Греющий кабель для водопроводных труб

Нагревательные элементы

Форма трубы (точнее, отношение ее диаметра к длине) диктует форму нагревателя: это должен быть кабель.

Греющие кабели, присутствующие в настоящее время на рынке, можно разделить на две основные категории:

1. Резистивные;

Структура резистивного кабеля.

1. Саморегулирующиеся.

Резистивные

Понять принцип его работы легко любому человеку, который не прогуливал физику в школе. Через проводник с высоким сопротивлением течет ток, который вызывает его нагрев. Регулируя удельное сопротивление и длину проводника, можно регулировать удельную и общую потребляемую кабелем мощность, которая полностью преобразуются в тепловую энергию.

Резистивный электрический греющий кабель может быть одножильным и двужильным. В первом случае проводник подключается к источнику питания двумя концами, во втором — одним, что, как правило, гораздо удобнее.

Одножильный и двужильный.

Ключевые особенности, которыми обладает резистивный нагревательный кабель для водопровода и канализации, нетрудно предсказать, зная его устройство:

• Он продается отрезками фиксированной длины и мощности. Резать кабель нельзя;
• Перехлест может привести к локальному перегреву и разрушению изоляции;
• Цена погонного метра минимальна и незначительно отличается от стоимости обычного медного провода небольшого сечения;
• Мощность, потребляемая кабелем, неизменна. В частности, для него нехарактерны высокие значения пусковых токов.

Уменьшение длины проводника при неизменном напряжении питания приведет к падению его сопротивления, а, значит, к увеличению текущего через кабель тока (это прямо следует из закона Ома).

Закон Ома: ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению проводника.

Так закон выглядит нагляднее.

Увеличившийся ток вызовет перегрев проводника, что увеличит расход электроэнергии относительно номинального и с большой вероятностью приведет к нарушению изоляции и короткому замыканию.

Эту проблему отчасти обходит секционный резистивный греющий кабель для канализации и водопровода. Он состоит из двух продольных токоведущих жил с низким электрическим сопротивлением, соединенных между собой проводниками с более высоким сопротивлением. Такое устройство позволяет резать кабель отрезками фиксированной длины.

Устройство секционного нагревательного элемента.

Саморегулирующиеся

Саморегулирующийся греющий кабель для канализационных труб и водопроводов устроен совсем иначе. В нем две токоведущих медных жилы с низким сопротивлением соединяются полупроводящей полимерной матрицей. Под этим громким названием скрывается пластик с высоким коэффициентом температурного расширения с добавленным в него измельченным проводящим материалом (например, графитовой пылью).

Устройство саморегулирующегося кабеля.

Как это работает?

• При нагреве полимер, являющийся основой полупроводниковой матрицы, расширяется. При этом частицы проводника удаляются друг от друга, теряя электрический контакт между собой. Сопротивление увеличивается, а нагрев участка кабеля уменьшается;
• При охлаждении процесс инвертируется, что приводит к увеличению мощности и… правильно, к разогреву.

Зависимость потребляемой мощности от температуры.

В результате мы получаем сразу несколько очень приятных бонусов:

1. Кабель потребляет именно ту мощность, которая необходима для поддержания целевой температуры. В теплую погоду он снижает потребление электроэнергии, экономя ваши деньги;
2. Каждый участок кабеля регулируется независимо от других. Если один отрезок трубы начинает замерзать, а другой находится в тепле — нагреваться будет именно та часть трубы, которая остыла до опасной температуры. Отсюда — опять-таки экономия;

Соседние участки нагревательного элемента могут заметно различаться по температуре.

1. Перехлесты больше не страшны нагревательному элементу: при нагреве он будет просто-напросто снижать потребляемую мощность;
2. Кабель можно резать участками произвольной длины. В отличие от двужильного резистивного кабеля концевая муфта, замыкающая жилы между собой, ему не нужна: токопроводящие жилы и матрицу достаточно надежно изолировать (в первую очередь — от контакта с водой).

В дальнейшем я уделю основное внимание именно саморегулирующемуся кабелю — просто потому, что считаю его наиболее интересным и перспективным источником тепла для обогрева инженерных коммуникаций

5. Способы монтажа

Как показывает практика, греющий кабель допустимо монтировать не только поверх трубы, но и вовнутрь.

Наружный монтаж

Для такого вида монтажа подходит любой вид проводника. Преимущество такого способа заключается в:

• Его простоте и возможности выполнить укладку самостоятельно;
• При таком расположении нагревателя, пропускная способность трубы никак не меняется, чего не скажешь о внутреннем монтаже.

В зависимости от диаметра обогреваемой трубы и особенностей местного климата, кабель рекомендовано прокладывать несколькими способами:

• Кабель достаточной мощности допустимо просто плотно примотать к трубе маленького диаметра с помощью специального скотча. Такой монтаж подходит для регионов с умеренным климатом;
• Для регионов с более суровым климатом, лучше укладывать кабель, обматывая его вокруг трубы. Чем ниже опускается температура зимой, тем меньшим должно быть расстояние между витками. Такой способ укладки используется и при необходимости обогрева труб среднего и большого диаметра;
• Не забывайте, что если вы используете резистивный кабель, то дойдя до конца трубы, нужно вернуть его конец в начало обмотки, так как подключать источник тока необходимо к обоим концам;
• При этом нужно избегать наложения витков кабеля. Это может привести к перегреву;
• Средний шаг между витками рекомендован примерно 5 см;
• Кабель обязательно нужно плотно примотать к трубе, не допуская его провисания или отставания от поверхности.

Перед монтажом поверх труб, нужно подготовить их поверхность. Металлические трубы нужно очистить от ржавчины и прочих загрязнений. Пластиковые можно обернуть фольгированным скотчем, что обеспечит их равномерное нагревание по всей длине.

Внутренний монтаж

Целесообразно выбирать такой способ при достаточном диаметре труб (сечением более 40 мм), чтобы не уменьшать их пропускную способность или когда трубопровод уже залит слоем бетона или битума, и просто нет возможности реализовать наружную обмотку. Одножильные резистивные проводники не пригодны для внутреннего монтажа

При выборе саморегулируемого кабеля обязательно обращайте внимание на материал наружной изоляции, который не должен выделять вредных веществ и быть устойчивым к воздействию щелочей. Также кабель должен иметь соответствующий класс защиты – не менее IP68

Сам монтаж производиться путем ввода кабеля в трубу на нужную длину. Конец, который будет подключаться к сети, выводиться через тройник, который накручивается в месте вывода. Чтобы система была герметичной, следует использовать специальную муфту, элементы которой следует надеть на кабель в порядке, изображенном на рисунке.

Стоит отметить, что внутренний способ монтажа имеет несколько ограничений:

• Трубы не должны иметь механических соединений;
• Кранов;
• Поворотных элементов.

Подключение к сети

Для того, чтобы выполнить подключение КСО к электросети, потребуются провести предварительные работы. Также чтобы во время монтажа не возникло не предвиденных сложностей, потребуется заранее запастись необходимыми инструментами.

Комплект инструментов и материалов

Перед тем как приступить к монтажу, стоит сразу обратить свое внимание, что нагревающий кабель не подключается напрямую к электросети. Для этого сначала его потребуется соединить с холодным проводом, который будет служить электрическим проводником

Итак, рассмотрим комплект инструментов для выполнения обмуфтовки проводов:

• пассатижи;
• утконосы;
• бокорез;
• строительный нож;
• устройства для зачистки концов провода;
• обжимные клещи.

Соединение проводов

Соединение нагревающего изделия с холодным проводом требует точной последовательности. Поэтому чтобы не допустить ошибок, перед началом работ нужно внимательно ознакомиться со следующей инструкцией.

Подготовка нагревающего кабеля:

1. С конца греющего изделия, который будет соединен с холодным проводом, аккуратно строительным ножом снимается верхняя оболочка.
2. При помощи отвертки на проводе зачищается защитный экран, который затем сворачивается в жгут.
3. От края проводки на расстояние 3 см. удаляется матрица.
4. На зачищенном участке токопроводящие жилы сворачиваются в жгут.
5. На каждый электрический проводник надеваются термоусадочные трубки маленького диаметра.
6. Токопроводящие жилы объединяются большой термоусадочной трубкой.
7. Выполнив все действия, производится обмуфтовка строительным феном.
8. Далее каждый провод разводится в противоположные стороны и при помощи утконоса делаются «штаны».

В заключение подготовки КСО для подсоединения с холодным проводом, на каждый конец жилы и жгут защитного экрана одеваются гильзы. При этом следя, чтобы все гильзы были одного размера.

Следующим шагом для подключения греющего кабеля к электросети подготавливается холодный провод:

1. Отмерив 3 см. от края на холодной проводки делается радиальный и осевой надрез.
2. Освободив, таким образом, жилы они зачищаются специальным инструментом.

Выполнив все приведенные работы, зачищенные жилы холодного провода помещаются в гильзы нагревающего изделия.

Осуществив, таким образом, оба соединения схема подключения единого провода будет более проста. Для этого достаточно будет на конце холодного проводника установить вилку и включить ее в розетку.

Так же возможно использовать кабель для обогрева кровли

Как видно, технология по укладке и подключению греющего кабеля не так сложна, как может показаться на первый взгляд. При выполнении работ главное соблюдать всю последовательность монтажа, не забывая о точности и аккуратности.

2. Какие параметры влияют на выбор?

Перед тем как приобрести нужное количество кабеля, необходимо четко определиться, какой тип подойдет именно для ваших нужд. Все разнообразие этого продукта различается по пяти основным признакам:

• По типу – кабель может быть саморегулируемым либо резистивным. При этом принцип действия у обоих нагревателей одинаковый. Нагрев происходит за счет тока, который протекает по внутренним жилам;
• По материалу внешней изоляции. От этого критерия зависит возможность применения при тех или иных условиях. Например, для организации системы отопления канализации либо водостоков, необходимо выбирать кабеля с полиолефиновым покрытием. Для кабеля, который будет монтироваться на кровлю или использоваться в промышленных нуждах, где необходима дополнительная защита от воздействия ультрафиолетовых лучей, существует фторполимерная изоляция. Если кабель прокладывается во внутренней полости водопроводных трубы, то лучше выбирать пищевое покрытие, то есть изоляцию из фторпласта. Это предотвратит изменение вкуса воды, что иногда имеет место быть;
• Отсутствие или наличие экрана (оплетки). Оплетка делает изделие более крепким, устойчивым к различным механическим воздействиям, помимо этого экран выполняет функцию заземления. Отсутствие этого элемента говорит о том, что перед вами товар, относящийся к бюджетной категории;
• По температурному классу – различают низко-, средне- и высокотемпературные нагреватели. Этот показатель очень важен при обустройстве отопительной системы для водопровода и водостока. Низкотемпературные элементы нагреваются до температуры +65°С, по мощности не превышают 15 Вт/м и пригодны для обогрева труб маленького диаметра. Среднетемпературные проводники нагреваются максимум до +120°С, мощность достигает 10-33 Вт/м, применяются для предотвращения замерзания труб среднего диаметра или для обогрева кровли. Высокотемпературные термокабели способны нагреваться до +190°С и имеют удельную мощность от 15 до 95 Вт/м. Такой тип целесообразно применять в промышленных целях либо при наличии труб большого диаметра. Для бытового применения подобные проводники считаются чересчур мощными и дорогими;
• По мощности. Мощностные характеристики теплоносителя должны учитываться в обязательном порядке. Если вы подберете проводник низкой мощности, то просто не добьетесь желаемого результата. Превышение необходимого показателя может привести к слишком высокому уровню потребления энергии, что на практике окажется неоправданным. Выбор необходимого уровня мощности в первую очередь зависит от диаметра обогреваемой трубы. Согласно рекомендациям специалистов, для труб диаметром 15-25 мм достаточно мощности в 10 Вт/м, для диаметра 25-40 мм – 16 Вт/м, для трубы размером 60-80 мм – 30 Вт/м, для тех, что превышают 80 мм в диаметре, – 40 Вт/м.

Типы греющих кабелей для подогрева труб

Различают два вида кабелей – резистивные и саморегулирующие. Резистивные кабели работают по принципу нагревания, в зависимости от величины сопротивления и силы тока. Их особенность заключается в том, что подобные кабели всегда выделяют одинаковое количество тепла, независимо от того, какая температура на улице. В таком случае они потребляют всегда одинаковое количество электрической энергии. Чтобы хоть как-то экономить, приходится устанавливать датчики температуры и терморегуляторы.

Строение резистивного кабеля

Технология укладки резистивных кабелей имеет некоторые особенности. Во-первых, проводники не должны располагаться близко один от другого, а тем более – пересекаться. Если это условие нарушить, то система может перегреться и выйти из строя. Во-вторых, существуют одножильные и двужильные кабели, о чем нужно обязательно знать. И самое главное – их нельзя разрезать, поскольку после подобной операции они работать не будут, поэтому придется монтировать весь кабель, независимо от длины участка, который нуждается в защите.

Одножильные кабели подключаются к сети 220 V обоими концами, что иногда не практично, а у двужильных кабелей с одной стороны располагается заглушка, а с другой стороны электрическая вилка на 220 V.

Примерно в таком виде продают нагревательные кабели для водопровода

У саморегулирующихся кабелей устройство совсем другое, поскольку их основу составляет металлополимерная матрица. Провода в таких системах только проводят электрический ток, а греется непосредственно матрица, причем данный полимер имеет довольно интересное свойство: чем больше матрица нагревается, тем меньше тепла она выделяет. При остывании наоборот, матрица начинает увеличивать количество выделяемого тепла. Из-за таких свойств, кабель и называется саморегулирующим.

Строение саморегулирующего кабеля

Подобные изделия характеризуются рядом положительных данных:

• Способы укладки могут быть различными.
• Их можно отрезать.

Другими словами, саморегулирующийся кабель более практичный, несмотря на высокую стоимость. При этом следует отметить, что срок службы подобных кабелей для подогрева водопроводных труб достаточно внушительный (10 лет), если его правильно эксплуатировать.

На заметку! Несмотря на тип используемого кабеля для подогрева, трубопровод придется тщательно утеплить. Если этого не сделать, то на подогрев водопровода будет уходить значительная мощность, поэтому об эффективности не может быть и речи.

Саморегулирующийся греющий кабель http://elektrokhv.ru/

Watch this video on YouTube

Преимущества и недостатки использования кабеля

Ключевым достоинством резистивной системы является более низкая стоимость и эксплуатационный период до 20 лет.

Однако существуют и недостатки. Как упоминалось ранее, одножильный кабель не подходит для прокладки внутри трубы, к тому же случайное пересечение может вывести из строя всю систему обогрева.

Еще один недостаток — резистивный кабель для водопровода реализуется в виде отрезков стандартной длины. Его нельзя укоротить или удлинить. Перегоревшие участки не меняются, а мощность нагрева одинакова по всей трубе.

Главным недостатком саморегулируемой системы является ее более высокая стоимость. Остальные параметры характеризуют только преимущества. Саморегулируемый провод для обогрева водопроводных труб имеет надежную защиту от перегрева жил. Предусмотрена возможность замены или добавления отрезка кабеля. К достоинствам можно отнести и зональность работы. Система самостоятельно определяет наиболее остывшие участки и активирует подогрев на них. На остальных отрезках поддерживается оптимальная температура.

Для чего необходим электрический подогрев водопровода

Не всегда при строительстве частного дома прокладка водопровода проводится с соблюдением основного правила — трубы должны быть расположены ниже, чем при самых сильных морозах промерзает почва. Иногда существуют причины, по которым невозможно выкопать траншею необходимой глубины — каменная гряда или препятствие в виде железобетонной конструкции.

При размещении труб водопровода на участках промерзания почвы даже утепление трубопровода может не спасти его от промерзания. Особенно часто риск промерзания труб существует в местах, где водопровод проходит через цоколь здания, на подъёме труб перед их входом в дом, а также в неотапливаемых подвальных помещениях.

Во избежании появления аварийной ситуации, чреватой не только отсутствием в доме воды, но и возможностью повреждения труб образовавшимся в них льдом, можно использованием на опасных участках электрического подогрева. Существуют технологии, позволяющие каждому домовладельцу, имеющему навыки электротехнических работ, подключить греющий кабель к своему водопроводу.

Греющий кабель для труб. Устройство и использование.

Нагревательный элемент применяется для обогрева сточных труб, водопровода, канализации и пр. Главная задача греющего кабеля это предохранить жидкость от промерзания, посредством увеличения её температуры. Основные места применения данных систем — это почва или открытый воздух. Конструкция греющего кабеля:

• От одной и больше внутренних жил. Они изготавливаются из сплавов с высоким электро. сопротивлением для повышения удельного тепловыделения.
• Поверх жил расположена защитная оболочка из пластика. Так же при её изготовлении используются экран из алюминия. Либо применяется сетка из меди. Нередко медная сетка покрыта слоем никеля для улучшения свойств.
• Наружная часть кабеля выполнена из ПВХ устойчивого к воздействию влаги и ультрафиолета.
  У различных изготовителей конструкция кабелей может несколько отличаться, при этом сохраняя общие конструктивные элементы.

Монтаж на трубе с вентилем

А если у вас более сложный случай? Например, на участке водопровода присутствуют крепежные элементы и вентили?

Здесь есть определенные нюансы. Для начала подготавливаете саму трубу, наклеивая ленту.

В крепежных точках хомуты придется временно убрать.

При этом сам провод должен проходить через нижнюю точку крепления хомута.

А что делать с краном?

Ошибка №10
Если кабель здесь пустить в натяжку по прямой или даже по спирали, то при необходимости замены вентиля, сделать это без разрезания кабеля уже не получится.

Поэтому должен быть сделан запас в виде петли.

После этого просто складываете данную петлю вокруг вентиля и стягиваете ее стяжкой.

Поверх всего натягивается теплоизоляция.