Саморегулиращ се нагревателен кабел за водопроводни тръби: преглед на технологията на монтаж

Видове нагревателни кабели за тръби

Нека разгледаме по-подробно видовете нагревателни кабели.

Съпротивителен нагревателен кабел

Съпротивителните нагревателни кабели са най-простият и най-евтиният тип. Принципът им на действие е подобен на този на електрическата нагревателна спирала, която се нагрява при преминаване на електричество през нея.

Сърцевината на тези кабели е нагревателна сърцевина, най-често нихромна, покрита с два слоя изолация, заземителен екран, който изпълнява и укрепваща функция. Този "пай" е покрит със защитна обвивка отгоре. Задължителното заземяване се дължи на строги изисквания за безопасност в случай на нарушаване на целостта на проводника.

Производителите предлагат едножилни и двужилни видове резистивни кабели.

За да функционира отоплението, е необходимо електрическата верига да се зацикли, т.е. захранването трябва да бъде свързано към двата края на проводника. В случай на едноядрена система могат да възникнат трудности при свързването. Възможно е кабелът да се удвои, но тогава разходът на материали и съответно разходите са точно два пъти по-високи. Поради тази причина най-разпространени са двужилните кабели.

Завъртането се осигурява от контактна втулка, която се монтира в края на кабела и затваря веригата. Най-големият недостатък на този вариант е, че тази втулка може да се монтира само в завода, така че парчетата кабел са налични само в размерите, предлагани от производителите. Строго забранено е да режете кабела сами. Един от недостатъците е, че за да се намали потреблението на енергия, е необходимо закупуването и инсталирането на допълнително оборудване под формата на система за управление на захранването. оборудване под формата на автоматичен система за управление, която поддържа предварително зададен температурен профил.

Саморегулиращ се нагревателен кабел

Съществуват и саморегулиращи се полупроводникови нагревателни кабели, които са най-икономични и се различават съществено както по принцип, така и по своята конструкция.

Металните проводници са свързани помежду си с полупроводников джъмпер, който е нагревателният елемент. Поради уникалните характеристики на полупроводника, неговата електропроводимост е в пряка зависимост от температурата на околната среда. С понижаването на температурата съпротивлението се понижава и се увеличава производството на топлина, а с повишаването на температурата консумацията на енергия съответно намалява. Но най-интересното е, че температурата се саморегулира по целия кабел във всяка точка, така че различните зони имат различна степен на нагряване и температурата се повишава само там, където е необходимо, поради което консумацията на енергия е сведена до минимум.

Предимството на полупроводниковия тип е, че кабелът може да бъде закупен с всякаква желана дължина, като линиите на прекъсване са отбелязани на малки интервали.

Най-големият му недостатък несъмнено е доста високата му цена. Изборът между висока цена и ниска консумация на енергия обаче зависи от всеки.

Ето видео преглед на саморегулиращата се нагревателна лента:

2. Какви параметри влияят на избора ми?

Преди да закупите необходимото количество кабел, трябва ясно да решите кой тип е подходящ за вашите нужди. Съществуват пет основни характеристики, които се използват за разграничаване на продукта:

