Виды греющего кабеля: плюсы и минусы разных конструкций
Кабельные системы обогрева — способ предотвратить промерзание труб, обледенение кровли, лестниц, пандусов, тротуаров. Когда наступают холода, конструкция обеспечивает текучесть жидкостей в трубопроводах, резервуарах, цистернах и другом технологическом оборудовании.
Изделия применяют при заливке бетона, монтаже теплых полов, транспортировке сырья и продуктов из нефти.
Системы покупают собственники частных домов и владельцы бизнеса.
Что такое греющий кабель. Типы кабеля
Внутри конструкции греющего кабеля находится металлический провод. При включении питания электрическая энергия преобразуется в тепло, которое совершает полезную работу при этом кабель нагревается.
Когда выбирают греющий кабель, ориентируются на основные характеристики:
Выделяют два типа греющих кабелей по принципу работы: резистивный и саморегулирующийся.
Резистивные греющие кабели
Особенность работы резистивных конструкций — максимальная сила тока и повышенное сопротивление и чем больше сопротивление, тем больше тепла выделится.
Дешёвые модели кабеля могут не иметь металлическую оплётку.
Одножильные конструкции необходимо подсоединять к сети с обоих концов. Поэтому его удобно использовать в замкнутой трассе, закольцевав. Если это невозможно, то с одножильным кабелем укладывается вместе дополнительный питающий провод.
Сфера применения — водосточные трубы, кровли, тёплый пол.
В двухжильных кабелях одна линия отвечает за нагрев, второй провод обеспечивает электропитание, поэтому его подключают к электропитанию с одной стороны. Это расширяет сферу его применения, но и значительно увеличивает стоимость.
Изделие резистивного типа не предусматривает автоматическую регулировку мощности. Чтобы повысить производительность, применяют управляющую аппаратуру, чаще — термостат и датчики.
Сенсоры передают информацию о состоянии рабочей среды: воздуха, жидкости, грунта, технологической смеси (бетона). Термостат включает и выключает резистивные провода в зависимости от температуры.
Одножильные конструкции нельзя использовать для внутренней прокладки. Близкое расположение или сдваивание проводов ведет к перегреву. Двужильные конструкции используют в системах водоснабжения, в том числе, внутри труб. Когда прокладывают магистраль, покупают тройники и уплотнители.
Преимущества резистивного нагревателя:
Резистивный кабель хорошо подходит для обогрева объектов на открытых участках, таких как кровли, водостоки, лестницы и т.д. Он доступен по цене.
Саморегулирующиеся греющие кабели
Кабель подключается к электросети с одной стороны. Его можно сращивать и перекрещивать между собой при монтаже и использовать,необходимые по длине, отрезки. Если сопротивление достигает предела, полупроводник отключает подачу питания.
Широко применяется в промышленности для обогрева трубопроводов различного назначения, резервуаров, емкостей, цистерн, для поддержания рабочих температур в технологических системах. А также в быту для обогрева кровель, водостоков, коммунальных трубопроводов, в тёплых полах и т.д.
Преимущества саморегулирующегося греющего кабеля:
Засчёт своей технологичности саморегулирующийся нагревательный кабель дороже резистивного, но его достоинства перекрывают этот недостаток.
Как определить, какой кабель нужен?
Греющих кабелей на рынке огромное множество и, чтобы определиться с выбором нужно также учитывать следующие параметры:
Объект обогрева
Во-первых, обязательно нужно знать для бытовых объектов кабель или промышленных.
Кабели для промышленных объектов более технологичны и дорогостоящи, так как изготавливаются для применения в суровых условиях, для опасных зон с возможностью взрывов и возгораний и т.д.
В быту вам просто не понадобятся все эти характеристики изделия. Возможно, будет достаточно одной опции, например, только наличия пищевой оболочки кабеля для обогрева питьевых водопроводов внутри или внешней оболочки, устойчивой к ультрафиолету, для системы антиобледенения кровли.
А от всего этого также зависит стоимость изделия.
Цель обогрева
Очень важно знать с какой целью вы хотите использовать греющий кабель.
Будет это обогрев труб, нагрев технологических жидкостей, поддержание постоянных температур, антиобледенительная система или что-то ещё.
