0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип работы греющего кабеля для водопровода

Греющий кабель для труб: виды, подключение и монтаж к водопроводу

В зимнюю пору владелец загородного дома рискует быть отрезанным от колодца и артезианской скважины. Ледяные пробки в уличном водопроводе, не только отключат душ, кухню и туалет, но и повредят трубы.

Утепление не является гарантией от замерзания. Пока вода движется в дом, нагнетаемая насосом, она не превратится в лед. Ночью в сильный мороз и при дневном отсутствии жильцов стоящая жидкость за несколько часов закупорит трубу.

Содержание статьи:

Пока не был создан кабель для обогрева труб, уличную трассу водоснабжения приходилось закапывать глубоко в землю, опускаясь ниже отметки промерзания грунта. Несмотря на это на трассе все равно оставался уязвимый участок – переход трубы из земли в дом. Хорошо, если трасса прокладывалась грамотными строителями до заливки фундамента и выходила на поверхность под зданием. Тепло от дома не давало жидкости замерзнуть на этом перешейке. Если же ввод делался с улицы, то никакие ухищрения по утеплению не спасали положения.

Сегодня, купив греющий кабель, можно не ломать себе голову над этой проблемой. В любой мороз тепло, выделяемое электротоком, не даст воде замерзнуть и закупорить трубу. О том, какие виды нагревательного кабеля можно приобрести на рынке, какова их конструкция, принцип работы и методика монтажа мы поговорим в этой статье.

Виды, устройство и принцип работы греющего кабеля

Существует два вида кабелей, предназначенных для защиты труб от замерзания:

Резистивный греющий кабель выпускается в двух вариантах: одножильный и двухжильный. Конструкция с одним проводником достаточно простая: нихромовая проволока залита фторопластовой изоляцией, по которой навита медная экранирующая оплетка. Снаружи кабель закрывает термостойкая пластиковая оболочка.

Двухжильный резистивный кабель состоит из двух нихромовых проводников, выделяющих тепло при прохождении тока. В некоторых системах используют два разных по назначению провода. Один из них греющий, а второй холодный, токопроводящий.

Там, где используется экран из фольги, а не медная оплетка, ставят дренажную жилу. Она контактирует с фольгой и снимает с нее электрический потенциал, образуемый электромагнитными полями. Эту жилу используют в качестве заземления.

Рассматривая существующие виды греющего кабеля, остановим внимание на усовершенствованной модификации резистивного. Он получил название зонального и был разработан для устранения недостатка двухжильных кабелей. Их нельзя резать на части и укорачивать более, чем на 10% от общей длины. Это требование создавало и до сих пор создает неудобства при монтаже.

По конструкции зональный кабель представляет собой систему проволочных спиралей, намотанных на изоляцию и соединенных токоведущими шинами. Обрезка спиралей в точках контактных выступов не нарушает их работу и позволяет легко подбирать тепловую мощность. Отметим также, что минимально допустимая длина такого кабеля составляет 1,5 метра.

Самый популярный на сегодня вид кабеля для обогрева труб – саморегулирующийся. Основная часть его конструкции – полупроводниковая токопроводящая матрица. Она изменяет электрическое сопротивление пропорционально изменению температуры внешней среды.

Чем холоднее грунт или воздух, окружающий такой кабель, тем больше становится его сопротивление и, соответственно, выделяется больше тепла.

Достоинства и недостатки: какой кабель лучше выбрать?

При выборе обогревающего кабеля для труб важно знать плюсы и минусы каждого представленного в продаже вида. Кратко перечислим их.

Одножильный кабель пользуется спросом по следующим причинам:

  • Недорог;
  • Долговечен (10-15 лет эксплуатации);
  • Относительно прост в монтаже.

К недостаткам можно отнести необходимость точного расчета длины, поскольку укладывать его приходится так, чтобы вернуться вторым концом к источнику питания. Кроме этого, как мы уже говорили, работу с резистивными кабелями (кроме зонального) усложняет запрет производителей на резку. По этой причине при покупке нужно точно знать требуемую длину и мощность.

Еще одно ограничение для всех резистивных систем – недопустимость пересечения участков кабельной линии. В точках контакта в этом случае резко повышается температура, что может привести к плавлению изоляции и перегоранию провода.

Двухжильная резистивная система проще одножильной в установке, но при этом дороже ее. При укладке такую кабельную линию не нужно тянуть обратно к розетке. Достаточно просто закрепить ее на трубе и закрыть сверху теплоизолятором. По уровню долговечности и защиты от внешних воздействий одножильный и двухжильный варианты трубного обогрева одинаковы.

Саморегулирующийся греющий кабель (СГК) лишен недостатков резистивного, но его стоимость существенно выше. Высокую цену частично компенсирует простой монтаж, возможность резки и укорачивания, а также экономичность. Если водопровод идет под землей ниже отметки промерзания, то вам достаточно приобрести небольшой кусок кабеля СГК и поставить его на самом критичном участке – переходе трубы из грунта в дом.

Перехлест токоведущих витков «умной» линии не страшен. В местах контакта не будет перегрева. Полупроводниковая матрица автоматически снизит там температуру. Кроме этого, при работе саморегулирующегося кабеля сильнее нагреваются самые холодные участки, а на других температура поддерживается на более низком уровне. За счет этого достигается экономия электроэнергии, в отличие от резистивных трасс, работающих на полную мощность по всей длине.

Из сказанного можно сделать вывод, что резистивный кабель будет более уместен для постоянного обогрева больших площадей, в пределах которых нет больших перепадов по температурным условиям. Его использование позволит получить необходимый результат без лишних переплат. Нередко такой кабель использует при устройте теплых полов. Саморегулирующийся кабель, несмотря на более высокую стоимость, подойдет для большинства задач в частном домостроении, оправдает себя благодаря своей экономичности, простоте в монтаже и эксплуатации.

Порядок и особенности монтажа

На практике применяются два способа монтажа греющего кабеля для труб:

Наружная установка проще внутренней. Она не уменьшает пропускную способность трубы и позволяет при необходимости легко заменить поврежденный участок.

При наружном монтаже чаще используется линейная укладка. В этом случае кабель раскатывают по всей длине трубы и фиксируют к ней при помощи клейкой алюминиевой ленты.

В паре с резистивным (одно и двухжильным кабелем) всегда должен работать терморегулятор. Его датчик выводят на трубу и крепят скотчем к ее поверхности. Закончив монтаж, трассу закрывают теплоизоляцией и засыпают грунтом.

При установке на пластиковую канализационную трубу места крепления сначала обматывают клейкой алюминиевой лентой и только после этого фиксируют к ним кабель. Такое решение делает распределение тепла более равномерным, предохраняя пластик от перегрева.

При прокладке водопровода в районах с суровым климатом или установке подогрева на водостоках крыши используют кольцевую укладку с шагом от 5 до 15 см. Этот метод позволяет повысить теплоотдачу на 1 погонный метр трассы.

Следует отметить, что навивка греющего кабеля на трубы применима только для двухжильного и саморегулирующегося. Одножильный для такой работы брать нельзя. В точках пересечения витков он перегреется и перегорит.

Схемы подключения резистивных одно и двухжильных трасс к источнику питания аналогичны. Разница заключается только в том, что одножильный провод укладывается в виде большой петли, а его второй конец возвращается в электророзетку.

У двухжильного кабеля оба конца можно сразу подключать к сети. Отдельную розетку нужно предусмотреть для терморегулятора с термодатчиком.

Саморегулируемый греющий кабель не нуждается в термодатчике. Он без внешних устройств реагирует на изменение температуры, пропорционально увеличивая или снижая теплоотдачу. Поэтому его после укладки напрямую подключают к сети питания 220В.

Единственный нюанс, требующий детального пояснения – подготовка токоведущих жил СГК к подключению. Она заключается в следующих операциях:

  • Отмерив 6-7 см от конца кабеля, внешнюю изоляцию аккуратно надрезают, стараясь не повредить внутреннюю изолирующую оболочку, и снимают;
  • Экранирующую оплетку расплетают с помощью шила, частично обрезают и скручивают оставшийся конец в «косичку»;
  • На подключаемом конце надрезают внутреннюю изоляцию и снимают ее, оставив 1-2 см под «хвостиком» экранирующей оплетки;
  • Аккуратно, чтобы не повредить токоведущие проводники прорезают греющую матрицу (вровень с внутренней изоляцией). После этого матрицу нагревают строительным феном и стягивают пассатижами;
  • На концы проводов надевают пластиковые соединительные гильзы и обжимают их клещами;
  • На провода одевают термоусадочные трубочки, доводя их до середины гильз, и осаживают феном;
  • Сверху стык закрывают термоусадочной трубкой большого диаметра и также осаживают ее, нагревая;
  • Замеляющую оплетку подключают к «земле» силового кабеля и закрывают термоусадкой. Жилы СГК соединяют с проводами питания и также закрываются;
  • Поверх заделки устанавливают большую термоусадочную трубку (не забудьте заранее одеть ее на один из концов кабеля) и обсаживают с помощью фена от центра к краям, чтобы внутри не оставался воздух;
  • Финальным этапом производят концевую заделка кабеля, которая во избежания смыкания жил делается «ступенькой». Одну из жил кабеля укорачивают на 20 см, надевают и усаживают концевую заглушку.

В качестве альтернативы производители предлагают готовые комплекты греющего кабеля, где все перечисленные операции по подключению уже выполнены в заводских условиях. Вам остается только выбрать комплект с подходящими характеристики и нужной длины, произвести внешний или внутренний монтаж и включить вилку в розетку.

Для правильного подбора мощности (Вт/м) в зависимости от глубины траншеи, диаметра трубы и температуры воздуха можно воспользоваться данными таблицы.

В случае невозможности выполнить наружный монтаж на водопроводе (труба залита бетоном или изолирована битумом), используют внутреннюю прокладку. Для этой работы одножильный кабель не подходит, поэтому берут двухжильный или саморегулирующийся.

Внутренний монтаж в трубах канализации можно делать не любым, а только специальным греющим кабелем с усиленной изоляцией и экраном. Если же вам нужно проложить греющую линию внутри питьевого водопровода, то для этой цели придется купить так называемый пищевой кабель.

Внутренняя прокладка имеет ряд ограничений. Она не допускается при наличии в трассе поворотных элементов, кранов и механических стыков. Для ее осуществления в трубу врезается специальный тройник с герметичной муфтой. Через него рабочий конец кабеля вводится в трубу на необходимую длину. После испытания системы муфту затягивают ключом и резиновые уплотнители делают точку входа герметичной.

Греющий кабель для водопровода — понятие, принцип работы

Стандартной причиной аварии отопительной или водопроводной системы в зимний период является промерзание воды. Такая ситуация может возникнуть с любой незащищённой трубой. Замерзание может стать причиной нарушения целостности водопровода. Для восстановления системы потребуется ремонт, который будет довольно сложно провести в условиях зимних температур.

Что такое греющий кабель

Наиболее эффективным для устранения проблемы замерзания труб является автономный обогрев трубы от независимого источника. Поддержку минимальной температуры в системе может обеспечить греющий кабель для водопровода. Специальное устройство включает обогрев при наступлении зимних температур, и водопроводные трубы, находящиеся на улице, продолжают работать без перебоев.

Греющий кабель похож на любой другой. Помимо стандартной начинки, он оборудован специальным автоматическим реле, предназначенным для регулировки режима нагрева. Греющий кабель включается автоматически при температурах от +5°С. Если начать прогревание трубы при серьезных морозах, напор воды придется снизить – быстрое оттаивание ледяных пробок может нарушить целостность водопроводной системы. В греющем кабеле имеется и термоограничитель, который автоматически выключает процесс нагревания трубы при достижении температуры свыше +15°С

Конструкция греющего кабеля допускает и автоматическую, и ручную регулировку его работы.

Особые требования предъявляются к внешней изоляции такого кабеля. Обшивка проводов должна выполнять несколько задач:

  • гидроизоляция;
  • электро изоляция;
  • устойчивость к атмосферным воздействиям;
  • длительный срок эксплуатации.

Достижение этих характеристик стало возможным благодаря использованию качественных изоляционных материалов и особой бесшовной конструкции оболочки.

Виды нагревательных кабелей

Греющий кабель для водопровода выпускается двух видов, отличающихся принципами настройки терморегулятора:

  • резистивные кабели
  • саморегулирующиеся

Наиболее эффективными кабелями считаются устройства, имеющие минеральную изоляцию. Кроме 1-2 жильных изделий хорошие показатели в работе продемонстрировали многожильные конструкции с жилами спиральной формы. Конструктивные особенности саморегулирующихся нагревательных проводов подобны резистивным устройствам. И в том и в другом случае присутствует пара токопроводящих жил.

В самонастраивающихся изделиях отсутствует изолирующее покрытие. Выделение тепла в таких устройствах может меняться по длине кабеля. Самонастройка происходит из-за изменения полимерного сопротивления жил – увлечение атмосферных температурных показателей приводит к росту сопротивления — подача темпа для обогрева воды в системе прекращается. При понижении температуры запускается обратный процесс.

Преимущества применения греющих кабелей:

  • надежность;
  • безопасность;
  • универсальность;
  • экономичность и пр.

Принцип работы саморегулирующегося греющего кабеля

В зимнее время года кровля, карнизы, водопроводные, канализационные и водосточные трубы, да и многие другие коммуникационные элементы, склонны замерзать. Проблема заключается в том, что когда температура воздуха опускается ниже нуля, вода снаружи и внутри многих труб быстро замерзает. Образующийся лед мешает функционированию коммуникаций, а лед на крышах и карнизах — отдельная, всем известная и весьма острая проблема. Все эти проблемы помогает решить саморегулирующийся греющий кабель.

Саморегулирующийся греющий кабель, как следует из его названия, способен автоматически подстраивать степень оказываемого им подогрева. Причем разные участки кабеля, будучи установлены на различных элементах, находящихся при различной температуре, будут иметь именно ту температуру, какая необходима для поддержания правильной температуры подогреваемой поверхности. Чем ниже температура объекта подогрева — тем сильнее разогреется соответствующий участок кабеля. Чем выше температура подогреваемого объекта — тем слабее греть его будет кабель.

В конструкции саморегулирующегося подогревающего кабеля имеются две проводящие жилы из меди крупного сечения, они расположены вдоль кабеля по его краям, через них на греющие элементы кабеля подается питание. Между жилами по всей длине кабеля находятся поперечные проводники (собственно греющие элементы), присоединенные к жилам. Получается, что все поперечные проводники соединены друг с другом параллельно и параллельно получают питание. Данная матрица элементов служит саморегулирующимся нагревателем кабеля.

Вся конструкция параллельных нагревателей, с питающими их медными проводами по бокам, обернута слоем термозащитного материала. Сверху размещен экран по типу оплетки, он при монтаже заземляется и предохраняет кабель от электромагнитных воздействий извне. Наружное покрытие кабеля — механически изолирующая защита.

Функционирование греющего саморегулирующегося кабеля базируется на элементарном свойстве всех обычных проводников. При прохождении тока через любой проводник, он разогревается, так как выделяется джоулево тепло. При этом сопротивление проводника возрастает, следовательно при неизменном питающем напряжении ток уменьшается, соответственно уменьшается и потребляемая проводником мощность.

Тот участок греющего кабеля, который закреплен на более разогретом месте, обладает большим сопротивлением, и через его элементы течет меньший ток, кабель нагревается меньше, и место где он установлен подогревается меньше. А в тех местах где температура ниже — в более холодных местах — участок кабеля отличается меньшим сопротивлением (большей проводимостью), ток через этот участок течет больший, кабель разогревается сильнее, и греет это место более интенсивно.

В результате, уложив кабель например на карнизе или трубе, и включив его, сначала получаем полную мощность разогрева, а по мере прогрева — потребляемая кабелем мощность постепенно снижается.

Здесь нет автоматики, которая бы управляла температурой кабеля. Кабель попросту изменяет свое сопротивление — так и регулируется мощность. Он работает постоянно, нет моментов полного отключения и включения. Допустим, греющим кабелем зимой оснастили часть примыкающей к дому канализационной трубы с тем чтобы поддерживать ее температуру на уровне примерно +3 °C дабы не допустить промерзания. Кабель будет работать непрерывно, регулируя интенсивность тока, он не будет отключаться по достижении указанной температуры.

Мощность на метр длины греющего кабеля может составлять всего 5-10 Вт, тогда как самые мощные модели достигают 150 Вт мощности на метр. Это не очень большая мощность, позволяющая держать кабель включенным постоянно на протяжении всего морозного периода. При этом важно помнить, что ресурс греющего материала ограничен, и лучше сразу установить термостат, чтобы кабель не был включен, когда в этом нет необходимости, то есть когда температура воздуха стала выше нуля.

Принцип работы греющего кабеля для водопровода

Греющие кабели используются для подогрева водопровода, кровли, карнизов и других элементов, где нежелательно замерзание воды зимой. Самым простым вариантом являются резистивные греющие кабели, они бывают одножильные и двухжильные.

Принцип работы резистивного кабеля

Резистивный кабель работает как обычный электрический нагреватель. Принцип работы заключается в том, что по проводнику с большим сопротивлением протекает ток при этом выделяется тепло. Чем больше сила тока и сопротивление проводника, тем больше тепловыделение.

Резистивный кабель продаётся кусками фиксированной длины, каждый кабель имеет постоянное сопротивление и при работе по всех своей длине выделяет одинаковое количество тепла.

В зависимости от способа подключения к электричеству резистивные кабели разделяются на одножильные и двухжильные.

Одножильный нагревательный кабель

Такой резистивный кабель состоит из одной проводящей жилы, покрытой изоляцией, затем экранирующей оплёткой и сверху наружной оболочкой. Схема одножильного кабеля показана на рисунке:

В одножильном кабеле есть всего одна проводящая жила и она же является нагревательным элементом. Такому кабелю нужно подключение к электричеству с обоих концов, а значит кабель нужно прокладывать петлёй: начиная от источника до конца обогреваемого участка водопровода и обратно, так чтобы оба конца кабеля были в одном месте.

Схема электрического подключения одножильного резистивного кабеля.

Одножильные кабели больше подходят для устройства замкнутого контура обогрева, например для тёплого пола или обогрева кровли. Если для обогрева участка водопровода используется одножильный кабель, его можно уложить с двух противоположных сторон трубы.

Использование одножильного резистивного кабеля для обогрева водопровода

Одножильный кабель можно монтировать только снаружи трубы. Монтаж внутрь трубы делать нет возможности по двум причинам:

  • проложенный одножильный кабель будет занимать в полости трубы свой двойной объём, что создаст дополнительные потери напора воды
  • неизвестно как будет располагаться кабель: он может наложиться в одном месте, и это приведет к перегреву.

Двухжильный нагревательный кабель

Двухжильный резистивный кабель имеет две проводящие жилы: одна имеет большое сопротивление и используется как нагреватель, а вторая — только для подведения электричества.

Двухжильный резистивный кабель

Таким образом оба конца кабеля не надо подводить к одному месту для подключения в электросеть, для этой цели есть возвратная жила. Схема подключения выглядит так:

Двухжильные кабели удобны для обогрева водопровода, их можно монтировать как снаружи, так и внутри водопроводной трубы. Монтаж кабеля внутри трубы особенно удобен на вертикальном участкеводопровода, например там, где он выходит из грунта под домом и поднимается вверх для ввода в помещение.

В трубу врезается тройник, так чтобы через верхний отвод внутрь трубы опустить кабель, а через боковой продолжить трубопровод в сторону потребителей. Для герметичного ввода резистивного кабеля внутрь труб есть специальные муфты с уплотнителями, выглядите это примерно так:

Комплект для монтажа греющего кабеля внутри трубы

Достоинства и недостатки резистивных кабелей

Самым главным плюсом резистивного кабеля является его простота и низкая цена. Так же он надёжен и при правильном мотаже имеет очень большой срок службы до 10-20 лет.
Среди недостатков резистивных кабелей можно выделить следующие:

  • их невозможно наращивать или укорачивать
  • если два резистивных кабеля перекрещиваются или находятся близко друг к другу, это приводит к их перегреву, разрушению изоляции и замыканию
  • сгоревший резистивный кабель нужно менять полностью, заменить только его часть нельзя
  • нагрев всегда происходит по всех длине и с максимальной мощностью

Резистивный кабель целесообразно использовать для подогрева небольшого участка водопровода, там где он проходит в одинаковых условиях и нет большого перепада по температуре. Если нужно греть водопровод большой протяженности, на каждом участке которого разные температурные условия, то лучше использовать саморегулирующийся греющий кабель.

В непрерывной работе греющего кабеля нет необходимости, поэтому чтобы не расходовать электричество зря, для управления используются термостаты. Они включают обогрев при понижении температуры водопровода ниже 3-4 градусов и выключают при температуре выше 5-6. Таким образом обеспечивается стабильная температура воды в водопроводе и при небольших затратах.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector