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.
Саморегулирующийся — плюсы и минусы
Принцип работы саморегулирующегося кабеля отличается от резистивных.
Это заложено в самой конструкции, которая состоит из таких элементов:
- 2 медные жилы в термопластичной матрице;
- 2 слоя внутренней изоляции;
- медная оплетка;
- внешняя изоляция.
Особенности устройства оборачиваются преимуществами, среди которых:
- Универсальное применение. Используют для подогрева трубопроводов изнутри и снаружи, а также резервуаров, крыш.
- Экономичное энергопотребление. Саморегуляция устроена так, что на участке с минимальной температурой нагрев самый большой, теплые отрезки потребляют меньше тока.
- Удобный монтаж. Провод можно разрезать по специальной маркировке, удлинять, не опасаясь потери функциональности. Не боится перехлестов.
- Перегрев или холодные зоны отсутствуют. Длина не оказывает влияния на теплоотдачу.
Недостаток только в высокой стоимости — самый дешевый самогреющийся кабель в 2 раза дороже резистивного. Но зато у него продолжительная эксплуатация — до 10 лет.
Принцип работы саморегулирующегося кабеля
Терморегулировка осуществляется полимерной матрицей, включающей углерод. Под его воздействием возникают токопроводящие связи различной силы в зависимости от температуры. При подключении изделия через проводники и углеродные контакты проходит ток, который нагревает матрицу. От повышения температуры увеличивается расстояние между ее графитовыми составляющими, что приводит к увеличению сопротивления. Сила тока падает, происходит охлаждение. Таким способом осуществляется непрерывная терморегуляция нагревающего кабеля.
Какие характеристики важны для выбора?
Перед походом в магазин обязательно уточните диаметр водопроводной трубы, длину участка, который нуждается в обогреве, максимально низкую температуру воздуха (грунта) – так будет легче определиться с выбором, потому что предложений действительно много.
Итак, обращаем внимание на следующие моменты:
- наличие защитной пленки – обеспечивает заземление и делает кабель более надежным;
- тип наружной изоляции;
- температурный класс и мощность;
- компания-производитель.
Возможно, для канализационной системы и подойдет кабель с изоляцией из полиолефина, но для внутреннего монтажа в водопроводную трубу рекомендуем защиту из фторопласта. Для наружной установки сгодится фторполимер, который защитит и от влаги, и от ультрафиолета.
Если необходимо обогреть трубы небольшого диаметра, подойдет проводник низкотемпературного типа. Он нагревается до + 65 ºС, максимальная мощность – около 15 Вт/м
Среднетемпературные системы годятся для труб большего диаметра. Максимальная температура нагрева +120°С, мощность достигает 33 Вт/м.
Наиболее мощными считаются высокотемпературные системы с максимальной температурой до +190°С и удельной мощностью до 95 Вт/м. Однако их обычно в быту не применяют – это изделия для промышленного использования.
Подходящую мощность можно выбрать, ориентируясь на диаметр трубы. Например, для водопроводов с диаметром до 2,5 см подходят кабели мощностью 10 Вт/м, от 2,5 см до 4 см – 16 Вт/м, от 4 до 6 см – 24 Вт/м и т.д.
Есть несколько марок греющего кабеля, которые уже давно зарекомендовали себя только с лучшей стороны.
Известная продукция зарубежных компаний:
- Nelson;
- Lavita;
- Devi;
- Ensto;
- Raychem.
Среди российских производителей выделяется компания ССТ (Теплолюкс), выпускающая качественные изделия бытового назначения.
Как подключить греющий кабель: способы монтажа
Способов монтажа греющего кабеля на водопровод существует, как уже говорилось, два:
- Внутренний. Элемент заводится внутрь.
- Наружный. Крепеж кабеля осуществляется намоткой вдоль трубы.
Подключение термокабеля следует производить, строго придерживаясь прилагаемой инструкции (схемы).
Внутри трубы
Этот способ подходит не для каждой трубы. Ее сечение должно быть не менее 40 мм. Если отойти от этого правила, то в трубах малого диаметра нагревающий элемент частично перекроет поток воды.
Таким способом обустроить обогрев длинной трубы будет сложно, а вот для коротких участков этот вариант является наиболее рациональным способом.
На вертикальных участках удобнее всего прокладывать этот элемент сверху вниз. Процесс проходит с использованием уплотнительной муфты и тройника – первая не дает соскользнуть шнуру.