Саморегулирующиеся кабели бывают низкотемпературными, среднетемпературными и высокотемпературными. И если вы не планируете использовать кабель в среде с температурами 200℃ и выше, то нет смысла тратить лишние деньги и покупать высокотемпературный кабель.
Для тёплого пола вполне подойдёт резистивный кабель с постоянной температурой нагрева, а вот для системы антиобледенения и обогрева кровли и водостоков лучше использовать качественный экранированный, защищенный от ультрафиолета саморег.
Желаемая стоимость
Кабели бывают отечественных и зарубежных производителей, с экранами или без, с различными типами оболочек для различных целей, но самое главное, что практически в любой ценовой категории можно подобрать изделие, соответствующее всем исходным запросам.
Чтобы кабель работал долгое время, покупка не ударила по кошельку, были соблюдены меры пожарной и электробезопасности, лучше перед приобретением греющего кабеля всегда консультироваться с инженером или менеджером, специализирующимися на продаже изделий подобного рода.
Ищите греющий кабель для обогрева бетона при строительстве в зимнее время? Присмотритесь к греющему кабелю КДБС отечественного производства. Кабель отличного качества, сертифицирован по российским и международным стандартам.
С задачей обогрева фундамента различный строений, оснований криогенных установок в холодное время года хорошо справится саморег ELSR-FHP от немецкого концерна eltherm.
Хотите сделать крышу своего дома безопасной? Тогда греющий кабель и готовые комплекты ССТ Freezstop для вас. Эти изделия специально разработаны для систем антиобледенения и снеготаяния.
Как устроен резистивный греющий кабель, принцип работы, подключение
Области использования нагревающих кабелей в современных условиях жизни весьма обширны.
Они используются для обогрева трубок дренажной системы кондиционеров, для обеспечения достаточного температурного режима в резервуарах и протяженных трубопроводах газо-, нефте- и химической промышленности.
Другими словами при помощи греющего кабеля можно обогреть любой объект.
Существует всего две разновидности кабелей нагрева:
Резистивный греющий кабель отличается от других устройств простотой монтажа и небольшими габаритами. Он представляет собой более простой и дешевый, но в то же время более энергозатратный вариант. Роль греющего элемента в устройстве играет проводник, с достаточно высоким сопротивлением.
Конструктивные особенности резистивного кабеля
Основу конструкции кабеля составляют специальные жилы из стали. В зависимости от количества жил, нагревательный кабель может быть двух типов:
Токопроводящая жила в обязательном порядке подлежит изоляции при помощи использования специальных материалов. Некоторые кабеля отличаются двумя слоями изоляции. Изолирующий металл покрывается защитным экраном из металла, который еще называется экранизирующей оплеткой. Оплетка предназначена специально для защиты кабеля от механических повреждений и в качестве элемента заземления. Для обеспечения полноценной протекции в устройстве может использоваться наружная защитная оболочка.
Резистивный греющий кабель с одной жилой имеет только одну нагревающуюся токопроводящую жилу. Эта жила идет по всей длине конструкции. Использование такого устройства по праву считается самым бюджетным. Это объясняется тем, что такой кабель максимально устойчив к воздействию достаточно высоких температурных режимов. Приспособление обеспечивается электропитанием с обеих сторон.
Очень часто такая схема создает определенные трудности в плане монтажа. Объясняются они тем, что при крепление обязательно подразумевает возврат греющего проводника в точку его соединения. Кроме того может возникнуть необходимость в использовании некоторых дополнительных систем питания.
Конструкция двужильная состоит из двух проводов: нагревательного и токопроводящего. Но одном конце такого провода устанавливается муфта, а на второй конец подается ток. Такой вариант расположения использовать намного легче и комфортнее.
Резистивные кабеля бывают двух видов – одножильные и двужильные. Двужильные кабеля считаются более простыми и эффективными в использовании.
Принцип работы
Резистивный греющий кабель работает по типу простого электрического нагревателя. Основной принцип работы состоит в том, что проводник с большим сопротивлением проводит ток и, благодаря этому, происходит выделение тепла. Объемы тепловыделения зависят от объемов силы тока и мощности сопротивления проводника. Купить резистивный кабель можно отрезками определенной длины. Каждому кабелю характерно определенное сопротивление и при работе каждый кабель выделяет определенное количество тепла.
Принцип работы одножильного проводника заключается в подключении к электроэнергии с двух концов. При таком варианте резистивный кабель протягивается петлей таким образом чтоб оба конца элемента стыковались в одном месте. Использование двух жил дает возможность не подводить оба конца изделия и соединять их в одной точке. Второй принцип подключения обеспечивает возможность использовать такие кабеля в домашнем хозяйстве и быту.
Резистивный греющий кабель работает по принципу закона Джоуля-Ленца. Чем выше сопротивление на определенном участке кабеля, тем большее количество тепла выделяется.
Преимущества и недостатки использования
К преимуществам использования резистивного кабеля можно отнести:
Резистивный кабель долговечен и прочен, но имеет и некоторые недостатки в использовании.
К недостаткам использования такого кабеля можно отнести невозможность сделать устройство более длинным или более коротким, а также необходимость полностью менять весь кабель при выходе из строя хотя бы одного элемента.
Как устроен резистивный греющий кабель?
Что такое резистивный греющий кабель
На вопрос, что такое резистивный греющий кабель, буду отвечать с самого начала.
Маркировка греющего кабеля
Зная, как расшифровать обозначение греющего кабеля, можно безошибочно подобрать для себя подходящий вариант.
По всей длине греющего электрокабеля для водопроводной трубы нанесена маркировка. Здесь есть основные размеры. Указана также и страна-производитель
Так, маркировку, нанесенную на саморегулирующийся кабель Raychem, 10BTV2-CR можно прочитать так:
На присутствие медного экрана и внешнего изоляционного слоя в конструкции кабеля указывают и буквы СТ, CF. Если этих символов в маркировке нет, тогда это полуфабрикат.
На кабелях, поставляемых «Тепловыми системами», из обозначения можно узнать тип оболочки. Аббревиатура TSA…P указывает на наличие атмосферостойкой оболочки из полиолефина.
А вот TSA…F — говорит о том, что оболочка кабеля выполнена из коррозионно-устойчивого фторполимера.
Если саморегулирующийся кабель не имеет экрана, его класс защиты 0 (ноль). Применять его можно только в условиях отсутствия влаги, токопроводящей пыли и не противоречащих п. 1.1.13 ПУЭ.
Обычно производители предоставляют таблицы. По ним можно сориентироваться относительно расхода мощности на метр погонный трубы. При установке кабеля в трубу в среднем расходуется 10 Вт/м, а при наружном монтаже — минимум 17 Вт/м
Маркировка кабеля без оплетки может выглядеть следующим образом: SRL 30-2. В этом случае это кабель марки SRL, мощностью 30 Вт/м, запланированный на напряжение 220 В.
В маркировке HS-FSM2 также отсутствуют символы CR, что говорит о том, что у этого кабеля нет экрана.
Как устроен
Если вы хотя бы немного знакомы с электрическим током, то должны знать, что прохождение электрического тока по любому проводнику, связано с выделением тепла на этом проводнике. Количество выделенного тепла прямо пропорционально электрическому сопротивлению проводника и описывается законом Джоуля-Ленца.
В контексте статьи, для нас в этом законе важно, что чем больше сопротивление проводника, тем больше тепла выделится на нём при прохождении электротока.
Именно это физическое свойство легло в основу работы и конструкции резистивного кабеля. Само его название, резистивный, происходит от слово резистор (сопротивление).
По конструкции резистивный кабель это тонкие металлические жилы, изготовленные из материала с большим электрическим сопротивлением. Жилы очень тонкие. В конструкции кабеля их может быть либо две, это двухжильный резистивный кабель, либо одна, это одножильный резистивный кабель.
Для электрической безопасности, как положено по правилам ПУЭ, жилы кабеля окружены материалом, не пропускающим электричество. Этот диэлектрик называется изоляцией кабеля. Кроме диэлектрических свойств, изоляция резистивного кабеля имеет отличную устойчивость к высоким температурам. Это понятно, так как кабель в нормальном рабочем процессе греется.
Кроме тепла, прохождение электрического тока по проводнику, создает вокруг проводника электромагнитные поля, которые являются помехами в работе многих электрических приборов и от части, вредны для человека. Для снижения влияние этих полей, резистивный греющий кабель, помещают в металлическую оплётку. Она же (оплётка) усиливает механическую защиту тонкой жилы кабеля.
Стоит отметить и это важно, что электрические помехи двухжильного резистивного кабеля, значительно ниже одножильного. Связано это с разнонаправленными магнитными полями двух жил, которые гасят друг друга при работе кабеля.
Всю описанную выше конструкцию резистивного кабеля помещают в единую оболочку, которая завершает герметичную конструкцию греющего кабеля( 3, 4 на фото). Изготавливают оболочку из термостойких полимерных материалов.
Обратите внимание, что в конструкции самых дешевых одножильных резистивных кабелей, может не быть металлической оплётки (2). Просто, одна металлическая, чаще стальная, жила покрытая термостойким пластиком. Самый дешевый кабель без экрана продается на отрез и стоит около 100 рублей за метр.
Разновидности греющих кабелей
Различают кабели нагревающие резистивные и саморегулирующиеся. Основная их характеристика — удельное тепловыделение, выражаемое в количестве теплоты, приходящейся на погонный метр.
Кабель может содержать в себе несколько составляющих, объединенных в единую систему.
Греющий кабель отличается от традиционного функциональностью. Он не транспортирует ток, а потребляет его. Сопротивление в нем регулируется в зависимости от температуры, которую нужно поддерживать
Монтируют его на коммуникации одним из двух методов — вдоль трубопровода и путем внутренней установки. На выбор метода влияют конкретные обстоятельства.
Вид #1 — резистивный кабель
Принцип функционирования основан на свойстве металлов прогреваться при прохождении по ним электрического тока. Нагревается здесь металлическая жила, а само устройство можно сравнить с длинным кипятильником. Особенностью таких кабелей является стабильное количество выделяемого тепла при любой наружной температуре.
В этом кроется и главный их недостаток — невозможность экономии электроэнергии. Расход ее будет одинаковым и при +1 °C, и при – 18 °C снаружи, если не оснастить систему терморегулятором и датчиками температуры.
Такие провода нельзя располагать вплотную друг к другу, также при укладке необходимо исключить их пересечение. В противном случае — перегрев и все вытекающие из него последствия. В свою очередь, греющий кабель резистивного типа бывает трех видов — одно- и двухжильный, а также зональный.
Двужильные более дорогие, чем одножильные, но, несмотря на это, пользуются большей популярностью. Это объясняется тем, что в силу их конструктивных особенностей при подключении не возникает сложностей.
Резистивный кабель прогревается одинаково по всей длине. Если условия эксплуатации меняются, он не может к ним адаптироваться
Двужильные изделия имеют мощность 15,6 Вт/м при максимальной температуре 90⁰. Одножильный кабель характеризуется мощностью 20 – 30 Вт/м. Температурный предел — 120 °C.
Основное отличие одно- и двужильных изделий заключается в способе подключения. У двужильного провода один из концов заглушен, а с противоположной стороны — простой электрический шнур со стандартной вилкой, предназначенной для включения в розетку 220 В.
Одна из жил в нем отвечает за нагрев, а вторая служит проводником электрического тока. Провода одножильные подключают обоими концами, а это несколько неудобно.
Особенностью резистивного провода первых двух видов является и то, что его нельзя разрезать. Он просто становится неработоспособным, поэтому приобретенный кабель нужно укладывать полностью.
Зональный термокабель представляет собой несколько усовершенствованную структуру. Между его жилами имеются нагревающие спирали. Они расположены так, что шнур с определенным шагом можно раскраивать на отрезки.
Кабель резистивный зональный обладает уникальными свойствами. Тогда как обычные резистивные кабели нарезать нельзя, зональный в процессе монтажа можно раскроить на нужные отрезки
С перегоранием проводника на каком-то участке такого изделия, возникнет зона холода, но сама система функционировать не перестанет.
Вид #2 — саморегулирующийся греющий кабель
Параллельно расположенные проводники в саморегулирующемся кабеле разделены полупроводящей матрицей с нагревательным элементом в сердцевине. Он и излучает тепло постоянно, а по проводникам только проходит ток. Сам кабель имеет вид ленты. Его можно разрезать в любом месте без риска возникновения участка холода.
По своему конструктивному исполнению этот тип греющего изделия являет собой гибкий ТЭН. Верхняя полимерная оболочка является общей защитой. Металлической оплетке, следующей за ней, отведена роль заземления, экрана, защиты от внешних воздействий. Витые проводники и матрицу защищает термопластичная обмотка
В зависимости от окружающей температуры теплоотдачу кабеля можно регулировать, хотя подстроиться под внешнюю среду может и самостоятельно.
Он повышает мощность при падении температуры внутри трубы и отключается, когда она растет. Так как количество отдаваемого тепла нормируется, изделие никогда не перегревается. Саморегулирующий кабель обладает большой прочностью, хорошо держит ударные нагрузки, устойчив к влаге и агрессивной химии.
Для подогрева трубопроводной магистрали саморегулирующийся кабель — оптимальный вариант. Он регулирует температуру таким образом, что участок, находящийся в месте с более низкой температурой, нагревается больше. На температуре остальных зон это не отражается
Из-за того, что в составе полимер-диэлектрика, из которого изготовлена матрица саморегулирующего кабеля, имеется проводящий тонкодисперсный материал, возможна корректировка температуры.
Происходит это следующим образом:
Служит этот кабель долго — около 10 лет. При перехлесте он не перегревается, поскольку мощность в этом районе становится минимальной. При нарезке кабеля изменится полная мощность сегмента, а нагрев останется прежним.
Особенности одножильных греющих кабелей
О первой особенности одножильного греющего кабеля я уже сказал, это высокий электромагнитный фон. Поэтому приобретая такой кабель для применения внутри помещений, наличие медной оплётки обязательно.
Вторая особенность резистивного кабеля с одной греющей хилой, это необходимость подключения кабеля к электропитанию с двух разных концов. А это проще всего сделать, закольцевав прокладку кабеля. То есть, одножильный греющий кабель нужно укладывать по замкнутой трассе, что не всегда удобно. Или тянуть вместе с кабелем дополнительный питающий провод, что возможно при обогреве кровли, но нереально при обогреве полов.
Конструктивные особенности
Как устроен проводник? В основу его конструкции входят стальные жилы (одна или две) в зависимости от этого резистивный нагревательный кабель разделяется на два вида: с одной и с двумя жилами. Токопроводящую жилу изолируют специальным материалом. В некоторых видах в конструкцию входит два слоя изоляции. На изолирующий материал наносится защитный экран из металла (экранизирующая оплетка). Ее назначение – это защита от механических повреждений, а также использование в качестве заземления. Для полноценной защиты применяется наружная защитная оболочка.
Резистивный греющий кабель с одной жилой обладает одной нагревательной токопроводящей жилой, которая занимает всю длину конструкции. Применение такого устройства считается самым оптимальным по затратам, так как он устойчив к воздействию высоких температур пластика. Электропитание подводится с двух сторон приспособления. Такая схема может образовывать некоторые границы в плане монтажа, так как возникает надобность возвращать греющий проводник к точке его соединения. Также возникает необходимости использовать дополнительные системы питания.
Конструкция с двумя жилами включает два провода: нагревательный и токопроводящий. Электрический ток подается на один конец провода, а на другой конец устанавливается муфта. При составлении проекта этот вариант конструкции использовать гораздо комфортнее.
Плюсы 2-х жильных греющих кабелей
В отличие от одножильных, двухжильные греющие кабели можно подключать к электропитанию с одного конца. На втором конце жилы кабеля просто соединяют специальной муфтой или в более современных вариантах, соединяют, используя технологию соединений без муфт.
Этот несомненный плюс двухжильных греющих кабелей значительно упрощает их монтаж, расширяет диапазон применения, однако увеличивает цену, приблизительно 180 рублей за метр против 120 рублей.
Теплые полы с резистивным греющим кабелем
Комплекты теплых полов с резистивным греющим кабелем продаются заводскими комплектами заданной длины. Связано это с трудностями самостоятельного электрического монтажа кабеля из-за тонкости жил и сложностями их качественных соединений.
Каждая длина комплекта рассчитана на определенную площадь помещения. Покажу для примера таблицу соответствий площади-длины-мощности одного производителя.
Комплект кабельного теплого пола включает сам кабель, с присоединённым «холодным» концом для подключения и соединением концов в двухжильном варианте кабеля.
Как вариант теплого пола, двухжильные резистивные кабели используются для производства тепловых электрических матов.
