Греющий кабель саморегулирующийся для обогрева труб — виды, монтаж, цена

При укладке наружных магистралей для организации индивидуального водоснабжения и канализации, приходится применять меры для защиты рабочей среды в трубах от замерзания в морозы. Одно из эффективных средств обогревания трубопроводов, получившее довольно широкое распространение — греющий кабель саморегулирующийся для обогрева труб.

Перед тем, как подобрать кабель, полезно изучить принцип его работы, предлагаемые на рынке разновидности товара и его стоимость. Многие проводят укладку и подключение нагревательного кабеля самостоятельно, в этом случае следует знать правила его монтажа как снаружи, так и изнутри трубопровода.

Рис. 1 Кабели обогревающие промышленные трубопроводы

Назначение и область применения

Любой греющий кабель преобразует энергию электротока в тепло и распределяет его по определенной площади или передает на некоторое расстояние.

Нагревательный кабель для труб призван предотвратить обледенение в трубопроводе транспортируемой рабочей среды, в загородном бытовом хозяйстве он находит следующее применение:

Обогрев канализационных труб. При обустройстве автономной канализации стоковая труба выходит из дома к септику под уклоном около 20 мм на погонный метр и входит в него на стандартной глубине около 600 мм. Весь трубопроводный участок канализации находится выше глубины промерзания, которая может достигать 2 м, и собственнику приходится принимать меры по предотвращению замерзания стоков. В этом случае лучший вариант утеплить канализационные трубы греющим кабелем на трубной оболочке вместе с утеплителем.

Подогрев водопровода. При заборе воды из скважинных или колодезных источников в морозы также приходится применять меры по защите трубопровода от промерзания. При этом кабель для обогрева водопровода помещают внутрь трубы рядом с источником водозабора и в дом транспортируется слегка нагретая вода.

Рис. 2 Примеры применения кабельных нагревателей

Борьба с обледенением крыш. Периодическое таяние снега циклами замерзания и размерзания может создать некоторые проблемы при забивании льдом направляющих лотков и водосточных труб. В этом случае нагревательный кабель прокладывают внутри водосточных трубопроводов, предотвращая тем самым образование ледяных пробок.

Обогрев емкостей.В промышленной сфере нагревательным кабелем нередко обогревают наружные емкости, предотвращая нежелательное охлаждение рабочего тела. В бытовом хозяйстве греющий кабель может быть полезен для подогрева среды при использовании обычных газовых баллонов или крупногабаритных резервуаров (передвижных газгольдеров) снаружи зданий в зимнее время.

Обогрев трубопроводной арматуры. При заборе воды из скважин при помощи электронасосов довольно часто сооружают кессонный колодец, внутри которого размещают водоподъемное оборудование и приборы автоматики: насосные станции, реле давления и холостого хода, гидроаккумуляторы, манометры, запорные вентили и шаровые краны. Для предотвращения замерзания всех перечисленных устройств используют нагревательный кабель, который закрепляют на их наружных оболочках.

Разновидности греющих кабелей и их конструктивное устройство

Принцип работы всех кабельных нагревателей основан на эффекте выделения тепловой энергии в проводниках при прохождении по ним электрического тока пропорционально сопротивлению. Если в обычных токопроводящих линиях, чтобы избежать тепловых потерь сопротивление пытаются уменьшить, применяя проводники с его наименьшими показателями (медь, алюминий), в нагревательном кабеле электросопротивление наоборот увеличивают для получения высокой тепловой отдачи.

Рис. 3 Устройство и подключение резистивного кабеля

Резистивный греющий кабель

Резистивный кабель имеет жилу с высоким сопротивлением электротоку, которую подключают между двумя точками переменного напряжения. Обычно провод помещают в изоляцию с высокой тепловой проводимостью и экранируют для снижения помех.

Так как кабель прокладывают в виде петли, его начальная и конечная точки совпадают, и монтировать контур довольно неудобно. Такие разновидности обычно используют при устройстве теплых электрических полов, укладывая шнур в виде готовой змейки на сетке под стяжку.

Более практичная разновидность резистивных кабелей — двужильные, при этом петля замыкается в одном проводнике. Монтировать нагревательные линии из двужильного кабеля намного проще, чем петлю одножильных типов. Двужильный резистивный кабель также используют при устройстве теплых полов, обогреве емкостей и в прочих сферах, где окружающая среда находится в статичном состоянии.

Резистивные кабели с некоторой натяжкой можно назвать саморегулирующимися — в их комплект входит термодатчик и блок управления, регулирующий величину подачи тока в зависимости от температуры среды вокруг чувствительного элемента.

Основным недостатком резистивных устройств является невозможность изменения линейной длины — при обрезании электрическая цепь будет разорвана.

Рис. 4 Конструкция зонального кабеля

Зональный резистивный

Данная разновидность работает также по принципу высокой теплоотдачи проводников с большим сопротивлением электрическому току. Конструктивно зональный (самоограничивающийся) кабель выполнен в виде двух параллельных изолированных проводников с высокой проводимостью, между которыми размещена отдающая тепло спираль с высоким сопротивлением (нихром).

Спиральный нагреватель подключен к двум проводникам в одной точке через определенные расстояния, в самом кабеле участки подключения многократно повторяются, образуя отдельные независимые зоны. Данная конструкция позволяет выбирать любую длину зонального кабеля, обрезая или присоединяя к нему дополнительные участки.

В зональном кабеле возможна регулировка температуры его нагрева по аналогии с линейным резистивным (при помощи термодатчика и блока управления), подобного типа устройства из-за высокой мощности обычно используют на крышах для борьбы с обледенением.

Рис. 5 Греющий кабель саморегулирующийся для обогрева труб — принцип работы

Саморегулирующийся

Конструктивно саморегулируемый греющий кабель напоминает зональный: между двумя параллельными проводниками размещен электрически связанный с ними нагревательный элемент.

В саморегулирующихся видах теплопередающим телом является термополимер (изменяющий линейные размеры в зависимости от температуры) с дисперсно внесенными частицами углеродосодержащего проводящего материала. Если провод охлажден, полимер находится в сжатом состоянии и частицы проводника расположены близко или соприкасается друг с другом, образуя токопроводящие каналы. По ним протекает ток, в сумме имеющий высокое значение — в итоге из-за некоторого сопротивления каждого канала происходит значительное тепловыделение.

Читайте также:  Давление в системе отопления — нормы, показатели, как поднять или снизить

При высокой температуре окружающей среды термопластик расширяется и вкрапленные в него частицы полупроводника отдаляются друг от друга, уменьшая количество каналов и соответственно их суммарную теплоотдачу. В итоге потребляемый ток и мощность кабеля падают и соответственно снижается температура его оболочки.

Саморегулирующийся кабель лучше других разновидностей подходит для использования снаружи и внутри трубопроводов.

Рис. 6 Устройство и материалы изготовления саморегулируемого кабеля

Греющий кабель саморегулирующийся для обогрева труб — параметры

В комплект любого электрокабеля входит инструкция, которая может содержать следующие его основные параметры:

Линейная мощность характеризует энергопотребление одного погонного метра кабеля. Обычное значение у электрических самонагревающихся кабелей находится в диапазоне от 15 до 35 Ватт.

Максимальная температура оболочки под напряжением показывает, до какой температуры может нагреваться оболочка, к примеру показатель в 65 °С является оптимальным для всех устройств.

Длина. Кабельный нагреватель может выпускаться фиксированной длины от одного до сотен метров.  Некоторые производители связывают его протяженность с потребляемым током, указывая максимальный показатель для стандартных значений срабатывания защитных устройств-автоматов в 6, 10, 16, 20, 25, 32 Ампер. Понятно, что чем больший ток может подавать электрическая сеть, тем большей длины провод можно использовать под обогрев трубопроводов.

Степень защиты наружной оболочки. Если рассмотреть, к примеру, кабель с обозначением IP 67, то первая цифра 6 означает полную защищенность устройства от пыли, контакта с инструментом, токопроводящими материалами, человеком.

Вторая цифра 7 обозначает защиту при кратковременном погружении кабеля в воду на глубину до 1 м, при этом постоянное нахождение устройства в воде не предусмотрено.

Если второй цифровой показатель 8, то изделию разрешено погружаться под воду на глубину не более 1 м на время до 30 минут (теоретически оно может работать в постоянно погруженном режиме).

Электрическое сопротивление. Иногда в характеристиках указывают электрическое сопротивление кабельной изоляции в мегаомах на метр и экранной оплетки в омах на километр, данные являются не слишком важными для потребителя.

Минимальная и максимальная температура монтажа. Показатель предусмотрен для экстремальных ситуаций, которые не так часто встречаются в реальной жизни, к примеру нижний температурный порог принимают в — 30 ° С или — 40 °С, а верхний предел достигает + 85 °С.

Гарантийный и срок службы. При покупке следует выбирать изделия с наивысшим гарантийным и эксплуатационным сроками, во некоторых моделях последний показатель достигает 25 лет при среднем сроке аналогов в 5 лет.

К недостаткам саморегулируемого кабеля относят большой пусковой ток и долгое время разогрева.

Рис. 7 Типовые кабельные параметры на примере марки ТСК

Особенности применения саморегулирующегося кабеля

Саморегулируемый греющий кабель для обогрева труб обладает следующим набором отличительных особенностей:

Система обогрева трубопроводов посредством саморегулирующего кабеля намного экономичнее резистивного типа, так как обогрев производится только в холодных зонах, а не по всей протяженности.

Кабель размещают на верху и изнутри труб для подачи питьевой воды, при последнем варианте его изоляцию выпускают из пищевых безвредных пластиков.

Для подключения электрокабеля не требуется блок автоматики — выбор температурного режима определяется его мощностью и длиной на погонный метр.

Трубы с подогревом наружной поверхности обязательно помещают в теплоизолирующую оболочку для повышения теплоотдачи и предотвращения нежелательного контакта с грунтом или окружающей средой.

Саморегулирующийся кабель наружный укладки рассчитан на обогрев труб и трубопроводов из любых широко применяемых материалов: стали, меди, пластиков — полиэтилена низкого давления ПНД, обычного ПВХ и непластифицированного НПВХ поливинилхлоридов.

Рис. 8 Кабельный нагреватель в ППУ скорлупе и изоляции из стекловаты, вспененного полиэтилена

Провод можно обрезать в любом месте, при этом необходимо обеспечить надежную изоляцию его концов, используя термоусадочные полимерные муфты или специальную концевую заделку (капу).

В отличие от других типов, саморегулирующийся кабель не может быть поврежден при взаимном пересечении своих участков.

Многие производители выпускают кабель в подготовленном для монтажа в трубопровод виде и соответствующей комплектации. Устройство оснащается вилкой и резьбовой муфтой (трубный ввод) с сальником для встраивания в трубопроводную магистраль.

Монтаж греющего кабеля в трубу или на ее наружную поверхность не является сложным даже для неподготовленного пользователя. При первом варианте используют специальный комплект с трубным вводом, во втором варианте провод просто фиксируют липкой фольгированной лентой.

Стоимость саморегулирующихся кабелей дороже резистивных, в среднем цена за один погонный метр изделия составляет около 1000 руб.

Рис. 9 Правила монтажа кабельного нагревателя на трубы и запорную арматуру

Монтаж

Кабельная система обогрева трубопроводов может монтироваться по двум технологиям — снаружи и внутри трубопровода с водой. В загородном бытовом хозяйстве собственнику приходится утеплять наружные канализационные и водопроводные коммуникации.

Так как по канализации проходят сточные воды вместе с отходами жизнедеятельности человека и животных, различными предметами личной гигиены и кухонными остатками от обработки пищи, то нахождение в трубах посторонних предметов из-за высокой вероятности засоров нежелательно. К тому же канализационные отходы вместе со стоками от стирки, уборки и мытья посуды обладают повышенной химической активностью, что может отрицательно сказаться на изоляции и соответственно сроке службы помещенного внутри кабеля. Учитывая приведенные соображения, подогрев канализации производят снаружи помещением провода на трубу.

Читайте также:  Трубы Рехау — описание, характеристики, фасонные части, монтаж

В отличие от канализационных, обогрев водопроводных труб для понижения теплопотерь проводят изнутри. При этом кабель размещается в нейтральной среде и создает минимальное сопротивление водному потоку, никоим образом не влияя на функционирование трубопроводной магистрали.

Рис. 10 Схемы устройства кабельного прогревания труб

Наружный

Так как наружный монтаж проводят на поверхность внешней оболочки канализационных или водопроводных пластиковых труб, обладающих низкой теплопроводностью, обычно стараются увеличить теплоотдачу кабеля, используя хорошо проводящие тепло материалы для теплоизоляции труб. Провод фиксируют алюминиевой фольгированной лентой, для снижения тепловых потерь обогреваемый участок обязательно помещают в скорлупу из утеплителя.

В качестве утеплительной оболочки для использования под землей лучше всего подходят водонепроницаемые скорлупы из пенополистирола ПС (пенопласт), экструдированного повышенной прочности и плотности пенополистирола (Пеноплекс) и полиуретана ППУ.

Желательно использовать специальную разновидность скорлуп с каналом для размещения провода.

Если утепляют наружный участок канализационного трубопровода, можно использовать недорогие термоизолирующие оболочки из вспененного полиэтилена, базальтовой и стеклянной ваты.

При выборе отрезка трубопровода, на который следует крепить кабель, учитывают, что стоки идут из дома под уклоном к централизованной канализации или септику, поэтому подогревать воды лучше на выходе из здания. Это можно делать непосредственно как в самом доме, так и снаружи рядом с (под) фундаментом.

Рис. 11 Греющий кабель саморегулирующийся для обогрева труб — этапы монтажа кабеля поверх трубы

Монтаж кабеля на канализационный подземный трубопровод производят следующим способом:

По пути прохождения кабеля снаружи трубы наклеивают алюминиевую ленту, для улучшения тепловой отдачи это можно сделать в несколько слоев.

Затем к фольгированному участку прикладывают проводник и сверху приклеивают его к трубе по всей длине липкой фольгой.

Для дополнительной фиксации используют пластмассовые хомуты или поперечную обмотку клейкой фольгированной лентой с предпочтительным интервалом не более 300 мм.

После крепления кабеля одевают поверх трубы жесткую скорлупу со сдвигом сегментов и фиксацией их в замковом соединении.

Одновременно с монтажом скорлупы производят ее наружную фиксацию посредством скотча или пластмассовых стяжек.

По завершении всех операций трубопровод укладывают в траншею и присыпают сверху грунтом.

Рис. 12 Описание этапов сборки и схема ввода нагревательной секции в трубопровод

Внутренний

Смонтировать греющий кабель для водопровода своими руками проще всего, приобретя специальный комплект с трубным вводом на 1/2 дюйма и уплотнительным резиновым сальником. Включение в ПНД-трубопровод производят следующим способом:

Вначале собирают тройник из двух патрубков для подсоединения к трубопроводу и третьего отвода для подключения кабеля.

Соединение деталей производят при помощи ФУМ-ленты, вводной узел для кабеля собирают согласно инструкции.

После сборки тройника просовывают провод сквозь сальник на необходимую длину и закрепляют его прижимной муфтой на вводе.

Затем собранный узел вместе с кабелем помещают на оголовок скважины, подсоединяя один конец тройника к напорной трубе, а второй к водопроводной магистрали, поступающей в дом.

Обычно кабель для водопровода имеет на втором конце вилку, ее включают в изолированную розетку через удлинитель. При отсутствии вилки подсоединяют к кабелю электрический шнур, используя термоусадочные полимерные муфты.

Рис. 13 Этапы монтажа кабельного ввода в тройник

Производители и стоимость

Поставщиками греющего кабеля для водопровода на отечественный рынок являются ряд зарубежных и отечественных производителей, в продаже встречается продукция следующих торговых марок:

ТСК, Freezstop — производитель товара ООО Специальные Системы и Технологии г. Мытищи, выпускаемые электрокабели имеют мощность 25 Вт и 33 Вт на погонный метр, температуру под напряжением 65 °С и срок службы 25 лет.

Devi iceguard – торговая марка компании Young Cheng Silicone из Южной Кореи, которая выпускает кабельную продукцию с мощностью тепловыделения 30 Вт на погонный метр с защитой класса IP 66.

Rexant — торговая марка китайского производителя, поставляемый электрокабель имеет мощность 20 Вт на погонный метр, максимальную температуру рабочей поверхности 60 °С, цена комплекта длиной 2 м составляет около 1300 руб.

xLayder — бренд принадлежит российской компании Калео Рус, занимающейся выпуском оборудования для обогревательных систем. Самонагревающийся электрокабель имеет мощность 30 Вт на метр погонный, максимальную температуру оболочки 85 °С и срок гарантии 5 лет.

Рис. 14 Комплекты для наружного и внутреннего монтажа

Nexans – бренд французской компании, являющейся мировым лидером в сфере производства кабельно-полупроводниковой продукции. Nexans поставляет на рынок широкий ассортимент саморегулируемых электрокабелей для бытового и промышленного применения удельной мощности от 15 до 98 Вт (Defrost twin).

Phonix – немецкий концерн выпускает саморегулирующий электрокабель мощностью 15 Вт на погонный метр, его наружная оболочка сделана из материала в соответствии с гигиеническим сертификатом для эксплуатации в трубопроводах с питьевой водой.

Heatus — бренд южнокорейской фирмы, производящей кабельные нагреватели мощностью 16 Вт на погонный метр, их максимальная температура наружной оболочки 85 °С, гарантийный срок на товар 3 года.

Grand Meyer — торговая марка экранированных электрокабелей голландского производства мощностью 30 Вт на погонный метр.

Varmel — бренд китайского производителя, мощность поставляемых электрокабелей равна 16 Вт на погонный метр с максимальной температурой рабочей поверхности в 65 °С.

Рис. 15 Цена на греющий кабель саморегулирующийся для обогрева труб в 2020 году

В отличие от любого вида теплоизоляции, которая лишь замедляет время замерзания рабочего тела, труба с греющим кабелем саморегулирующегося типа способна с минимальными энергозатратами эффективно противостоять холоду при любых температурах окружающей среды. Чтобы правильно выбрать греющий кабель саморегулирующийся для обогрева труб, учитывают условия его эксплуатации (снаружи или внутри труб) а также бренд производителя. Многие потребители отдают предпочтение недорогим и качественным южнокорейским товарам, являющимися более оптимальным выбором с точки зрения соотношения цены и качества, чем российские или китайские аналоги.