Что означает саморегулирующийся греющий кабель
Перейти к содержимому

Что означает саморегулирующийся греющий кабель

  • автор:

Саморегулирующийся нагревательный кабель. Как он работает и где применяется?

SRL 16-2 CR , M=16W (200м/рул.),греющий кабель

Трубы системы водопровода нередко устанавливаются на небольшой глубине и в местах, где нет возможности организовать отопление. Не применив никаких дополнительных мероприятий, вы рискуете в самый неподходящий момент лишиться и воды, и труб. Технологии современного строительства с легкостью решают данную проблему. Саморегулирующийся греющий кабель станет отличным помощником в случае с низким температурным диапазоном. Если вы еще не в курсе, где применяется и как работает данное приспособление, тогда рекомендуем изучить все нюансы, прежде чем совершить покупку.

Описание и принцип работы

Для начала разберемся, что собой представляет греющий кабель. Это нагревательный элемент, основой которого стала специальная полупроводниковая матрица, которая расположена между жилами, проводящими ток. Все части кабеля покрыты изолирующей оболочкой. Ее толщина будет зависеть от предназначения греющего кабеля. Могут производиться как двухметровые, так и длиной в 30 метров. Это позволяет решать множество задач, связанных с обогревом отдельных частей труб либо всей системы трубопровода.

К примеру, саморегулирующийся кабель Lavita выпускают в качестве ленточного нагревателя с греющей полупроводниковой матрицей. Важные свойства данной конструкции:

  • Возможность организации непрерывной работы.
  • Обрезка может проводиться в любой части кабеля, без риска возникновения непрогретых участков.
  • Температура может повышаться и уменьшаться в зависимости от внешних показателей среды.

Принцип саморегулирующегося кабеля Lavita в Новосибирске

Основная особенность саморегулирующегося греющего кабеля является отсутствие перегревов как таковых, так как благодаря двухслойной изоляции технологи добились:

  • Эффективной защиты от ударов и механических нагрузок.
  • Диэлектрической прочности.
  • Влагостойкости.
  • Отсутствия взаимодействия с химическими веществами.

Благодаря своим уникальным характеристикам саморегулирующийся кабель является вполне экономичным решением, так как способен автоматически уменьшать и увеличивать свою мощность.

Принцип работы кабеля заключается в следующем:

  • Электрический ток движется через полупроводниковую матрицу и осуществляет ее нагрев.
  • При нагреве увеличивается сопротивление матрицы.
  • Уменьшается подача тока.

При соблюдении определенных условий можно добиться баланса между температурой нагрева матрицы и потребляемой мощностью. Как только температура воздуха начинает опускаться, увеличивается выделяемая мощность кабеля. При увеличении температуры происходит уменьшение мощности.

Так как участки греющего кабеля могут располагаться в различных условиях, то и температура их будет отличаться. В этом заключается принцип саморегулирования. То есть возможность эффективно распределять тепло.

Также стоит отметить, что ошибочным мнением является то, что кабель в теплых условиях совсем не греет, а всю свою мощность пускает на участки с холодными внешними характеристиками. Это вовсе не так. По всей длине греющего кабеля осуществляется выделение тепла. Однако главным его отличием от резистивного принципа работы, когда распределение тепла идет максимальным по всей длине кабеля, является то, что саморегулирующий выделяет максимум тепла только там, где это на самом деле нужно.

При установке саморегулирующего кабеля допускается его перекрещивание, так как это не станет причиной местного перегрева, а благодаря его свойствам будет четко отрегулировано.

Чем отличается резистивный кабель от саморегулирующего?

Помимо свих греющих особенностей, кабеля также имеют отличие в технологическом плане. Длину резистивного кабеля изменять нельзя. К примеру, для обогрева трубы в 12 метров нужно подбирать максимально подходящий размер. Покупая кабель в 14 метров, вам не получится отрезать длину, нужно будет как-то распределять ее по трубопроводу. Конечно же, это приведет к потерям электроэнергии. К тому же, это весьма непрактичный вариант.

При использовании саморегулирующего кабеля нарезать его можно любыми отрезками, вплоть до 20 сантиметров. Чтобы не делать дополнительных соединений для обогрева больших площадей, применяется кабель сплошной бухтой. При необходимости его режут по месту.

Саморегулирующая система обогрева имеет свою особенность: при пуске ток подымается в 2-3 раза выше номинального.

Виды саморегулирующих кабелей в Новосибирске

Виды саморегулирующих кабелей и сферы его применения

Греющий саморегулирующий кабель можно разделить на две основные группы:

  • Без применения экранирующей оплетки
  • С применением экранирующей оплетки.

Кабели, относящиеся к первой группе, широко применяются в быту и имеют долее доступную стоимость. В их строении задействовано меньшее количество оболочек и выделяется меньшая мощность. Без экранирующих оплеток греющие кабели имеют меньшую стойкость по отношению к внешним воздействиям, становятся подвержены ультрафиолетовому влиянию. Такой кабель разрушается при попадании на него прямых солнечных лучей, поэтому исключен для организации обогрева крыш и открытых участков. Не применяется для обогрева канализационной системы.

Учитывая особенности греющего кабеля без экранирующей оплетки, можно разделить несколько сфер, где применение его будет максимально целесообразным:

  • При осуществлении качественной защиты от механических воздействий, так как нагрузка на него должна быть сведена к минимуму.
  • При изолировании материала от прямого солнечного влияния.

Сфера применения саморегулирующего кабеля без экранирующей оплетки:

  • Трубы в подвальных помещениях
  • Небольшие участки трубопровода на улице, находящиеся в дренажном желобе.

Более универсальным вариантом считается саморегулирующийся кабель с применением экранирующей оплетки. Различают кабели:

  • Общей сферы назначения
  • Со специализированными свойствами.

Если речь идет о кабелях общего назначения, их широко применяют в местах без агрессивных сред и воздействия прямых солнечных лучей. Для такого варианта обязательна теплоизоляция. Применяются для обогрева нефтепровода, канализационных труб, внешних водопроводов и водостоков. Не стоит использовать для кровельных работ и в желоба, срок службы кабеля снизится в разы.

Применение саморегулирующегося кабель Lavita в Новосибирске

Так как наиболее широко саморегулирующийся нагревающий кабель применяется в качестве обогрева уличных трубопроводов, в продаже имеются специальные комплекты, которые не требует особенных подготовок перед установкой. Комплект включает в себя отрезок кабеля необходимой длины, терморегулятор и метровый провод для подключения к электросети. Такая покупка будет целесообразной в том случае, если нет времени на организацию системы обогрева, а подключение необходимо произвести в максимально кратчайшие сроки.

Также существуют кабеля со специальной защитой от солнечных лучей и агрессивных сред. Такой материал применяется для обогрева любых водостоков, кровли и желобов. Имеет высокую износостойкость и способен выдержать прямое воздействие внешней среды. Данное свойство достигается благодаря добавлению в оболочку кабеля специальных добавок, которые позволяют не реагировать на ультрафиолетовое влияние. Как правило, саморегулирующие кабеля, применяемые для обогрева кровли имеют большую мощность, чем кабеля для общей сферы назначения.

Имея высокие мощностные характеристики, кровельный кабель может также применяться для обогрева дорожек, игровых площадок, ступеней и других открытых территорий.

Особое внимание заслуживают кабеля с оболочками, которые способны противостоять агрессивным химическим средам. Их используют в непосредственном контакте с активными веществами.

Особенности подключения саморегулирующегося кабеля

Установка саморегулирующего кабеля производится несколькими способами:

  • Снаружи вдоль трубы
  • Снаружи трубы путем наматывания по спирали
  • Внутри трубы.

Применяя каждый способ монтажа, необходимо дополнительно кабель утеплять при помощи любого теплоизолятора, в противном случае эффективность работы ухудшается в несколько раз. Толщина утеплителя при установке под землей должна быть не меньше 20 мм, а в случае с надземными трубами – не менее 50 мм. Для внешней установки применяется пенополистирол, а также монтаж в дополнительную трубу большего диаметра.

Самый простой способ – установка кабеля вдоль трубы, когда греющий элемент плотно притягивается к трубе и при помощи клейкой ленты крепится через каждые 30 см. Стоит отметить, что крепить кабель с использованием металлических хомутов строго запрещено. Благодаря такому способу очень просто рассчитать необходимую длину кабеля и нет потерь используемого материала.

При спиральной установке кабеля обеспечивается лучший контакт, поэтому эффективность обогрева выше, однако и расход материала больше, все зависит от шага спирали.

Монтаж греющего кабеля внутрь трубы допускается только в тех случаях, когда диаметр ее достаточно велик. Чтобы наличие греющего элемента не мешало движению воды. Также не применяется на длинных участках.

Саморегулирующийся кабель

Саморегулирующийся нагревательный кабель — это такой кабель, который в зависимости от температуры обогреваемого объекта меняет теплоотдачу и энергию потребления автоматически. Другими словами, он обладает исключительным свойством реагировать на изменение температуры. Нагревается он только тогда, когда это необходимо. При этом не используются датчики температуры и электронные регуляторы. Каким же образом это необычное свойство создается?

Принцип работы и устройство саморегулирующегося кабеля

Саморегулирующийся кабель

Саморегулирующаяся проводящая матрица (на рис. — поз. 1) лежит в основе саморегулирующегося кабеля. Она представляет собой непрерывный греющий элемент из полимера на углеродной основе и может менять свои проводящие свойства в зависимости от температуры. Например, при уменьшении температуры на конкретном участке увеличивается протекающий через матрицу ток, а это приводит к увеличению выделяемой тепловой мощности. При росте температуры всё происходит наоборот.

Два параллельных проводника (поз. 2), которые состоят из большого количества скрученных медных жил обеспечивают постоянное напряжение по всей длине кабеля. Для изоляции служит термопластичная оболочка (поз. 3). Также она защищает кабель от влаги и истирания. Металлическая оплетка (поз. 4) нужна для экранирования, заземления и дополнительной защиты матрицы и проводников от механических воздействий.

Рассмотрим, что происходит при включении «холодного» саморегулирующегося кабеля. Когда на кабель подается напряжение, матрица нагревается, что приводит к увеличению сопротивления, а ток при этом уменьшается. Значит при определённой температуре наступает баланс между потребляемой мощностью и температурой кабеля. Кабель выделяет большую мощность при уменьшении температуры среды вокруг кабеля, и наоборот. Эффект саморегулирования заключается в том, что один и тот же кабель на разных участках может иметь разную температуру.

Учитывая приведенные особенности устройства и принципа работы рассмотрим преимущества саморегулирующегося кабеля перед резистивными.

