Как работает греющий кабель

Греющий кабель: принцип работы, виды, применение

Системы кабельного обогрева получили в последние годы широкое применение в обустройстве различных зданий и сооружений. С помощью греющего кабеля можно решать задачи обогрева трубопроводов, полов, кровли зданий. Его использование дает большой простор для реализации интересных архитектурных решений и комфортного обустройства домов.

Основное качество греющего кабеля – его гибкость, за счет которой он может быть уложен практически по любой поверхности и осуществлять ее равномерный обогрев. Выгодными сторонами использования греющего кабеля являются:

1. Надежность работы при правильно проведенном расчете и монтаже;
2. Универсальность использования. Греющий кабель может использоваться для обогрева уличных и подземных трубопроводов, создания системы теплых полов, обогрева кровли любой конструкции;
3. Экологичность. Кабельный обогрев не наносит ущерба окружающей среде;
4. Простота установки и эксплуатации.

Вы можете выбрать любой греющий кабель, принцип работы будет простым и понятным вне зависимости от модели и производителя. Важнее здесь его характеристики и детали устройства.

Греющий кабель нагревается под воздействием проходящего по нему электрического тока. Основная характеристика греющего кабеля – это удельное тепловыделение, которое определяется как мощность в ваттах на метр длины.

Греющий кабель состоит из следующих элементов:

• внутренняя жила из сплава с высоким электрическим сопротивлением. Чем выше сопротивление сплава, тем выше удельное тепловыделение;
• защитная оболочка для внутренней жилы, которая изготавливается из полимерного изолирующего материала и снабжается сплошным алюминиевым экраном или медной экранирующей проволочной сеткой;
• бесшовная общая оболочка из ПВХ для защиты всех элементов кабеля от внешних воздействий.

В одном греющем кабеле могут использоваться одна или несколько греющих жил с защитными оболочками на каждой из них. Самыми простыми и дешевыми являются одножильные кабели, но они легко подвергаются воздействию стороннего электромагнитного излучения. Двух- и трехжильные кабели более надежны. Для защиты от наводок кабель может быть снабжен экраном из фольги. В зависимости от наличия такой защиты различают экранированный и неэкранированный кабель. Поскольку технология изготовления экранированного кабеля сложнее, он как правило более дорогой.

Виды нагревательных кабелей. Какие они бывают?

Кабель нагревательный может быть резистивным или саморегулирующимся. Резистивные более простые и используются в домашних системах теплых полов, а также для обогрева труб диаметром не более 40 мм. Для больших труб, обогрева кровли, промышленного применения выбирают саморегулирующийся греющий кабель, который без специальных датчиков реагирует на изменения температуры и начинает обогрев в нужный момент.

Резистивный греющий кабель

Резистивный греющий кабель отличают простота, дешевизна, высокое удельное тепловыделение и стабильное сохранение характеристик в течение всего срока эксплуатации. Однако, у него есть существенный недостаток: если из строя выходит какой-то участок, требуется замена всей нагревательной секции, резать такой кабель произвольным образом нельзя. Резистивные кабели продаются готовыми секциями определенной длины. Разная длина секции в рамках одного артикула резистивного кабеля означает применение внутренних жил разного состава. При укорочении кабеля наполовину его удельное тепловыделение вырастет вдвое, что приведет к перегоранию изоляции и выводу системы из строя.

Саморегулирующийся греющий кабель

В саморегулирующихся греющих кабелях используется полупроводниковая внутренняя жила, меняющая сопротивление в зависимости от температуры окружающей температуры. Важным преимуществом такого кабеля является его надежность: он не склонен к перегреву и перегоранию даже при перехлесте его участков. Такой кабель можно нарезать на любые удобные секции, что облегчает возможности его монтажа и ремонта. Применяя саморегулирующийся кабель, можно повысить КПД обогревательной системы и всерьез сэкономить на электроэнергии. У саморегулирующегося кабеля есть один недостаток – полупроводниковая матрица служит 10–15 лет, и в этой связи не стоит использовать этот вид греющего кабеля в замурованном виде. Для обогрева полов лучше применять резистивный кабель.