Такой монтаж, зачастую, целесообразнее внешнего, из-за ремонта или же замены элементов. Здесь все проще – вынимается старый и заводится новый. В этом случае во время прокладки труб нужно предпринять меры для быстрой замены кабеля – первые многие мастера монтируют без уголков и муфт – трубу просто плавно выгибают. Так кабель беспрепятственно вынимается и легко заводится новый при необходимости.
Существует еще один метод, когда в трубу закладывается два кабеля, один из которых подключен, а другой держат в резерве не под напряжением. Так, в случае выходя из строя первого кабеля, задействуют другой, исправный, и не нужно никаких земельных работ и прочих «раскопок». Недостаток этого метода в том, что это обходится довольно дорого, и не каждый домовладелец на это соглашается.
Наружный монтаж
Намотка элемента снаружи трубы характерна тем, что этот способ не очень надежен и удобен в том плане, что если элемент выйдет из строя, то его придется раскапывать, а это очень трудоемко и сложно (в зависимости еще, где и как он закопан). Большую роль играет время года, когда из-за промерзания грунта это сделать будет практически невозможно.
Что до самого выполнения наружного монтажа, то осуществить его вдоль трубы легко. Пошагово:
- Нагревательный элемент фиксируют с одного края посредством самоклеющегося стекловолокна или же пластиковых хомутов, которые выдерживают высокую температуру.
- Шаг крепления держателей – 30 см. Металлические крепления не используются!
- Длина нагревательного элемента равна длине трубы, которая будет обогреваться.
Так осуществляется так называемый линейный монтаж, который существует помимо монтажа по спирали, при котором кабель навивают по всей длине. Он особенно актуален в том случае, если трубы заглублены в грунт.
В первом случае нагреватель крепят не снизу или сверху, а в положении «8 часов» или же «4 часа».
Навивают кабель на трубы среднего или же большого диаметра, размеренным шагом. Достоинства навивочного способа в том, что контакт при этом максимальный и нагрев тоже. К минусу можно отнести повышенный расход материала, в отличие от линейного способа.
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 кабель (по-другому – саморегулирующийся, «самрег»).
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;
- отсутствие 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°С, он в автоматическом режиме запускает нагрев, при повышении температуры до + 6-7°С 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°С), 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.
Виды греющих кабелей для водопровода
Есть два вида нагревательных кабелей — резистивные и саморегулирующие. В резистивных использовано свойство металлов при прохождении электрического тока нагреваться. В обогревающих кабелях этого типа греется металлический проводник. Их характерная черта — они выделяют всегда одинаковое количество тепла
Неважно на улице +3°C или -20°C греться они будут одинаково — на всю мощность, следовательно, потреблять будут одинаковое количество электроэнергии. Чтобы уменьшить расходы в относительно теплое время, в системе ставят датчики температуры и терморегулятор (такие же, как используют для электрического теплого пола)
Строение резистивного кабеля
Резистивные обогревательные провода при укладке не должны пересекаться или располагаться один возле другого (вплотную). В таком случае они перегреваются и быстро выходят из строя. Внимательно следите за этим моментом в процессе монтажа.
Стоит еще сказать, что резистивный греющий кабель для водопровода (и не только) бывает одножильным и двухжильным. Чаще используются двухжильные, хоть они и дороже. Разница в подключении: у одножильных должны к электросети подключаться оба конца, что не всегда удобно. Двухжильные на одном конце имеют заглушку, на втором — закрепленный обычный электрический шнур с вилкой, который включается в сеть 220 В. Что еще надо знать? Резистивные проводники нельзя резать — работать не будут. Если купили бухту с более длинным чем надо отрезком — уложите его целиком.
Примерно в таком виде продают нагревательные кабели для водопровода
Саморегулирующиеся кабели — это металлополимерная матрица. В данной системе провода только проводят ток, а греется полимер, который находится между двух проводников. Этот полимер имеет интересное свойство — чем выше его температура, тем меньше тепла он выделяет, и наоборот, остывая, он начинает выделять больше тепла. Происходят эти изменения независимо от состояния соседних участков кабеля. Вот и получается, что он сам регулирует свою температуру, потому его так и назвали — саморегулирующийся.
Строение саморегулирующего кабеля
У саморегулирующихся (самогреющих) кабелей сплошные плюсы:
- они могут пересекаться и не перегорят;
- их можно резать (есть маркировка с линиями реза), но требуется затем сделать оконечную муфту.
Минус у них один — высокая цена, но срок службы (при соблюдении правил эксплуатации) порядка 10 лет. Так что траты эти разумны.