Простота и экономичность

Экономичность достигается тем, что при понижении температуры среды саморегулирующий кабель сам изменяет свой тепловой выход, что позволяет полностью отказаться от применения датчиков температуры и термостатов. Можно просто включить кабель непосредственно в электрическую сеть. Данное свойство расширяет сферу применения саморегулирующегося кабеля, т.к. не везде возможна установка датчиков температуры.

Хотя саморегулирующиеся кабели стоят дороже резистивных, их применение часто экономически оправдано. Например, потребляемая им мощность в два раза меньше для системы анти-обледенения, чем у резистивных.

Надежность, универсальность и простота монтажа

Если использовать саморегулирующийся кабель для обогрева труб, водостоков и т. д., то не нужно обеспечивать однородность среды по всей длине. Эти факторы приводят к локальным перегревам резистивного кабеля и могут быть причиной выхода из строя системы обогрева. А саморегулирующийся кабель автоматически уменьшит температуру в той области, где теплоотвод меньше, при этом в остальных местах температура останется неизменной. Также при повышении в течении длительного времени напряжения саморегулирующиеся кабели не сгорят, в отличии от резистивных кабелей. При усилии на разрыв такие кабели обладают более высокими прочностными характеристиками.
Весьма актуальным при обогреве трубной запорно-регулировочной аппаратуры является то, что можно осуществлять перехлест такого кабеля.
Также саморегулирующиеся кабели могут нарезаться кусками нужной длины, в то время как длина резистивных кабелей дискретна и определена линейкой (набором) кабелей фиксированной длины, которые нельзя укорачивать. Однако максимальная длина саморегулирующихся кабелей ограничена и составляет 100-150 м.

Классификация саморегулирующихся кабелей

Саморегулирующиеся кабели делятся на две группы: кабели без экранирующей оплетки и кабели с экранирующей оплеткой.

Так как кабели из первой группы имеют меньшее количество защитных оболочек, они значительно дешевле. Они различаются только по выделяемой мощности. В то же время такой кабель менее стоек к внешним воздействиям и имеет более низкую защиту от поражения электрическим током, чем кабель с экраном.

Также такой кабель нельзя укладывать на кровлю или открытые участки, так как его внешняя оболочка не предназначена для борьбы с ультрафиолетовым излучением и не предназначена для использования в агрессивных средах (например, в канализации). С учетом приведенных особенностей, кабели без экранирующий оплетки стоит использовать только там, где:

— кабель будет защищен от механических воздействий – по нему не будут ходить, стучать, по нему не будет сползать снег/лед

— кабель будет защищен от попадания прямых солнечных лучей.

Если вам нужно обогреть трубу в подвале, участок трубы на улице, дренажный желоб, подогреть снаружи канализационный сток, и т.п., то можно купить кабель без экрана.

Саморегулирующийся кабель с оплеткой

Более универсальными являются саморегулирующиеся кабели с экранирующей оплеткой. Они представлены несколькими моделями с различными свойствами.

Кабели общего назначения. Оболочка таких кабелей не предназначена для работы в агрессивных средах и не защищена от воздействия ультрафиолета. Саморегулирующегося кабеля общего назначения используют в основном для обогрева водостоков и труб (водопроводных, канализационных, нефте-газопроводов, других). Кабель общего назначения не рекомендуется укладывать на кровлю или в желоба ввиду неподходящих условий среды, что приведет к значительному снижению его срока службы.

Саморегулирующийся кабель для труб

Одним из основных местом применения саморегулирующегося кабеля является обогрев трубопроводов. Поэтому производители часто выпускают комплекты для этой цели. Такой комплект представляет собой готовое к использованию устройство, и удобен тем, что не требует времени на сборку системы обогрева, его можно сразу же подключить.

Саморегулирующийся кабель для кровли

Кабели с экранирующей оплеткой предназначены для обогрева кровли, водостоков, желобов. Оболочка такого кабеля имеет добавки, которые позволяют успешно противостоять воздействию ультрафиолета и другим агрессивным средам. Такие кабели обычно мощнее кабелей общего назначения, так как предназначены для работы в суровых температурных условиях.

Это свойство саморегулирующегося кабеля для обогрева кровли позволяет также использовать его для организации обогрева открытых площадок – ступеней, дорожек и т.д.

Саморегулирующийся кабель для ступеней

Специализированные саморегулирующиеся кабели с защитой оболочки от агрессивных сред можно использовать в условиях непосредственного контакта жидкости и кабеля внутри трубы, емкости и др.

Мы готовы предложить Вам проект с использованием описанного саморегулирующегося кабеля, а также произвести его поставку и монтаж!

Принцип работы саморегулирующегося греющего кабеля

Греющий кабель саморегулирующийся – это один из видов нагревательного кабеля. Его ядром является уникальный полупроводник – токопроводящая чувствительная матрица. В ней создается сопротивление и происходит выделение тепла. Мощность этого полимерного полупроводника зависит от температуры. Принцип работы саморегулирующегося греющего кабеля заключается в возможности данной токопроводящей матрицы нагреваться. Так кабель реагирует на окружающую температуру и повышает тепловыделение при понижении температуры окружающей среды.

провод саморегулирующийся нагревательный

Саморегулирующиеся кабели выпускаются мощностью до 90 Вт/м. Максимальная мощность будет вырабатываться только в самых «холодных» зонах при обмерзании. Греющий провод саморегулирующийся очень чутко и быстро реагирует на любое незначительное изменение температуры – это принесет вам заметную экономию электроэнергии.