Применение греющего кабеля

Выбор греющего кабеля для различного применения лучше осуществлять с помощью специалистов, которые определят необходимый вам тип, модель и параметры.

Для водопровода

Греющий кабель может быть установлен как внутри трубы, так и снаружи. Для труб большого диаметра применяется наружная прокладка и саморегулирующийся кабель, для труб малого диаметра допустима внутренняя прокладка и резистивный кабель.

Для пола

Теплые полы набирают популярность как средство обогрева квартир и частных домов. Резистивный греющий кабель равномерно распределяют под половым покрытием непосредственно в бетонной стяжке. После включения системы вся поверхность пола превращается в большую отопительную панель.

Для кровли

Установка кабельной системы обогрева быстро и просто предотвратит обледенение кровли дома. Монтаж производится в местах скопления снега, образования наледи и сосулек, чтобы не было необходимости в трудоемкой и опасной механической чистке кровли. Современные греющие кабели можно устанавливать на все типы кровли с любыми покрытиями.

Для резервуаров и других емкостей

В промышленности часто возникает необходимость обогрева резервуаров и других емкостей для предотвращения замерзания нефтепродуктов, воды или химических веществ. Для этого могут применяться и резистивные, и саморегулирующиеся греющие кабели.

Принцип работы саморегулирующегося кабеля

Саморегулирующийся нагревательный кабель – это простой и в тоже время удобный инструмент для создания разнообразных систем нагрева. Такой кабель можно использовать для обогрева:

• Систем трубопровода
• Емкостей и резервуаров
• Оборудования
• Водосточных труб
• Террариумов и аквариумов (в сочетании с терморегулятором)

Главная особенность саморегулирующегося нагревательного кабеля – возможность самостоятельно менять уровень тепловыделения в зависимости от температуры окружающей среды.

Другие исполнители на Юду

Рейтинг: 4,9

Принцип работы саморегулирующегося кабеля

Устройство такого кабеля отличается простотой. Теплорегуляция достигается за счет свойств полимерной нагревательной матрицы. При уменьшении температуры в любой части матрицы увеличивается её показатель проводимости тока, следовательно, элемент нагревается сильнее.

Это позволяет регулировать температуру без дополнительных терморегуляторов и существенно упрощает конструкцию. Такой принцип работы греющего кабеля позволяет обеспечить:

• Долговечность и надежность
• Возможность использовать его в любых условиях
• Простота подключения (можно просто включить в розетку и заземлить)

Очень часто самонагревающийся кабель можно использовать без термостатов и датчиков тепла, если вам не нужен строгий контроль и возможность быстро менять температуру (например, в террариумах).

Устройство саморегулирующегося нагревательного кабеля

Греющий саморегулирующийся кабель состоит из несколько частей:

• Два параллельных провода, обеспечивающих напряжение по всей длине
• Греющая полимерная матрица
• Несколько слоев изоляции
• Заземление
• Оплетка из металла для экранирования и механической защиты от повреждений

Такая простая конструкция делает кабель устойчивым к повреждениям различного рода и позволяет обеспечить высокий срок службы.

Преимущества саморегулирующегося нагревательного шнура

Помимо простоты и надежности такой кабель имеет целый ряд преимуществ по сравнению с греющими шнурами других принципов действия:

• Однородное нагревание по всей длине греющего элемента
• Устойчивость к скачкам напряжения
• Возможность выполнить перехлест кабеля
• Отсутствие ограничений по длине

Среди недостатков можно выделить сравнительно высокую стоимость погонного метра кабеля. Также такие кабели выпускаются большими мотками и часто без заводских соединительных муфт, сальников, трубок для изоляции и других элементов. Вам нужно будет докупить все эти детали отдельно.

Маркировка кабелей с саморегулирующимся нагревательным элементом

Главный показатель, отображающий мощность работы кабеля, – это количество тепловой энергии в ваттах, которая выделяется с одного погонного метра при температуре в +10 градусов Цельсия . Часто это число отображается в названии кабеля.