• Тип - кабелът може да бъде саморегулиращ се или резистивен. Принципът на работа е един и същ и при двата нагревателя. Нагряването се дължи на тока, който протича през вътрешните ядра;
• В зависимост от материала на външната изолация. Този критерий определя дали кабелът може да се използва при определени условия. Например за канализационна отоплителна система или дренажна система трябва да се изберат кабели с полиолефиново покритие. За кабели, които ще се монтират на покриви или в промишлени приложения, където се изисква допълнителна защита срещу UV лъчи, се предлага флуорополимерна изолация. Ако кабелът трябва да се монтира във вътрешната кухина на водопроводните тръби, по-добре е да се избере покритие за хранителни цели, т.е. флуоропластова изолация. Това ще предотврати промяната във вкуса на водата, която понякога се случва;
• Липсата или наличието на щит (оплетка). Оплетката прави продукта по-здрав и устойчив на различни механични въздействия, а екранът служи и като заземителен екран. Липсата на този елемент показва, че продуктът ви принадлежи към бюджетната категория;
• Температурен клас - прави се разграничение между нискотемпературни, среднотемпературни и високотемпературни нагреватели. Тази оценка е много важна при създаването на отоплителна система за водопровод и канализация. Нискотемпературните елементи се нагряват до температура +65°C, имат мощност под 15 W/m и са подходящи за нагряване на тръби с малък диаметър. Среднотемпературните елементи се нагряват до максимална температура от +120°C, мощността им достига 10-33 W/m и се използват за защита от замръзване на тръби със среден диаметър или за отопление на покриви. Високотемпературните термокабели могат да се нагряват до +190°C и имат плътност на мощността от 15 до 95 W/m. Този тип е подходящ за промишлени приложения или при използване на тръби с голям диаметър. За домашно приложение такива проводници се считат за твърде мощни и скъпи;
• По мощност. Трябва да се вземат предвид данните за мощността на топлоносителя. Ако изберете проводник с ниска мощност, просто няма да постигнете желания резултат. Превишаването на изискваното ниво може да доведе до твърде висока консумация на енергия, което на практика не е оправдано. Изборът на необходимото ниво на мощност зависи най-вече от диаметъра на тръбата, която трябва да се нагрява. Според препоръките на специалисти 10 W/m за тръби с диаметър 15-25 mm, 16 W/m за тръби с диаметър 25-40 mm, 30 W/m за тръби с диаметър 60-80 mm и 40 W/m за тръби с диаметър над 80 mm са достатъчни.

Видове отопление на тръби

Нагревателните кабели се класифицират според топлинната си мощност на саморегулиращи се и съпротивителни системи. Всеки от тях има свои собствени характеристики.

Съпротивителен вариант за отопление

Принципът на работа на този кабел е да нагрява изолираната метална сърцевина и е важно да се следи температурата, за да се предотврати изгарянето на нагревателния елемент. Предлага се като едножилен или двужилен кабел. Първият тип се използва рядко, тъй като изисква късо съединение. Тази система понякога не е възможна при тръбно отопление

Понякога тази система не е възможна при тръбното отопление.

Проектиране на резистивен кабел

Двупроводният кабел е по-практичен - единият край на кабела е свързан към електрическата мрежа, а на другия край е монтирана контактна втулка, която осигурява късо съединение. Единият проводник може да служи като източник на топлина, а вторият служи само за необходимата проводимост. Понякога се използват и двата проводника, което увеличава топлинната мощност на самия нагревател.

Проводниците са защитени с многослойна изолация, която е заземена под формата на контур (екран). За защита от механични повреди външният контур е изработен от PVC обвивка.

Изглед на сечението на два вида резистивни кабели

Тази система има своите предимства и недостатъци. Първите включват:

• Висока мощност и топлинна мощност, които са необходими за тръбопроводи с внушителен диаметър или със значително количество оформящи детайли (тройници, фланци и др.)
• Ниски разходи за строителство. Такъв кабел за отопление на водопроводни тръби с минимален капацитет струва 150 рубли на метър.

Недостатъците на системата включват следното:

• За правилна работа е необходимо да се закупят допълнителни елементи (температурен сензор, контролен блок за автоматично управление).
• Кабелът се продава с определен метър, с монтирана в производствени условия крайна контактна втулка. Самостоятелното рязане не е разрешено.

За по-икономична работа се използва вторият вариант.

Полупроводниково саморегулиране

Тази система саморегулиращ се нагревателен кабел за водопроводни тръби е напълно различен по принцип от първия вариант. Двата проводника (метални) са разделени от специална полупроводникова матрица, която действа като източник на нагряване. Това осигурява висока проводимост на тока при ниски температури. В същото време, когато температурата се повиши, консумацията на електроенергия се намалява значително.

Опция за инсталиране

Тези характеристики позволяват достигането на най-високи температури в най-уязвимите зони. Този тип кабелна система има за отоплителни водопроводи предимства:

• Спестяването на енергия се увеличава, тъй като системата намалява мощността при повишаване на околната температура.
• Възможно е да се закупи необходимата дължина, а точките за рязане са с дължина 20 или 50 см.

Съществува и недостатък: цената на самия кабел е висока. Цената на най-простите видове е около 300 рубли на метър, а цената на най-усъвършенстваните модели е над 1000 рубли.

Версия за рязане със саморегулиращ се нагревателен проводник

Всяка система може да се инсталира вътре или извън тръбата. Всяка технология има свои собствени характеристики, които трябва да се вземат предвид при монтажа. Например за външни инсталации е по-добре да се избират модели със сплескано напречно сечение, тъй като по-голямата повърхност на кабела ще бъде в контакт с тръбата, което ще увеличи топлинната мощност. Диапазонът на мощността е широк - можете да избирате между 10 и 60 вата на метър.

Как да изберем правилния кабел?

При избора на подходящ нагревателен кабел е важно да се определи не само видът, но и мощността.

При това трябва да вземете предвид параметри като:

• предназначението на конструкцията (за канализационни и водопроводни тръби изчисленията се правят по различен начин);
• Материалът, използван в канализационната система;
• Диаметърът на тръбопровода;
• характеристиките на отопляваната зона;
• Характеристики на използвания топлоизолационен материал.

Въз основа на тази информация изчислете топлинните загуби на метър конструкция, изберете вида на кабела, неговия капацитет и след това определете подходящата дължина на комплекта. Изчисленията могат да бъдат направени с помощта на специална формула, изчислителни таблици или онлайн калкулатор.

Формулата за изчисление е следната:

Qtr - топлинни загуби на тръбата (W); - коефициент на топлопроводност на топлоизолацията; Ltr - дължина на отопляемата тръба (m); tvn - температура на съдържанието на тръбата (C), tnar - минимална температура на околната среда (C); D - външен диаметър на комуникацията по отношение на топлоизолацията (m); d - външен диаметър на комуникацията (m); 1,3 - коефициент на сигурност

След като се изчислят топлинните загуби, трябва да се изчисли дължината на системата. За тази цел разделете изчислената стойност на специфичната мощност на нагревателния кабел. Резултатът трябва да се увеличи, като се вземе предвид нагряването на допълнителни елементи. Мощността на канализационния кабел започва от 17 W/m и може да надхвърли 30 W/m.

При канализационните тръби от PE и PVC максималната мощност е 17 W/m. Ако се използва кабел с по-висока мощност, съществува голям риск от прегряване и повреда на тръбата. Информация за характеристиките на продукта може да бъде намерена в техническия му паспорт.

С помощта на таблицата е малко по-лесно да се избере подходящият вариант. За да направите това, първо определете диаметъра на тръбата и дебелината на топлоизолацията, както и очакваната разлика между температурата на въздуха и съдържанието на тръбата. Последните могат да бъдат намерени, като се използват референтни данни според региона.

В пресечната точка на съответния ред и колона можете да намерите стойността на топлинните загуби за един метър тръба. След това трябва да се изчисли общата дължина на кабела. За да направите това, умножете специфичните топлинни загуби от таблицата по дължината на тръбата и коефициента 1,3.

Таблицата дава възможност да се намерят специфичните топлинни загуби на тръба с определен диаметър, като се вземат предвид дебелината на изолационния материал и условията на експлоатация на тръбата (+).

Разделете резултата на специфичната мощност на кабела. След това трябва да се вземе предвид влиянието на допълнителните елементи, ако има такива. На специализирани уебсайтове можете да намерите удобни онлайн калкулатори. Въведете необходимите данни, напр. диаметър на тръбата, дебелина на топлоизолацията, в съответните полета, температурата на околната среда и на процеса, работната температура, температурата на флуида и др. Калкулаторите могат да бъдат намерени в интернет и да се използват свободно на всички уебсайтове.

Такива програми обикновено предлагат на потребителя допълнителни възможности, като например помощ при изчисляване на необходимия диаметър на канализацията, размерите на изолационния слой, вида на изолацията и др.

По желание можете да изберете типа на инсталацията, да разберете подходящата стъпка при инсталиране на нагревателния кабел като спирала и да получите списък и брой на аксесоарите, които ще са необходими за инсталиране на системата.

При избора на саморегулиращ се кабел е важно да се вземе предвид правилният диаметър на конструкцията, на която ще бъде монтиран. Например, за диаметри на тръбите диаметър 110 мм, препоръчваме маркатаLavita GWS30-2 или подобен вариант от друг производител

За тръба с диаметър 50 мм е подходящ Lavita GWS24-2, за структура с диаметър 32 мм - Lavita GWS16-2 и т.н.

Сложни изчисления не са необходими за канализация, която се използва рядко, напр. в лятна вила или в къща, която се използва само от време на време. В такъв случай просто вземете кабел 17 W/m с дължина, съответстваща на размера на тръбата. Кабел с такъв капацитет може да се използва както отвън, така и отвътре на тръбата, и не е необходимо да бъде снабден с уплътнител.

При избора на подходящ нагревателен кабел неговата производителност трябва да се обвърже с изчислените топлинни загуби на канализационната тръба.

Изберете нагревателни кабели със специална защита срещу корозия, например DVU-13, за прокарване на нагревателния кабел вътре в тръбата. В някои случаи марката Lavita RGS 30-2CR се използва за вътрешен монтаж. Това не е правилното решение, но е приемливо.

Този тип кабели са предназначени за отопление на покриви или дъждовни канализации, така че нямат корозионна защита. Това може да се счита само за временно решение, тъй като кабелът Lavita RGS 30-2CR неизбежно ще се повреди при неподходящи условия след продължителна употреба.

Видове нагревателни кабели

Всички отоплителни системи се разделят на две големи категории: съпротивителни и саморегулиращи се. Всеки тип има собствена област на приложение. Да кажем, че резистивният е добър за отопление на къси участъци от тръби с малко сечение, до 40 mm, но за по-дълги участъци от водопроводната мрежа е по-добре да се използва саморегулиращ се (известен още като "samreg") кабел.

Тип #1 - резистивен

Принципът на действие е прост: през един или два проводника в изолационна намотка се пропуска ток, за да се нагрее. Максималният ток и високото съпротивление се съчетават с висок коефициент на разсейване на топлината. В търговската мрежа се предлагат парчета резистивен кабел с определена дължина и постоянно съпротивление. По време на работа те отделят еднакво количество топлина по цялата си дължина.

Едножилният кабел, както подсказва името му, има едно жило, двойна изолация и външно екраниране. Единичната сърцевина действа като нагревателен елемент

Когато инсталирате системата, не забравяйте, че едножилният кабел се свързва в двата края, както е показано на следната схема:

Връзката на едножилния тип наподобява примка: първо се свързва към източника на енергия, след това се изтегля (навива) по цялата дължина на тръбата и се връща обратно.

Затворените отоплителни кръгове се използват предимно за отопление на покривни отводнителни системи или за подово отопление, но има вариант, който може да се използва и за водопровод.

Монтажът на едножилни нагревателни кабели се характеризира с на водопроводна тръба е монтирането му от двете страни. В този случай се използва само външната връзка.

Единичният проводник не е подходящ за вътрешен монтаж, тъй като "примката" изисква голямо вътрешно пространство и може да доведе до прегряване, ако проводниците случайно се пресекат.

Двужилният кабел се отличава с разделение на функциите на жилата: едното отговаря за отоплението, а другото - за захранването.

Окабеляването също е различно. Не е необходимо да се монтира "примка": В резултат на това кабелът е свързан в единия си край към захранването, а другият край се простира по протежение на тръбата.

Двужилните кабели за съпротивление се използват също толкова широко във водопроводните системи, колкото и кабелите Samreg. Те могат да се монтират в тръбите с помощта на тройници и втулки.

Основното предимство на резистивните кабели е тяхната ниска цена. Много хора отбелязват неговата надеждност, дълъг експлоатационен живот (до 10-15 години) и лесен монтаж. Но има и недостатъци:

• голяма вероятност от прегряване на места, където два кабела се пресичат или са близо един до друг;
• фиксирана дължина - не е възможно да се увеличи или съкрати;
• невъзможност за подмяна на изгорял участък - трябва да се подмени целият кабел;
• Невъзможност за регулиране на мощността - тя е винаги една и съща по цялата дължина.

За да се избегнат разходите за постоянно свързване на кабела (което е непрактично), се инсталира термостат със сензори. Когато температурата падне до + 2-3 ºC, започва автоматично отопление; когато температурата се повиши до + 6-7 ºC, енергията се изключва.

Тип #2 - саморегулиране

Този тип кабел е универсален и може да се използва за различни приложения: отопление на покривни елементи и водни системи, канализационни тръби и резервоари с течности. Неговата особеност е саморегулиращата се Топлинната мощност и интензивността на подаване на топлина от нагревателя се регулират самостоятелно. След като температурата падне под зададената стойност (например + 3 ºC), кабелът започва да се нагрява без чужда помощ.

Схема на саморегулиращ се кабел. Основната разлика с резистивния му аналог е проводимата нагревателна матрица, която отговаря за регулирането на температурата на нагряване. Изолационните слоеве са едни и същи.

Принципът на Самрег се основава на свойството на проводника да намалява/увеличава интензитета на тока в зависимост от съпротивлението. С увеличаване на съпротивлението интензитетът на тока намалява, което води до намаляване на мощността. Какво се случва с кабела, когато се охлади? Съпротивлението спада - интензитетът на тока се увеличава - започва процесът на нагряване.

Моделите със саморегулиране имат предимството на "зониране" на работата. Той сам разпределя "работната си сила": загрява добре охладените зони и поддържа оптимална температура там, където не е необходимо силно нагряване.

Саморегулиращият се кабел работи през цялото време и това е добре дошло през студения сезон. Въпреки това, при размразяване или през пролетта, когато студът е спрял, не е рационално да го държите включен.

За да автоматизирате напълно процеса на включване и изключване на кабела, можете да оборудвате системата с термостат, който е "обвързан" с външната температура.

Предимства на нагревателните кабели

Снимка 4. От близко разстояние

На практика клиентите вече признават положителните аспекти на тези продукти:

1. Достъпни цени.
2. Устойчиви са на всички видове влияния - биологични, термични, климатични, химически. Структурата ще ви осигури топлина при всякакви обстоятелства.
3. Няма вредно въздействие върху здравето на хората наоколо.
4. Лесна работа.
5. Дълъг живот, от 25 години и повече.
6. Широката гама от приложения, с които може да се похвали нагревателният кабел.
7. Кабел за отопление със самоконтрол. Това означава, че потребителят може сам да включва и изключва системата, когато му е удобно.

Видове нагревателни кабели

Снимка 5. Пример за монтаж

Съществуват общо две основни разновидности на тези продукти:

Съпротивителен нагревателен кабел.

Функцията на нагревателните елементи се изпълнява от токопроводите, когато се използват тези продукти. За тръбите тези видове нагреватели се използват все по-рядко.

Саморегулиращи се нагревателни кабели.

Най-удобен за използване.

Саморегулиращи се нагревателни кабели

Състои се от един или повече проводници, които са изолирани един от друг чрез специални обвивки. Продуктите се използват в различни приложения.

Необходимата работна мощност се поддържа от самия продукт. Същото важи и за количеството генерирана топлина. Най-често параметрите се определят от вида на метеорологичните условия, преобладаващи на мястото, където се използва системата.

Самото съпротивление определя работата на кабела. При по-голямо съпротивление потокът на тока намалява. Това намалява и мощността. Отоплителният кабел автоматично разпознава зоните, в които е необходимо да се повиши или намали градусът.

Съпротивителен нагревателен кабел

Състои се от една или две проводящи жици. Те не са самонарезни и се различават от съществуващите си аналози по фиксираната си дължина.

В този случай не е възможно да се променя мощността без използването на термостати. Такива нагревателни кабели често се намират в канализационните тръби.

Ако продуктът включва два паралелни проводника, през които протича ток, той е зонален подвид. Проводникът, прикрепен към жилата на определено разстояние, действа като нагревателен елемент. Тези видове са снабдени със специални маркировки, които лесно се отрязват при монтажа на нагревателния кабел.

Как да поставите нагревателния кабел извън тръбата

За да инсталирате отвън, ще ви е необходимо

самият кабел

алуминиева лента

Това трябва да е лента с добро метално покритие. Евтиното лавсаново фолио с метализирано покритие няма да е подходящо.

найлонови връзки

топлоизолация

Увийте фолиото с тиксо около изолираната зона, за да разпределите топлината равномерно по цялата дължина.

Грешка № 6
Не е необходимо да се увива цялата тръба.

Да речем, че имате тръба с тегло сто или повече килограма. Залепвате една лента по протежение на лентата и това е всичко. Не е необходимо да се използва материал за цялата повърхност.

Грешка #7
Стоманените и медните тръби изобщо не трябва да се залепват.

Това се отнася и за гофрираните метални тръби. При тях е достатъчен само горният слой.

След това трябва да се фиксира кабелът.

Грешка #8
Най-често това се прави с една и съща алуминиева самозалепваща се лента.

Това обаче е свързано с риска проводникът евентуално да "изскочи" и да започне да се отдалечава от стената, което многократно намалява топлопредаването.

За да предотвратите това, използвайте найлонови връзки. Разстоянието между връзките е 15-20 см.

Самият кабел може да бъде положен като равна лента или на пръстени около него. Първият вариант се счита за по-разумен за канализационни тръби и тръби с малък диаметър.

Именно тук застъпването в спиралата ще ви струва доста скъпо. Но често това е единственият начин за правилно отопление на тръби с голямо сечение при силни студове.

Грешка #9
Когато полагате кабела в права линия, поставете го в долната част на тръбата, а не в горната или страничната.

Колкото по-топла е водата, толкова по-малка е нейната плътност, което означава, че при нагряване тя ще се издига нагоре. Неправилният монтаж може да доведе до изстудяване на дъното на тръбата, което може да доведе до повреди от замръзване, особено в канализационните системи.

В тези системи водата тече отдолу. Освен това тези тръби никога не са пълни.

Върху кабела се залепва още един слой фолио.

След това целият този "пай" (тръба - скоч - кабел - скоч - лента) се покрива с топлоизолация под формата на разпенен полиетилен.

Използването му е задължително. Тя задържа цялата топлина вътре и намалява консумацията на енергия.

Топлоизолационното съединение се запечатва с армираща лепенка.

В противен случай няма да постигнете максимална въздухонепроницаемост. Ако разполагате със сглобяем комплект с щепсел в края на кабела, това на практика е краят на инсталацията. Включете кабела в контакта и забравете за измръзването веднъж завинаги.

В обобщение

Проблемът с непрекъснатото водоснабдяване в частен дом е актуален и днес. При полагането на тръби всеки смята, че е направил всичко възможно, за да водата в тръбите да не замръзва.Но дойде ли зимата, не всичко е било обмислено във всеки детайл. Отоплението на тръбите в най-уязвимите места е своеобразна застраховка за всички случаи. Като цяло всяка зима се характеризира с определени периоди, когато отрицателните температури достигат най-високите си стойности. Следователно отоплението може да се включва точно в тези пикови периоди, а през останалото време да се изключва, като температурата може да се следи онлайн според прогнозата за времето. По правило повечето прогнози са напълно реални, така че винаги можете да разчитате на тях. За да сте сигурни, отоплението може да се включва само през нощта и да се изключва през деня, когато температурата се повиши. В този случай няма да се налага да плащате много за електроенергия, но водоснабдяването на къщата ще бъде постоянно.

В по-студените региони, когато студеното и мразовито време продължава дълго време, проблемът става още по-остър. При такива условия няма как да се мине без загряване на водопроводните тръби. При такива условия земята замръзва достатъчно дълбоко, така че няма смисъл да се спускате твърде дълбоко, още повече че при всички случаи ще се наложи да вкарате вода в жилището, а това е голям риск. Най-добрият вариант за предпазване на водоснабдителната система от замръзване е да се организира отопление на тръбите и надеждна топлоизолация. Важното е да го направите правилно и навреме.

Как да изберем нагревателен кабел в тръба

Гледайте този видеоклип в YouTube