Важным достоинством кабеля является его способность изменять свою мощность локально, на определенных участках. Если кабель занесет листвой или грязью, кабель саморегулирующегося типа никогда не перегорит и не перегреется. На участке усиленного нагревания мощность снизится автоматически и нагрев прекратится.

Погонная мощность греющего саморегулирующего кабеля для труб, кровли и открытых площадей не зависит от его протяженности – вы можете отрезать нужную длину прямо при укладке без изменения характеристик.

Цена на греющий кабель также отличается: в зависимости от производителя, типа кабеля и других технических характеристик.

Выбирайте греющий саморегулирующийся кабель:

Саморегулирующийся кабель — одна из разновидностей греющего провода, неоспоримым преимуществом которого является саморегуляция. Наиболее перспективный из греющих кабелей и имеет широкое распространение за счет своей экономичности и простоте монтажа. Из-за отличных технических характеристик такие кабели подходят для систем антиобледенения, что весьма актуально для российского климата. Особенно часто его используют для защиты кровли от обледенения и нароста льда и сосулек.

Еще раз в двух словах о плюсах

  • Простота использования и монтажа;
  • Высокая экономичность при потреблении энергии
  • Кабель нарезают практически любой длинны (можно купить меньше кабеля по сравнению с резистивным, иногда в 2 раза).

Минусы саморегулирующегося греющего провода

  • Цена, которая превышает в 1,5 — 2 раза цену резистивного кабеля.
  • Заявленный производителем срок эксплуатации не превышает 15 лет.
  • Высокие пусковые токи*.

*Мощность саморегулирующегося кабеля обычно исчисляется по его мощности при температуре таяния льда или берется показатель мощности погонного метра кабеля при 10 С0. В связи с этим при запуске обогрева на большой площади существенно увеличивается потребляемая мощность кабеля.

Очень важно для решения вопросов электрообогрева исходить из рациональности применения той или иной технологии. Поэтому своим клиентам мы предлагаем расчет электрообогрева, а также проведение всего комплекса работ по монтажу греющего кабеля и пусконаладочных работ. За более подробной информацией Вы всегда можете обратиться к нам через страницу обратной связи.

Заказать установку кабеля

Выбирайте высоконадежные саморегулирующиеся кабели тех компаний, которые профессионально занимаются бытовым и промышленным обогревом. Это позволит вам в полной мере оценить надежность, долговечность, практичность и экономическую выгоду от использования саморегулирующегося кабеля.

Саморегулирующийся кабель — «умные» технологии на службе человека

Востребованность саморегулирующегося греющего кабеля у домохозяйств и в промышленности растет с каждым годом. Приход первых осенних заморозков, внезапное наступление минусовой температуры на улице очень часто становится неожиданностью для владельцев частных домов и руководства административных и производственных сооружений. Возникает риск замерзания и разрыва водопроводных и канализационных труб, обледенения ступенек, на крыше образуются сосульки, которые обрываются и наносят ущерб. Саморегулирующийся нагревательный кабель в этой ситуации становится универсальным и эффективным решением по борьбе с антиобледенением.

Общая характеристика и отличия саморегулирующегося кабеля

Саморегулирующиеся нагревательные кабели – это целая линейка нагревательных кабелей и лент, разработанных благодаря полупроводниковым нанотехнологиям, отличительной особенностью которых является самостоятельное изменение мощности на разных участках одного и того же отрезка в зависимости от окружающей температуры. Они пользуются популярностью при установке систем антиобледенения, обогреве бытовых труб, а также нефте- и газопроводов.

Нагревательные кабели для систем антиобледенения должны соответствовать строгим критериям по уровню надежности и срока службы. На практике в качестве подобных соединений чаще всего применяют два вида электрокабелей: резистивные и саморегулирующиеся.

Резистивные кабели с постоянной мощностью представляют герметичную жилу из меди, имеющую сопротивление всей цепи постоянному току (т.н. омическое сопротивление) и покрытую специальной защитной оболочкой. Данная жила одновременно играет роль элемента накаливания. Подобные соединения обладают конкретной протяженностью, а их способность выделять тепловую энергию никак не связана с температурой воздуха.

У саморегулирующихся кабелей в роли элемента нагрева выступает проводящая матрица на базе углеродного полимера, способного изменять такую характеристику как проводимость в зависимости от температуры окружающей среды. Кабель выделяет оптимальную мощность обогрева точечно именно там и тогда где это необходимо. По мере того как окружающая температура падает, выделяется больше тепла. И наоборот, при повышении температуры выделяется меньше тепла.

Недостатков, связанных с излишним повышением температуры или, наоборот, с его нехваткой тут не бывает. Кроме того, за счет наличия устройства автоматического регулирования создается большая экономия электроэнергии. В частности, системы защиты от образования льда на резистивных соединениях (постоянных по мощности) расходуют вдвое большее количество энергии, чем такие же структуры на саморегулирующемся типе соединений. Вдобавок к этому, системы электрообогрева с автоматической регуляцией обеспечивают максимальную безопасность, а для экстремальных и трудных условий использования производятся особые виды электрических соединений согласно нормам американского института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике и европейского комитета электротехнической стандартизации.

Такая система обогрева гораздо более совершенна и безопасна, чем резистивная и способна даже без дополнительной автоматики обеспечить самый оптимальный режим обогрева. Ее монтаж более удобен так как кабель можно резать на месте установки именно той длины, которая нужна для конкретных целей.

Принцип работы и конструкция

Саморегулирующиеся ленты и кабели изменяет мощность и выделение тепла, учитывая температуру атмосферы, т.е. они постоянно чувствуют перепады температуры без каких-либо дополнительных сенсоров. В итоге различные места соединения кабеля с обогреваемым объектом могут обладать отличающейся температурой, а смежные с соединением устройства и механизмы будут повышать свою температуру в разной мере.

Для подачи напряжения по всей длине саморегулирующихся лент, не пересекаясь, встроена пара медных многожильных проводников. На них подается постоянное электрическое напряжение. Между проводниками электричества размещен ключевым элементом кабеля — специально изготовленная полупроводниковая углеродистая полимерная матрица с обозначением PTC (Positive Temperature Coefficient – Позитивный Температурный Коэффициент). Смысл эффекта PTC состоит в том, что углеродистый наноматериал, составляющий матрицу при достижении порогового значения меняет свое сопротивление и выделяет меньше мощности. У каждого производителя саморегулирующегося кабеля есть своя уникальная секретная технология или рецепт производства матрицы (как рецепт изготовления хлеба у каждого пекаря). Причем рецепт сажи, из которой делается матрица, отличается для различных по мощности и назначению типов самрега. В процессе производства сажа проходит процесс «сшивания» путем облучения ускорителем электронных частиц. Это необходимо, чтобы помочь матрице сохранить характеристику PTC и полимерную устойчивость при многократном нагреве-остывании.

Известно также, что в структуре матрицы помимо частиц графита добавляются мелкие металлические нано-частички для проводимости тока внутри всей структуры. Разогретая матрица расширяется, разрываются проводящие металло-графитовые мостики. В результате увеличивается сопротивление участка, уменьшается ток, уменьшается тепловыделение. При остывании происходит обратный процесс: матрица ужимается, количество каналов связи между токопроводящими металлическими наночастицами становится больше, сопротивление силовой части уменьшается, мощность и выделение тепла возрастает.

Защитная внутренняя изоляция из Полиолефина или Фторполимера защищает матрицу от износа и влаги, а дополнительная оплетка из металла осуществляет функцию механической защиты и заземления одновременно. Наружная оболочка кабеля покрывается также Полиолефином или Фторполимером. При необходимости в состав оболочки добавляются элементы, стойкие к УФ-излучению, если кабель предназначен для размещения на открытом солнце.

При подключении саморегулирующегося электрокабеля к сети начинается накал матрицы по всей протяженности. Затем, в зависимости от величины нагрева, происходит уравновешение, т.е. различные места соединения будут выделять отличающуюся по величине мощность тепловой энергии.

История изобретения саморегулирующегося кабеля

Считается, что прообраз саморегулирующегося кабеля появился в Норвегии во время Второй мировой войны. 16 сентября 1940 (т.е. еще до начала военных действий в этой стране) под номером 747 883 в Осло был опубликован патент, автором которого был Педер Гуннар Слетнер. Однако в связи с войной и оккупацией, данный патент не был рассмотрен. Его автор вынужден был эмигрировать в США и только в 14.05.1947 он заново представил свой текст в Ведомство по патентам и товарным знакам США. Документы внимательно изучались комиссией более двух лет. В итоге 17.01.1950 года данный патент был официально опубликован Ведомством под уникальным номером US2494589 A.

Согласно опубликованного текста, было запатентовано изобретение, представляющее структуру из двух или большего количества проводников электричества с противоположной полярностью (фазовых и нейтральных). Проводники электричества идут параллельно друг другу, не пересекаясь, но, в то же время, они соединяются между собой благодаря n-ому числу контактов (резисторов), параллельных подключенных к ним. Резисторы представляют собой тонкие проволочные спирали из металла высокого сопротивления. Следует отметить, что в тексте патента пока что вообще отсутствуют упоминания о компонентах (материалах) современных саморегулируемых систем — полимерной матрице. На тот момент химия не была способна синтезировать такие сложные материалы. Вместо этого Педер Слетнер предлагает нам фактически тот же самый резистивный кабель, обладающий одним уникальным свойством: его можно было резать на любые длины, не беспокоясь об изменении его характеристик после отреза. Таким образом был изобретен зональный кабель.

Кабель Слетнера имеет существенное преимущество перед резистивными кабелями – при перегорании одного резистора (соединителя токопроводящих жил), система продолжает работать в полноценном режиме. Перестает греть только ее небольшой участок. Это изобретение давало большие перспективы при использовании такого кабеля в системах электрообогрева.

После патента Слетнера, пошла череда патентов по доработке его изобретения. В частности, патенты 3757086 и 4037083 предлагали различные варианты сплавов резисторов (нихром, фехрал) для увеличения выделяемой мощности и КПД греющего кабеля. Но это не решало вопрос саморегуляции системы.

Технология параллельного соединения греющего кабеля, позволяющая резать и муфтовать нагревательный кабель любых длин, стала использоваться в коммерческих целях c 1971. Данную технологию выкупила и стала использовать для коммерческих целей американская компания Raichem, в настоящее время мировой лидер в производстве нагревательных кабелей.

Далее, на протяжение почти 20 лет следовала целая череда патентов, в основном американских авторов, которые стали предлагать решения, позволяющие зональному кабелю выделять температуру, отличающуюся на разных участках одного и того же отрезка.

Впервые о решении вопроса автономного регулирования температуры кабеля было заявлено в патенте US4250400 A от 10.02.1981 г. В нем предлагалось посередине спиральных резисторов (проводов высокого сопротивления) подключать небольшой термостат в виде таблетки. Этот дисковый термодатчик выступал за пределы кабеля и должен был контактировать с обогреваемой поверхностью. При увеличении температуры поверхности, сопротивление термодатчика увеличивалось, что уменьшало линейно протекающий электрический ток. В итоге мощность кабеля падала. Таким образом, появился первый в истории саморегулирующийся кабель. На схеме ниже изображена схема данного изобретения.

И только, спустя 10 лет, 16.06.1992г. появляется патент US5122641 за авторством Роберта М. ДеЧурча, в котором уже явно начинает обсуждаться полимерная матрица, как нагревательный элемент кабеля. В патенте ничего не говорится о составе полимера, упоминается только, что это могут быть «различные материалы», например, графитовая или угольная стружка. Зато в запатентованном изобретении уже имеются ориентировочные чертежи технологического процесса производства полимерной матрицы.

В начале 90-х годов на рынке начинает появляться первый полноценный саморегулирующийся кабель с полимерной матрицей. Вначале, это кабели производства Raichem (США), затем Heat Trace (Англия), BARTEC (Германия) и т.д.

В странах СНГ кабель вышеуказанных производителей пришел в конце 90-х годов и вначале из-за дороговизны использовался только в системах обогрева газо- и нефтепроводов. Далее в 2000-е годы появился более доступный саморегулирующийся кабель из Ю.Кореи, где некоторые заводы выкупили секрет технологии производства матрицы. Примерно в то же время отдельные европейские и американские производители стали выпускать продукцию под своим брендом на заводах Китая. Однако в дальнейшим, этим заводам было разрешено производить свой небрендированный кабель с отсутствием контроля качества западных производителей. В результате цены на этот продукт существенно снизились, и теперь средняя цена самрега для антиобледенения составляет 5-7 $ за 1 погонный метр. Однако встречаются китайские образцы и за 3-4$. Естественно, это не касается высокотемпературных специализированных кабелей для промышленных целей, где цена за 1 м погонный доходит до 50$ и выше.

В настоящее время отдельные российские производители заявляют о том, что обладают технологией производства саморегулирующейся матрицы. Однако качество такой матрицы еще очень сырое, пусковые токи высоки, а срок службы сильно ограничен. Поэтому основная линейка дорогих кабелей для промышленного электрообогрева выпускается у них на базе матрицы, закупаемой у европейских либо американских заводов.

Достоинства и недостатки саморегулирующихся систем обогрева

Достоинства:

  • Отсутствие перегрева. Саморегулируемые термокабели можно перекрыть друг другом без любого риска перегреть их. Их пересечение друг с другом не наносит никакого вреда. Это имеет немаловажное значение для регулировочнозапорных механизмов, например, когда нужно обмотать задвижку на трубе. Также случается, что греющий кабель в системах антиобледенения закрывается грязью, листьями и прочим мусором. В этом случае обычный резистив сгорит в то время как самреги будут надежно работать;
  • Удобство нарезки. Такие кабели можно отрезать из общей бухты по не обходимой длине сразу на месте «в поле». Это дает дополнительную гибкость, когда планы не соответствуют ситуации «реальной жизни» на месте. Подобные соединения можно делить на куски необходимой протяженности с предельной длиной до 0,7 — 0,15 км (в зависимости от типа самрега). В отличие от них, резистивные кабели обладают четко установленной длиной;
  • Саморегулировка. В процессе эксплуатации не требуется устанавливать сложные многоканальные терморегуляторы, т.к. кабель резко снижает мощность после достижения определенной пороговой температуры. Этот режим идеален для антиобледенительных систем, где зачастую очень сложно по всей длине сечения поддерживать нужную температуру. Самрег же сам находит подходящую температуру под каждую зону;
  • Экономия электричества. За счет точечного выделения тепла там, где это требуется и минимального тепловыделения в местах, не требующих обогрева, саморегулирующий кабель гораздо экономнее резистивного. В системах антиобледенения резистивный кабель подключается как правило к одному термодатчику и выделяет тепло там, где находится датчик и требуется обогрев, так и в местах, где это не нужно.

Недостатки:

  • Пусковая мощность. При установке надо иметь в виду, что начальное напряжение может быть больше рабочего номинального напряжения максимум вдвое, а питающая сеть должна с этим справиться. Аналогичная ситуация складывается и с подбором регулирующей аппаратуры подходящей мощности;
  • Ограниченное тепловыделение. Повысить температуру в комнате посредством этого соединения за короткий срок невозможно. При нагреве комнаты, мощность кабеля падает, и он перестает так же интенсивно нагревать окружающее помещение;
  • Сравнительно высокая стоимость. Цена в расчете на 1 метр погонный саморегулирующегося кабеля в 2-3 раза выше чем у кабеля постоянной мощности. Это может сразу отпугнуть потребителя, не разобравшегося в вопросе. Если же посчитать экономию электроэнергии и остальные плюсы, то такое превышение цены вполне оправданно;
  • Относительно небольшая длина одного участка. В зависимости от типа кабеля, максимальный отрезок саморегулирующегося кабеля не может превышать 65-120 метров. У резистивов длина в разы выше. Это накладывает задачи по установке дополнительных точек запитки;
  • Ограниченный срок службы. Такой кабель в среднем служит около 10-15 лет. Далее его матрица начинает деградировать и существенно снижать мощность вплоть до 0.

Виды и типы «самрегов»

В бытовых системах электрообогрева в основном применяется низкотемпературный саморегулирующий кабель, который выдерживает разогрев до 85 C. Среднетемпературные и высокотемпературные кабели имеют значительно большую термостойкость и применяются как правило в добывающей и обрабатывающей промышленности.

По назначению саморегулирующиеся кабели и ленты классифицируют:

  • Для обогрев бытовых труб;
  • Для систем антиобледенения (обогрев крыш, водостоков, дорожек, площадок);
  • Для промышленного обогрева (обогрев нефте- и газопроводов, промышленных емкостей).

По наличию экранирующей оплетки кабели делятся на:

  • Экранированные – с защитным заземляющим экраном;
  • Неэкранированные – без защитной оплетки и заземления.

За счет наличия экрана цена кабеля возрастает в 2 раза, поэтому в обычных бытовых местах обогрева, которые не подвергаются механическим воздействиям и мало контактируют с человеком рационально приобрести неэкранированный вариант.

По линейной мощности (мощность на 1 метр погонный) бывают следующих основных видов:

  • 10Вт/м.пог. – для обогрева внутри труб;
  • 15 Вт/м.пог. – для обогрева внутри и снаружи труб;
  • 24 Вт/м.пог. – обогрев крыш, дорожек, снаружи трубы;
  • 30 Вт/м.пог. – обогрев крыш, труб и систем антиобледенения;
  • 40 Вт/м.пог. – обогрев крыш, водостоков, ендов, систем антиобледенения.

Также существует классификация по типу наружной оболочки:

  • С пищевой оболочкой – для обогрева внутри водопроводных труб и канализации;
  • С УФ-защитой – для размещения на крышах и местах, где много излучаемого солнцем ультрафиолета.

Помимо вышеуказанных, имеются узкоспециализированные кабели для промышленного обогрева, описание которых можно найти в соответствующем разделе нашего сайта.

Применение в народном хозяйстве

  • В строительных работах саморегулирующиеся кабели используются для охраны систем коммуникаций от обледенения. При этом электрическое соединение способно находиться во внутренней части трубопровода и на внешней стороне. Данное обстоятельство имеет значение тогда, когда трубопровод от колодца или системы сброса нечистот проложен на поверхности почвы, и нужно защитить его от обледенения в холодное время года. Аналогичная ситуация с фундаментами, находящимися на небольшой глубине. В этом случае трубопровод, идущий от насосной станции к гребенке, где расположены узлы управления, тоже требует дополнительной защиты от холода. Тут следует принять во внимание возможность отрезать часть соединения нужной протяженности, что во многом поможет сделать оптимальным расход электричества, требующийся для этой системы.

Для повышения температуры во внутренней части водопровода с пресной питьевой водой применяются соединения, гигиеническая безопасность которых подтверждена специальным документом. Такие кабели устанавливаются посредством особых сальников и взаимодействуют с питьевой жидкостью. Это профильные соединения, одобренные организациями, контролирующими обеспечение безопасности для окружающей среды;

  • Для защиты от образования ледяного покрытия на лестничных пролетах, площадках, автостоянках, приспособлений для подъема инвалидных колясок во избежание получения людьми различных травм, тоже используют соответствующие системы повышения температуры;
  • Для защиты от холода кровли и ее элементов, для противодействия обледенению систем удаления воды с крыши. Установка кабеля способна предупредить образование ледяной корки и сосулек. Если не предпринять эти шаги, то может быть нанесен вред крыше, трубам для удаления воды, сети кабеля. От падения ледяных образований с крыши может быть нанесен причинен вред как имуществу, так и жизни или здоровью людей;
  • В газовых, химических и нефтяных отраслях для повышения температуры внутри труб в холодной атмосфере (для того, чтобы не допустить их обледенения); для повышения температуры труб для повышения проходимости текущих по ним веществ (для того, чтобы не допустить появление очень плотных образований и сужений, мешающих проходимости);
  • Для регулировки температур резервуаров с продукцией нефтяной промышленности (масло, битум, гудрон и др.). То же самое справедливо для химически активных растворов, веществ и проч. Охранные мероприятия дают возможность предотвратить имущественный ущерб;
  • В пищевой отрасли повышают температуру водоотводных трубок холодильных установок, образуют в холодильных установках испарение, согревают лотки дренажа из отсеков холодильных установок, повышают температуру картеров поршневых видов помп перед их активацией в холодных условиях. Кроме того, саморегулирующиеся кабели выполняют повышение температуры отдельных резервуаров с запасами продовольствия, пресной водой и противопожарные емкости;
  • Для увеличения температуры земной поверхности в различных строениях сельхозназначения, включая теплицы и помещений для содержания скота. За счет систем на базе электрических соединений, способных к автоматическому регулированию, появляется возможность, затратив небольшие расходы, сформировать комфортные условия в подобных строениях в течение всех сезонов календарного года, что хорошо отражается на отрасли сельского хозяйства в целом.