Способы монтажа
Греющий кабель для водопровода укладывают снаружи или внутри трубы. Для каждого способа есть специальные виды проводов — некоторые только для наружного монтажа, другие — для внутреннего. Способ монтажа обязательно прописывается в технических характеристиках.
Внутри трубы
Для установки нагревательного элемента внутри водопроводной трубы, он должен отвечать нескольким требованиям:
- оболочка не должна выделять вредных веществ;
- степень электрической защиты должна быть не ниже IP68;
- герметичная оконечная муфта.
Чтобы была возможность заправить провод внутрь, на конце трубопровода ставят тройник, в один из отводов которого через сальник (идет в комплекте) заводится провод.
Пример установки греющего кабеля внутрь трубы через сальник
Тройник для монтажа обогревающего кабеля внутри трубы может иметь разные углы отвода — на 180°, 90°, 120°. При этом способе монтажа провод никак не фиксируется. Его просто заправляют внутрь.
Виды тройников для монтажа греющего кабеля внутри водопровода
Наружный монтаж
Закреплять греющий кабель для водопровода на наружной поверхности трубы надо так, чтобы он прилегал плотно, всей площадью. Перед установкой на металлические трубы, их очищают от пыли, грязи, ржавчины, следов сварки и т.п. На поверхности не должно остаться каких-либо элементов, которые могут повредить проводник. На чистый металл укладывается провод, фиксируется через каждые 30 см (чаще можно, реже — нет) при помощи металлизированной клейкой ленты или пластиковых хомутов.
Если тянется вдоль одна-две нитки, то монтируются они снизу — в самой холодной зоне, укладываются параллельно, на некотором расстоянии друг от друга
При укладке трех и более проводов, они располагаются так, чтобы их большая часть находилась снизу, но расстояние между греющими кабелями выдерживается (особенно важно это для резистивных модификаций)
Способы закрепления греющего кабеля на трубе
Есть второй способ монтажа — спиралью. Укладывать провод надо аккуратно — они не любят резких или многократных изгибов. Есть два способа. Первый — разматывать муфту постепенно наматывая освобождающийся кабель на трубу. Второй — закрепить его с провисаниями (нижняя картинка на фото), которые потом намотать и закрепить металлизированной липкой лентой.
Если обогревать будут водопроводную трубу из пластика, то под провод наклеивается сначала металлизированный скотч. Он улучшает теплопроводность, повышая эффективность нагрева. Еще один нюанс монтажа обогревающего кабеля на водопровод: тройники, вентили и другие подобные устройства требуют больше тепла. При укладке сделайте на каждом фитинге несколько петель. Только следите за минимальным радиусом изгиба.
Фитинги, краны необходимо прогревать лучше
Прокладка и подключение
Прокладку греющего саморегулирующего нагревательного кабеля осуществляют, как открытым, так и закрытым способом.
Внешняя укладка СНК
Утепление трубопроводов осуществляют продольным монтажом самрега. Проложенный кабель вдоль трубы крепят кольцами из алюминиевого скотча. Крепёж из алюминия увеличивает площадь теплоотдачи термокабеля. Кабель обязательно фиксируют снизу трубопровода, потому что именно там начинает замерзать вода.
В некоторых случая трубы оборачивают кабелем в виде спирали. Намотку провода делают с шагом 50-70 мм. Это делают в тех местах, где риск заморозки особенно велик.
Дополнительная информация. Для достижения улучшенного эффекта обогрева трубу со шнуром можно дополнительно обернуть матами из минеральной ваты или других материалов.
Наружная укладка СНК применяется при монтаже обогревательных систем на кровлях домов и сооружений. При укладке учитывают сложный рельеф крыш. Для этого есть специальные методики проектирования кровельной снегозащиты. Также греющие кабели протягивают под водосливами. В зимнее время талая вода в них не замерзает и стекает в воронки водосточных труб.
Для любой открытой электропроводки важна оболочка из материала, стойкого к ультрафиолетовому излучению. Наружные СНК переносят довольно низкие температуры, но не выдерживают многократных изгибающих нагрузок. Поэтому при внешней укладке кабеля нужно избегать резких изгибов электропроводки и не допускать вторичного её использования.
Скрытая проводка самрега
В трубопроводах большого диаметра самреги протягивают внутри них. Это относится, как к водопроводным трубам, так и канализационным коллекторам. Для водопровода используют греющие провода сертифицированные, как пищевые кабели. Это подтверждается маркировкой на самих изделиях.