Буквы СТ , CF или СR означают, что кабель экранирован, и его можно использовать в бытовых помещениях. Кабель без медного экрана можно устанавливать только на промышленных объектах, где к нему ограничен доступ.

Сфера применения нагревателя с саморегулирующей греющей матрицей

Условно можно выделить три основных сферы применения таких шнуров:

• Для частных хозяйств (обогрев водопровода, канализации, водостока)
• Для коммерческого сектора (обогревание систем пожаротушения, труб, систем водоотводов)
• В промышленных помещениях (для работы в условиях агрессивной среды и повышенной опасности)

Их может отличать заявленный срок службы, материал матрицы и степень защиты изолирующего материала. Дороже всего обходятся кабели, предназначенные для работы на производстве.

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

При необходимости справиться с особо низкими температурами в каких-либо конструктивных элементах построек, системах коммуникаций, предметах бытового благоустройства используется нагревательный кабель. Данное устройство обеспечивает дополнительный подогрев по всей длине или области прокладки трассы. При этом важно учитывать принцип работы нагревательного элемента и в каких ситуациях его целесообразно применять.

Назначение и принцип работы

Назначение нагревательных кабелей позволяет охватывать как разнообразные сферы промышленной деятельности, так и решать различные бытовые задачи. Наиболее часто нагревательный кабель используется для:

• Обогрева помещений или сооружений с малой кубатурой, включая декоративные комнаты, террариумы, шахты и колодцы;
• Нагревания всего или только участка трубопровода, водопровода, канализации и других объектов, расположенного на открытом воздухе или в не отапливаемом помещении;
• Разогрева замороженных объектов при выполнении на них каких-либо технологических операций;
• Защиты от замерзания воды или для предотвращения скопления влаги;
• Предотвращения образования льда или отложения снега;
• Поддержания температуры какого-либо объекта в заданных пределах.

Принцип работы нагревательного кабеля описывается законом Джоуля-Ленца, который гласит, что при протекании электрического тока по любому резистивному элементу, из него будет выделяться тепловая энергия. Данный процесс обуславливается наличием электрического сопротивления у токопроводящего материала, которое возникает из-за взаимодействия заряженных частиц. Эти частицы создают препятствие направленному движению тока, и при их столкновении происходит выделение тепла.

Основываясь на вышеизложенном, можно сказать, что величина тепловой мощности прямопропорциональна сопротивлению нагревательного кабеля и может выражаться формулой:

• Q – величина выделяемой тепловой энергии;
• I – величина тока, протекающего по нагревательному кабелю;
• R – омическое сопротивление элемента;
• t – время подключения кабеля к электрической сети.

На практике сопротивление конкретного греющего кабеля будет зависеть от материала токоведущих жил, их длины и способа подключения. Все эти параметры обуславливаются конструктивными особенностями различных видов нагревательной кабельной продукции.

Виды

Используемые для подогрева токоведущие элементы подразделяются на резистивные (линейные и зональные), саморегулирующие и индуктивные. Все виды нагревательных кабелей отличаются принципом работы и конструкцией. Рассмотрим более детально особенности каждого из них.

Резистивные линейные.

Линейный нагревательный кабель представляет собой конструкцию из обычного провода, концы которого подключаются к источнику электропитания. Таким образом, линейную модель принципиально можно представить в виде последовательно включенного сопротивления резистивного типа, характеризующегося постоянной мощностью нагрева. По количеству жил он подразделяет на одножильный и двухжильный нагревательный кабель.

Одножильный линейный.

Посмотрите на рисунок, одножильные марки состоят из нагревательной жилы с высоким удельным сопротивлением, как правило, стали или ее сплавов. Также сюда входит один или несколько слоев термоустойчивой изоляции, которая не деформируется при нагревании. Такой вид нагревательного проводника может оснащаться экраном для удаления помех, создаваемых ним самим и устройства защиты от замыкания на землю.

Его основным преимуществом является простота и неприхотливость в эксплуатации, также он может контактировать с проводящими конструкциями и подвергаться нахлесту. А к недостаткам можно отнести необходимость использования заводской секции установленной длины (отрезать нужный вам кусок нельзя), необходимость подключать концы секции в одной точке к «+» и «–» или к нулю и фазе.

Двухжильный линейный

Конструктивно двухжильные марки имеют два вывода, подключаемые к источнику электроэнергии. В его состав входят те же элементы, что и в одножильный с одним отличием – в нем находятся две параллельно расположенные жилы вместо одной. Что предоставляет дополнительное преимущество – двухжильный нагревательный кабель, в отличии от одножильного, не нужно возвращать вторым концом секции к месту подключения, что предоставляет определенное удобство при обогреве трубопроводов и других протяженных конструкций.

Резистивные зональные

Зональные кабели представляют собой разновидность резистивного, с тем отличием, что имеет более сложную и функциональную структуру. В сравнении с линейным конструктивно он имеет следующую особенность:

Как видите на рисунке, зональный кабель так же, как и линейный включает в себя две токоведущие медные жилы, внутреннюю изоляцию для каждой жилы, нагревательную проволоку из материала с высоким удельным сопротивлением, внешнюю изоляцию.

Его конструкция отличается наличием окошек во внутренней изоляции, в которых к токоведущему проводнику подсоединяется нагревательная проволока. Сами окошки расположены на расстоянии 1 – 2м друг от друга. Таким образом, между окошками нагревательный элемент подключается параллельно и воспринимает на себя напряжение сети. То есть на каждый из участков проволоки приходиться по 220 В или та величина, которая подается на греющий кабель.

За счет такого конструктивного решения постоянным сопротивлением должна обладать не вся протяженность, а только проволока, расположенная на участке в 1 – 2 м, получившая название зоны (от чего и берет название данный тип кабеля). Благодаря такой конструкции длина секции может подбираться произвольно в зависимости от ваших личных пожеланий.

Саморегулирующиеся кабели

Саморегулирующийся кабель отличается от предыдущих вариантов и конструктивным исполнением, и принципом работы.

Посмотрите на рисунок, здесь показана конструкция саморегулирующегося кабеля, включающая в себя:

• Внешнюю оболочку, защищающую внутренние элементы от воздействия окружающей среды.
• Токоведущие жилы, на которые подается напряжение от внешнего источника.
• Экранирующая оплетка, защищающая окружающие коммуникации от электромагнитного излучения самого кабеля.
• Слой внутренней изоляции для электрического разделения токоведущих элементов от металлической оплетки для экранированных кабелей или от внешних конструкций при отсутствии экрана.
• Полупроводниковая матрица, представляющая собой непосредственно сам греющий элемент.

Именно эта часть саморегулирующего кабеля является своеобразным датчиком температуры. Чем больше нагрета окружающая среда, тем меньше проводимость нагревательных элементов, величина протекающего через них тока снижается, равно как и величина выделяемого тепла. В этом и выражается функция саморегуляции уровня температуры.

Основным преимуществом такого нагревательного кабеля является его полная автономность – количество получаемой тепловой энергии самостоятельно подстраивается под температуру среды, в которой он находится. За счет чего разные участки нагревательного кабеля будут иметь нелинейную мощность, выдавая нужную вам температуру в конкретной ситуации. Еще одним преимуществом такого типа нагревательного устройства является его произвольная длина. Но к недостаткам стоит отнести то, что продается он стандартными бухтами и не имеет соединительных элементов в комплектации.

Индуктивные нагревательные кабели

Принцип действия такого типа нагревательного кабеля заключается в наведении ЭДС внутри ферромагнитной среды. Конструктивно он состоит из токоведущей жилы, которая наматывается на ферромагнитный сердечник на подобии катушки. При протекании тока по токоведущей жиле в сердечнике будет наводится эдс. Нагревание происходит за счет электрических потерь от тока в проводнике и от потерь в стали по принципу скин-эффекта.

Главным отличием от других типов нагревательных кабелей является соотношение выделяемой тепловой энергии. Здесь потери в меди составляют всего 20%, в то время как в ферромагнитном материале будут теряться остальные 80%. В зависимости от конкретной марки соотношение потерь может отличаться. За счет чего линейная мощность индуктивного кабеля может быть гораздо ниже при обеспечении той же температуры нагрева.

Особенности монтажа

При прокладке нагревательного кабеля важно соблюдать ряд правил, а именно:

• Температура окружающей среды на этапе монтажа системы обогрева должна быть не ниже +15ºС.
• Фиксацию на поверхности следует производить таким способом, чтобы не повредить конструктивные элементы нагревательных участков (заводскими фиксаторами, специальным скотчем, герметиком, мягкими накладками, хомутами и т.д.).
• При формировании трассы или сетки необходимо обеспечивать достаточную площадь обогрева для конкретного объекта в зависимости от его параметров.
• При поворотах нужно следить, чтобы радиус изгиба не превышал шести его диаметров.
• После завершения укладки обязательно проверяйте целостность изоляции и жил путем прозвонки и измерения уровня сопротивления.

Теперь рассмотрим несколько практических советов касательно особенностей прокладки в частных ситуациях. Если нагревательный кабель используется для обогрева кровли или других объектов, где он устанавливается под прямыми солнечными лучами, лучше использовать экранированные марки. Так как у моделей с оплеткой используется куда более устойчивая оболочка, чем у кабелей общего назначения.

При обогреве водостоков, необходимо выбирать место расположения в наиболее холодной точке или с наименее прогреваемой стороны. В горизонтальных желобах нагревающий кабель необходимо устанавливать в нижней части желоба, чтобы теплые массы поднимались вверх и плавили лед выше. В вертикальных трубах водосточной системы со стороны стены здания, как показано на рисунке, так как она прогревается хуже всего:

Так как нагревательный кабель может располагаться в воде, им можно напрямую прогревать водопроводные трубы или системы отопления. Устанавливают его внутри трубы, как показано на рисунке:

Следует отметить, что монтировать нагревательный проводник внутри канализационных и сточных труб запрещено, так как за него будет цепляться различный мусор. Из-за чего возникнут пробки, ухудшающие проходимость и приводящие к полному перекрытию. Поэтому полимерные и металлические трубы канализации прогреваются посредством установки нагревательных элементов с внешней стороны. Но стоит отметить, что нагревательный провод должен изолироваться от слоя теплоизоляции посредством специальной алюминиевой ленты.

Области применения

Нагревательный кабель применяется для обогрева таких конструктивных элементов:

• теплых полов – как в бытовых (ванных и кухнях), так и в производственных помещениях;
• крыш зданий, где возникает угроза образования сосулек или скопления снежных масс над тротуарами или пешеходной зоной;
• различных трубопроводов в системах водоснабжения, канализации, отопления и т.д.;
• емкостей и резервуаров для хранения жидких веществ;
• систем водоотведения и дренажа;
• подогрева ступенек зданий, тротуаров и технологических проходов;
• нагревательных матов, ковриков и дорожек;
• аквариумов и террариумов для домашних питомцев.

В промышленной сфере нагревающий кабель может иметь и более специфическое применение, примеры некоторых из них и необходимые параметры для их эффективной работы приведены в таблице ниже:

Таблица: область применения нагревающего кабеля

Область применения	Требуемая температура, °С	Удельная мощность, Вт/м 2 .	Суммарная мощность, кВт
Тепловые барьеры в камерах промышленных холодильников	2-5	3 — 15	0,5-5
Обогрев антенн спутниковой связи	2-5	200-300	2-15
Обогрев ванн обезжиривания	30-50	200-400	0,5-3
Обогреваемые линии изготовления бетонных изделий	40-60	300	20-50
Обогрев плит прессов	40-150	300-1000	2-10

8 лучших греющих кабелей для водопровода в 2024 году

Греющий кабель предотвратит замерзание водопровода и избавит от дорогостоящей замены коммуникаций, если те выйдут из строя из-за обледенения. В продаже много моделей разных производителей, но чем они отличаются? Расскажем про лучшие греющие кабели для водопровода в 2024 году

Владельцы частных домов, коттеджей и дач зимой сталкиваются с тем, что водопровод и канализация замерзают. Главная неприятность кроется в том, что можно остаться без водоснабжения на длительный срок. Не только потому что застыла вода: труба может лопнуть под давлением расширевшегося льда. Не допустить этого можно, если прокладывать трубы ниже уровня промерзания грунта, а в доме поддерживать постоянное отопление. Но если изменить расположение имеющихся коммуникаций уже не получается или невозможно проложить трубу ниже глубины промерзания — остается покупать греющий кабель.

В идеале прокладывать греющий кабель сразу при монтаже домашнего водопровода или хотя бы делать «апгрейд» системы заблаговременно до наступления холодов. Но если даже так случилось, что трубы замерзли, то можно экстренно отогреть их кабелем. Смонтировать кабель можно вокруг трубы, либо же пустить внутри коммуникаций. Учтите, что не все кабели годятся для внутреннего монтажа — внимательно изучайте маркировку производителя.

Греющие кабели бывают резистивные и саморегулирующиеся. Первым нужен дополнительный терморегулятор. Внутри у них одна или две жилы (одножильные дешевые, но оба конца нужно подключать к источнику тока, поэтому ради простоты монтажа чаще выбирают двухжильные). Когда терморегулятор подает напряжение, жилы нагреваются. Резистивные кабели греются по всей длине одинаково.

Саморегулирующиеся кабели нагреваются сильнее на тех участках, где температура ниже. В таком кабеле под оплеткой скрывается матрица из графита и полимера. У нее высокий температурный коэффициент сопротивления. Чем теплее среда, тем меньше мощности выделяют жилы кабеля. Когда холодает, матрица, напротив, уменьшает сопротивление, и мощность растет. Формально им не нужен терморегулятор, однако, если вы хотите продлить срок службы кабеля и сэкономить электричество, то лучше приобрести термостат.

Топ-8 лучших греющих кабелей для водопровода по мнению КП

«Теплолюкс» SHTL / SHTL-LT / SHTL-HT

SHTL, SHTL-LT и SHTL-HT — это семейство универсальных резистивных кабелей. Они поставляются в виде кабеля на отрез и готовых кабельных секций. Все варианты двухжильные, с усиленной механической прочностью. Оплетка защищает не только от механического повреждения, но и от ультрафиолетового излучения. Это значит, что такой кабель может быть использован и на открытых участках.

На выбор колоссальный ассортимент сечений кабелей, которые рассчитаны на разные удельные мощности: и для труб небольшого диаметра, и для широких.

Модификация SHTL защищена оболочкой из термоэластопласта, оплетка заземления выполнена из медной проволоки. Версия SHTL-LT усилена алюминиевым защитным экраном. Это дополнительная безопасность как для человека, так и для самого кабеля. У этой модификации заземление выполнено медной жилой. У SHTL-HT оболочка выполнена из фторопласта. Этот полимер очень прочный, не боится кислот и щелочей, обладает отличной изоляцией. У HT тефлоновая изоляция, а оплетка из медной луженой проволоки.

Области применения линейки широкие: наружный и внутренний обогрев водопровода, кабели подходят под тротуары, лестницы, а также для установки непосредственно в грунт. Например, садоводы часто приобретают эти кабели для обогрева теплиц.

Все кабели изготовлены в России согласно международным стандартам. Производство полностью локализовано, поэтому не зависит от иностранных поставщиков сырья.

Характеристики

Вид	резистивные
Назначение	монтаж снаружи трубы
Удельная мощность	5, 10, 20, 25, 30, 40 Вт/м

Плюсы и минусы

Широкая сфера применения. Международные сертификаты качества и безопасности. У всех пылевлагозащита по стандарту IP67 — полная изоляция от пыли, допустимо погружать в воду на короткое время, то есть, выдержит любой ливень

К резистивному кабелю обязательно нужен термостат. Нельзя проложить внутрь трубы: если вы хотели выполнить такой монтаж, тогда посмотрите линейку саморегулирующихся кабелей «Теплолюкс»