

Как проложить греющий кабель снаружи трубы

Для монтажа по наружной стороне вам понадобятся:

сам кабель

алюминиевый скотч

Это должен быть скотч с хорошим металлизированным покрытием. Дешевая лавсановая пленка с металлизированным напылением не подойдет.

нейлоновые стяжки

теплоизоляция

Чтобы тепло распределялось равномерно по всей длине, обмотайте фольгированным скотчем утепляемый участок.

Ошибка №6
При этом нет нужды обматывать всю трубу целиком.

Допустим, у вас труба сотка или больше. Приклеиваете вдоль нее одну полосу скотча и все. Не обязательно расходовать материал на всю поверхность.

Ошибка №7
Стальные и медные трубы вообще обматывать скотчем не требуется.

В равной степени это относится и к металлическим гофрированным. На них будет достаточно только верхнего слоя.

Далее необходимо закрепить кабель.

Ошибка №8
Чаще всего это делают тем же самым алюминиевым скотчем.

Однако это чревато тем, что провод в конце концов “оттопыривается” и начинает отходить от стенки, что уменьшает теплопередачу в разы.

Чтобы этого не происходило, воспользуйтесь нейлоновыми стяжками. Расстояние между стяжками – 15-20см.

Сам кабель можно укладывать как ровной полоской, так и кольцами вокруг. Первый вариант считается более рациональным для канализации и труб небольшого диаметра.

При этом прокладка внахлест спиралью обойдется вам в копеечку. Но зачастую только такой способ позволяет нормально прогреть трубу большого сечения в сильные морозы.

Ошибка №9
При укладке кабеля по прямой линии располагать его нужно не сверху или сбоку, а снизу трубы.

Чем теплее вода, тем меньше ее плотность, а значит нагреваясь она будет подниматься вверх. При неправильном монтаже низ трубы может оказаться холодным, а это чревато промерзанием, особенно в системах канализации.

В них вода течет понизу. Кроме того, такие трубы никогда не бывают полными.

Поверх кабеля приклеивается еще один слой фольгированного скотча.

После чего на весь этот “пирог” (труба-скотч-кабель-стяжка-скотч) надевается теплоизоляция в виде вспененного полиэтилена.

Ее использование обязательно. Она удерживает все тепло внутри и сокращает расход эл.энергии.

Теплоизоляционный шов заделывается армирующим скотчем.

Иначе максимальной герметичности не добиться. Если у вас готовый комплект с вилкой на конце кабеля, то в принципе на этом весь монтаж окончен. Подключаете кабель в розетку и забываете, что такое перемерзание труб, раз и навсегда.

В заключение

Проблема бесперебойной подачи воды в частный дом остается актуальной и в наши дни. При прокладке трубопроводов каждый считает, что он сделал все, чтобы вода в трубах не замерзла, но приходит зима и становится понятно, что не все продумано до конца. Подогрев в трубах в самых уязвимых местах – это своеобразная страховка на все случаи жизни. Как правило, каждая зима характеризуется определенными периодами, когда минусовая температура достигает пиковых значений. Поэтому подогрев можно включать именно в такие пиковые периоды, отключая в остальные, а за температурой можно следить в Интернете по прогнозу погоды. Как правило, большая часть прогнозов абсолютно реальная, поэтому на них можно всегда ориентироваться. Чтобы перестраховаться, можно подогрев включать только на ночь, а в дневное время, когда температура поднимается, обогрев можно отключать. В таком случае, за электроэнергию не придется много платить, зато подача воды в дом будет осуществляться на постоянной основе.

Что касается более холодных регионов, когда холодная морозная погода держится длительное время, то эта проблема приобретает более актуальный характер. В подобных условиях без подогрева водопроводных труб никак не обойтись. В таких условиях земля промерзает достаточно глубоко, поэтому зарываться на слишком большую глубину не имеет смысла, тем более что в любом случае придется заводить воду в жилище, а это уже большой риск. Лучший вариант обезопасить систему водоснабжения от промерзания – это организация подогрева труб и надежная теплоизоляция. Главное – это все сделать правильно и своевременно.

Как выбрать греющий кабель внутри трубы

Watch this video on YouTube

Как вам статья?