К недостаткам такого способа обогрева следует отнести то, что в процессе эксплуатации системы кабель порой обрастает шлаковыми отложениями. Это вызывает уменьшение просвета труб, что существенно сказывается на производительности водоснабжения.
Монтаж СНК внутри труб производится через тройники и запорную арматуру. Замена кабеля не вызывает особых сложностей. Старый провод вытягивают и меняют его на новый термошнур.
Скрытую укладку СНК для устройства тёплых полов производят таким же образом, как и монтаж стандартного греющего кабеля. Для этого специально готовят основание пола и укладывают на него СНК. Затем систему обогрева закрывают цементной стяжкой или специальным плиточным материалом. После этого устанавливают напольное покрытие. Это может быть керамическая плитка или ламинатный паркет, линолеум и пр.
Для скрытой прокладки саморегулируемого греющего кабеля в стенах в них перфоратором вырубают штробы. Каналы делают змейкой по вертикали или горизонтали. После укладки СНК его закрывают штукатуркой либо другим облицовочным материалом. Если монтируют гипсокартон, то кабель прокладывают между облицовкой и капитальной стеной.
Цены на кабель
На цену комплекта обогревающего кабеля влияет ряд факторов:
- длина греющего изделия;
- комплектация;
- стоимость сальника, который необходим для ввода термошнура в водопровод;
- модель силового шнура с вилкой;
- розетки;
- прайс на услуги по сборке всех комплектующих.
Средняя цена за метр термошнура составляет 440 руб. Стоимость клеевого набора для подключения конструкции начинается от 350 руб. Минимальная цена сальников — 420 руб. Двух метровый шнур питания с литой вилкой можно купить за 200 руб. За услугу по сборке всего комплекта придётся отдать минимум 500 руб.
Кабель для обогрева продаётся в специализированных магазинах, где можно его подобрать нужного размера. Кроме этого, доступно оформить заказ на курьерскую доставку готового изделия из компаний, которые занимаются продажей данной продукции по телефону или онлайн.
Монтаж греющего кабеля для водопровода
В большинстве случаев греющий кабель монтируется на трубу снаружи. На малых диаметрах нагреватель укладывают в виде нескольких прямых линий или спирали. К трубе с большим диаметром кабель можно прикрепить в виде извилистой линии (змейки), расположенной в нижней части. При этом необходимо учитывать следующие требования и рекомендации:
- Трубу из пластика перед укладкой кабеля следует обернуть алюминиевым скотчем или фольгой из того же материала. Такая оболочка нужна для равномерного распределения тепла.
- Трассу прокладки кабеля следует планировать так, чтобы он не контактировал с острыми кромками. Также следует избегать укладки кабеля в тех местах, где его изоляция может перетираться или растягиваться.
- В процессе укладки греющий кабель необходимо прихватывать алюминиевым скотчем через каждые 30 см. По завершении монтажа кабель приматывают скотчем уже по всей длине. Использовать вместо алюминиевого скотча полимерную ленту категорически запрещается.
- Минимальный радиус сгиба кабеля равен шести его наружным диаметрам.
- Защитную изоляцию на свободном конце греющего кабеля необходимо герметизировать, используя специальные элементы и материалы, имеющиеся в комплекте.
- Нагреватель подключается к электрической сети через устройство защитного подключения (УЗО).
- По завершении укладки и подключения кабеля необходимо замерять электрическое сопротивление его жил и изоляции.
- Трубу с нагревателем необходимо утеплить минераловатным, полистирольным или любым другим теплоизолятором.
Если вы используете кабель с постоянным сопротивлением, также называемый резистивным или нерегулируемым, следите, чтобы отдельные нитки укладывались без перехлестов. В месте контакта отдельных линий кабеля всегда возникает перегрев, приводящий к повреждению элементов.
Установка греющего кабеля внутри трубы
Существует разновидность греющего кабеля для водопровода внутри трубы. Его оболочка имеет повышенную влагоустойчивость и изготавливается из пищевого полимера с содержанием фтора. Отверстие, через которое кабель вводится в трубу, уплотняется сальником.
Длину подогреваемого участка трубы, как и длину вводимого в нее кабеля, следует точно измерить
Это особенно важно, если существует опасность попадания нагревателя в проходное отверстие запорной или регулирующей арматуры
Участок трубы с установленным кабелем следует пометить предупредительной надписью.
При монтаже нагревательного кабеля внутри трубы крайне важно не допустить повреждения его изоляции. Поэтому резьбу и другие острые кромки, с которыми может контактировать изделие, на время монтажа лучше обмотать тканью или полиэтиленом.
Источник: