Саморегулирующийся обогревающий кабель для водопровода

Проблемным участком жизнеобеспечения частного дома является система водоснабжения, поскольку существует множество затруднений, связанных с подачей воды, например, замерзание труб зимой. Цилиндрические изделия можно расположить ниже точки промерзания грунта, однако полностью избавиться от этой проблемы не представляется возможным, так как место входа водопровода в дом в любом случае является критическим. Повлиять на ситуацию можно, воспользовавшись устройством в виде саморегулирующегося кабеля, что позволяет обеспечить постоянное водоснабжение без каких-либо перебоев, связанных с низкими температурами окружающей среды.

Как устроен

Рассматриваемый вид устройства представляет собой электрический ленточный обогреватель, конструкцией которого предусмотрено наличие расположенных параллельно проводников, между которыми размещена полимерная матрица. Последний элемент способен выделять тепло за счет того, что в середине находится специальный кабель для водопровода, способствующий непрерывности нагрева. Особенности этого изделия заключаются в следующем:

• устойчивость к высокой влажности;
• прочность к истиранию и ударному воздействию;
• возможность обрезки в любом месте, что не приводит к появлению холодных зон;
• низкая вероятность возникновения электрического пробоя;
• стойкость к воздействию химических веществ;
• автоматическая регулировка тепловой энергии, то есть выработка тепла кабелем напрямую зависит от температуры внешней среды (здесь имеется в виду, что саморегулирующееся устройство способно неравномерно нагреваться, то есть каждый из его участков реагирует на температуру окружающей среды и подстраивается под предлагаемые условия).

Принцип работы

Нагревательные кабели, ориентированные на автоматическое регулирование выделяемого тепла, имеют в своем составе полимерную матрицу, которая является элементом сопротивления, способным по-разному противодействовать силе тока в зависимости от степени своего нагрева. Непосредственно сам нагрев матрицы осуществляется за счет того, что она соприкасается с двумя проводниками, отдающими тепло благодаря проходящему по ним току. При нагреве матрицы ее сопротивление увеличивается, а сила тока уменьшается.

В связи с этим удается достичь определенного равновесия между мощностью потребления саморегулирующегося кабеля и его температурой. Например, более низкая температура окружающей среды приводит к повышению мощности, что также закономерно и в обратном порядке.

Кабель для обогрева водопровода может находиться в среде, отличающейся по своим характеристикам на разных участках, поэтому температура кабеля также не будет одинаковой.

В результате удается добиться эффекта саморегулирования, когда энергия, выделяемая одним проводом, не является равномерной по всей его длине. Если определенные участки размещены в холодной среде, то происходит выделение большего количества энергии, а если в теплой, то меньшего. Этот же эффект позволяет избежать перегрева тех или иных участков кабеля, что обеспечивается разным их реагированием на изменение температурного режима.

Замыкание тока в саморегулирующемся кабеле происходит посредством матрицы параллельно. Это обеспечивает возможность подключения рабочего напряжения в 220В к кабелю без ограничения его длины. Хотя это, скорее, теория, так как лимит все-таки есть, но он в большей мере связан с параметрами токовой нагрузки и пускового тока, имеющими допустимые значения для медных шин.

Несоблюдение этих параметров может привести к разрушению контактов, служащих для подсоединения полимерной матрицы и медных шин. Значения пускового тока системы превышают номинальные в 2-3 раза. При этом возможная длина секций составляет от 60 до 100 м, что зависит от типа применяемого прибора.

Достоинства

1. Если использовать резистивные кабели, возникает проблема их перегрева, а это в свою очередь создает высокую вероятность электрического пробоя. Такие изделия требуют наличия однородной среды на всей протяженности их прокладки, но этого не удается достичь на практике. Что касается саморегулирующихся кабелей, то здесь все идеально: на участках, где происходит снижение теплоотвода, температура в автоматическом режиме уменьшается, на других же остается неизменной.
2. Серьезные скачки напряжения практически не оказывают негативного влияния на саморегулирующийся кабель, то есть это не приводит к его сгоранию.
3. Резистивные устройства обусловливаются фиксированной длиной, что не относится к саморегулирующимся кабелям в связи с возможностью их нарезки на части нужной длины.
4. Автоматическая настройка нагрева позволяет с успехом использовать саморегулирующиеся кабели на элементах запорно-регулировочных систем, так как применительно к рассматриваемому изделию допускается его монтаж способом перехлеста.

Классы кабеля в зависимости от температуры

Термокабели принято подразделять на следующие три класса:

1. Низкотемпературные. Подходят в качестве защиты труб от замерзания, а также в тех случаях, когда необходимо произвести оттаивание инженерного сооружения небольшого диаметра. Параметр максимального нагрева составляет 65 °C, а удельная мощность – 15 Вт/м.
2. Среднетемпературные. Обеспечивают обогрев водосточных цилиндрических изделий, оттаивание кровли и замерзших труб, имеющих средний диаметр. Гарантируется нагрев до 120 °C с мощностью от 10 до 33 Вт/м.
3. Высокотемпературные. Кабели этого вида находят свое применение в промышленности, поскольку они способны достигать 190 °C при мощности от 15 до 95 Вт/м.

С оплеткой или без: какой лучше

Термокабели выпускаются с оплеткой или без нее, что определяет различные характеристики конечной продукции. Нагревательный прибор без этого элемента представляет собой непосредственно сам кабель и лишь один слой изоляции, являющийся внешним. Отсутствие дополнительной защиты значительно снижает стоимость этой продукции.

В случае же с термокабелем, дополненным оплеткой, которая состоит из медной проволоки, все кардинально меняется: изделие приобретает новые свойства. В частности, оно становится прочнее и надежнее, а оплетка также обеспечивает заземление. При этом стоимость продукции существенно повышается.

Какая мощность требуется

Приобрести термокабель большой мощности без обоснования этой покупки с точки зрения ее актуальности – это неразумная трата денег. Оборудование должно соответствовать имеющимся нуждам. Если величина, которой определяется количество энергии, останется невостребованной, это приводит к повышению нерационального расхода электроэнергии.

Подбор мощности необходимо производить с учетом диаметра трубы: чем больше сечение, тем больше величина, которой определяется количество энергии. Упомянутое соотношение не идеально, так как существуют дополнительные параметры, влияющие на расчеты. Например, толщина слоя теплоизоляции на трубе обеспечивает снижение потерь тепла, поэтому кабель при таких условиях можно выбрать и менее мощный. Применительно к конкретному диапазону диаметров труб определимся с востребованной мощностью в каждом отдельном случае:

• от 15 до 25 мм – 10 Вт/м;
• от 25 до 40 мм – 16 Вт/м;
• от 40 до 60 мм – 24 Вт/м;
• от 60 до 80 мм и для 110-миллиметровых труб канализационных систем – 30 Вт/м;
• от 80 мм – 40 Вт/м.

Приведенной информации вполне достаточно, чтобы правильно выбрать нагревательный прибор, при этом не переплатив.

Прокладка термокабеля

Саморегулирующийся кабель может быть установлен внутри или снаружи трубопровода. При низких температурах монтаж производить нельзя, так как можно повредить защитный слой из полимера. Минимально допустимое значение температуры для прокладки термокабеля составляет -5 °C.

Когда гибкость провода уменьшается из-за температурных условий внешней среды, его осторожно разматывают и ненадолго подключают к электросети, что позволяет восстановить физические свойства данного изделия. Только после этого следует приступать к его прокладке.

Внутренний монтаж

Способ внутренней установки применяется в отношении трубопроводов, имеющих диаметр до 50 мм, с ограниченным доступом. В ситуациях подобного рода прокладка термокабеля производится на всю длину сооружения из цилиндрических изделий. Ввод осуществляется посредством сальникового узла, состоящего из двух втулок и такого же количества шайб, включая резиновые уплотнители.

Если планируется внутреннее устройство обогрева инженерных сооружений из труб, обеспечивающих подачу питьевой воды, то необходимо применять саморегулирующийся кабель, который дополнен внешней оболочкой на основе полимера, содержащего в себе фтор. Такой прибор также должен пройти необходимые испытания на соответствие санитарно-гигиеническим нормам.

Существуют следующие правила пользования нагревательным кабелем, способным регулировать температуру нагрева на разных участках своей поверхности:

• прибор должен иметь ту же длину, что и протяженность трубопровода;
• кабель для внутреннего монтажа нельзя использовать в запорной арматуре;
• необходимо, чтобы цилиндрическое изделие имело метку, обозначающую, что в нем установлена система обогрева водостоков;
• введение кабеля требуется производить с особой осторожностью в целях сохранения целостности внешней оболочки;
• перед прокладкой следует позаботиться о фитингах: их края требуется закрытия посредством заводской ленты, чтобы избежать повреждений термокабеля.

Внешний монтаж

Размещение нагревательного кабеля поверх трубы отличается довольно широкой вариативностью способов:

• линейный – устанавливается на трубопроводах малого диаметра в виде линии, идущей вдоль цилиндрического изделия;
• параллельный – установка производится на инженерные сооружения большого сечения или на системы водоснабжения, которые находятся на открытом воздухе; в данном случае на трубах монтируются два или три кабеля, идущих параллельно друг другу;
• спиральный – прибор как бы оборачивает цилиндрическую конструкцию по линии спирали с шагом витка, зависящим от параметров мощности и диаметра трубопровода;
• волнистый – применяется как замена предыдущего варианта, обуславливаясь тем, что длины кабеля элементарно не хватило; прокладка нагревательного прибора труб волнистой линией предполагает меньший расход применяемого материала.

Благодаря функции саморегуляции допускается использование греющего кабеля внахлест при необходимости обогрева запорной арматуры, находящейся вне помещения. Внешняя укладка должна соотноситься с требованиями, соблюдение которых исключало бы возможность истирания провода и другие негативные воздействия механического характера. Это обычно достигается за счет прокладки прибора так, чтобы он не мешал функционированию запорной арматуры, например, в виде вентилей.

Термокабель следует относительно жестко прикреплять к трубопроводу посредством алюминиевого скотча. По завершении монтажа инженерное сооружение в обязательном порядке изолируется для снижения потерь тепла. Подключать кабель для водопровода к сети 220-240В следует исключительно через УЗО, что прописано в соответствующей инструкции.

В чем достоинства кабеля с терморегулятором

Обогрев водопровода предполагает существенные траты денежных средств, так как нагревательные элементы потребляют большое количество электроэнергии. Чтобы сократить эти расходы, следует использовать кабели, оснащенные терморегуляторами. Данные устройства хороши тем, что они включают систему обогрева, когда температура снижается до 3 °C, и выключают ее при достижении отметки 13 °C.

Например, вода, поступающая из скважины, вряд ли превысит 13 °C. В результате подогрев труб будет осуществляться круглый год, что является весьма неэффективно. Куда проще задать температуру отключения 5 °C и снизить тем самым затраты, идущие на подогрев водостоков.

В результате будет иметь место такой положительный эффект, как увеличение срока эксплуатации греющих кабелей. Функционирование каждого прибора происходит с выработкой ресурса, который определяет, как долго он может применяться без потери свойств. Потому меньшее время работы увеличивает срок службы саморегулирующегося кабеля.

Монтаж систем обогрева, оснащенных терморегуляторами, должен соотноситься с установкой датчика температуры, что определяется некоторой сложностью. Это устройство должно быть смонтировано так, чтобы тепло нагревателей не оказывало на него никакого влияния. Необходимо использовать тепловую изоляцию, которая служила бы барьером между датчиком и термокабелем.

Установка самого терморегулятора должна производиться внутри помещения. Для его подключения используется домовой электрощит с промежуточным устройством в виде УЗО. Греющий кабель потребляет мало мощности, потому подходящий номинал автомата составит 6А, а УЗО – 30 мА. Подключение греющего кабеля производится с помощью специальных разъемов на корпусе.