Советы по выбору

Выбирая себе саморегулирующийся кабель, не всегда нужно ориентироваться на цену. Нужно учитывать для чего вы его будете использовать и в каких условиях он будет эксплуатироваться. Вот некоторые моменты, которые нужно знать перед покупкой:

  • Мощность кабеля. Для обогрева труб снаружи обычно используют кабели 16-30 Вт/м.пог., если кабель будет обогревать трубу изнутри, то 10-15 Вт линейной мощности вполне хватит. Для крыш и водостоков обычно используют самреги мощностью 30-40Вт/м.пог;
  • УФ-защитная оболочка. Если кабель будет лежать на открытом солнце и на него будет воздействовать УФ-излучение, то нужно покупать кабель с УФ-защитой;
  • Заземляющая оплетка. Саморегулирующиеся кабели продаются как с заземляющей оплеткой (экраном), так и без. Цена кабеля без «земли» примерно в 1,5-2 раза дешевле. Его целесообразно применять для обогрева труб, уходящих в землю, скважин, на крышах. Самое главное – это смуфтовать данный кабель надежной клеевой заделкой, чтобы обеспечить защиту от проникновения воды. Кабель с экраном более безопасен, однако, но значительно дороже, что не всегда оправдано, тем более что саморегулирующаяся нагревательная матрица у них одинаковая. Она определяет долговечность работы кабеля и в этом плане одинаковый по срокам службы кабель будет серьезно отличаться в цене;
  • Пусковая мощность. При включении любого саморегулирующегося кабеля его потребляемая мощность выше номинальной. У хорошего качественного саморегулирующегося провода мощность возрастает на 20-50%, у низкосортного самрега (как правило китайского производства) пусковая мощность может «взлететь» в разы. Это говорит о нестабильности матрицы и ее недолговечности. Также низкосортный кабель требует более мощные автоматы для запитки;
  • Воздушные полости. При покупке необходимо сжать пальцами кабель и провести ими по его длине. Некачественный кабель изготавливается не по стандартам и у него внутри будут нащупываться воздушные полости. Будет ощущение что вешняя оболочка отстает от внутренних частей кабеля. И, наоборот, если в процесс производства отлажен, соблюдена технология, то внешняя оболочка плотно сидит на кабеле, составляет с ним единое целое;
  • Толщина. Саморегулирующийся кабель как правило имеют ширину около 1 см и толщину 3-4 мм. На рынках Минска и в Областях продавцы, стараясь привлечь покупателя «красной» ценой, подсовывают китайский кабель. Доходит до того, что его ширина составляет немногим более 0,5 см. При такой толщине площадь выделяемого тепла гораздо ниже и такой самрег гораздо менее эффективен. А если матрица, которая в 2 раза меньше по размеру, выделяет аналогичное тепло, то срок ее работы недолговечен. К тому же есть вероятность что со временем питающие жилы могут замкнуться друг с другом из-за того, что в каких-то местах греющая матрица подплавиться или разрушится.

Особенности монтажа

Основной частью монтажа саморегулирующегося кабеля является его муфтирование и соединение с силовой частью. Для самостоятельного производства данных работ достаточно строго следовать инструкции, которые вкладываются в монтажные наборы, ну и самое главное, уважительно относиться к такому небезопасному явлению как электричество.

Для муфтирования саморегулирующегося кабеля вам потребуется:

  • Комплект термоусадок и обжимных клемм;
  • Плоскогубцы;
  • Строительный фен (в крайнем случае можно обойтись зажигалкой);
  • Канцелярский либо остро заточенный бытовой нож, небольших размеров;
  • Силовой провод (двухжильный – для кабеля без оплетки; трехжильный – для кабеля с оплеткой).

Сперва необходимо подготовить трехжильный (двухжильный) силовой кабель, аккуратно сняв часть наружной изоляции и сняв слой с изолятора каждого провода длиной около 1 см. С нагревательного провода ножом снимается основная изоляция длиной около 5 см. Переплетенную между собой и намотанную на внутреннюю часть кабеля проволочную оплетку экрана нужно раскрутить, а затем снова скрутить в 1 жилу. Она будет использована для заземления.

Отступив от края кабеля на 2 см, снимаем двойной изоляционный слой, под которым находится саморегулирующаяся матрица черного цвета. Ее нужно также вырезать острым ножом, оставив очищенными только идущие вдоль нее 2 медные жилы, длиной около 1 – 1,5 см.

На силовом трехжильном кабеле необходимо согнуть желто-зеленый провод в противоположную сторону, который будет использоваться для подключения заземления. Затем скрученная оплетка заземляющего провода соединяется с желто-зеленым проводом и фиксируется термоусадочной трубкой большего диаметра. Для этого на срезанную небольшую трубочку надевают нагревательный элемент и это место прогревает феном конструкцию до полной усадки.

Два других провода соединяются с 2-мя медными жилами нагревательного кабеля. Соединение проводов осуществляется таким образом: берем обжимные гильзы из комплекта для монтажа и одеваем эти гильзы с одной стороны на медные жилы греющего кабеля, а с другой — на оголенную часть силового провода и затем обжимаются плоскогубцами.

После того, как два основных провода надежно закреплены изолированными втулками, на стык надевают термоусадочные трубки меньшего диаметра и нагревают феном либо зажигалкой до уменьшения в объеме. В процессе нагрева из трубки выделяется клей, что позволяет надежно зафиксировать проводное соединение.

Второй конец саморегулирующей ленты также нужно изолировать с помощью оставшихся термоусадок. Для этого нужно сделать разрезать кабель вдоль пополам 0,5-1 см, стараясь не оголять медные жилы вдоль кабеля. Затем одну из получившихся половинок нужно срезать ножом а другую оставить в таком виде. Это делается с целью исключить замыкание медных жил между собой. Далее на конец кабеля одевается термоусадка и нагревается феном. Можно также обжать кончик плоскогубцами для плотного склеивания.

Подключение нагревательного элемента завершено, и вы можете устанавливать его в качестве главного элемента антиобледенительной системы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *