Греющий кабель саморегулирующийся: преимущества, устройство, монтаж

Сегодня нам предстоит познакомиться с современными системами кабельного обогрева. Мы выясним, чем привлекателен греющий саморегулирующийся кабель на фоне конкурирующих решений, узнаем, как он устроен и где его можно использовать. Приступим.

Зачем нужен греющий кабель

Любой самогреющий кабель — это всего лишь проводник с достаточно высоким электрическим сопротивлением. Если создать на его концах разность потенциалов, через этот проводник потечет ток; при этом взаимодействие движущихся по проводнику заряженных частиц с его собственными молекулами будет приводить к нагреву. Кабельный обогрев набрал популярность в последние 20-25 лет.

Вот основные сферы его использования:

Узнать о нем больше вам поможет прикрепленное к статье видео.

Разновидности кабелей

Современный рынок предлагает несколько разновидностей систем кабельного обогрева, отличающихся устройством нагревательного элемента и потребительскими характеристиками.

Одножильный резистивный

Одножильный проводник в изоляции волей-неволей должен подключаться к питанию обоими концами, образуя замкнутый контур. Мало того, одножильный кабель продается и монтируется секциями фиксированной длины.

Длина секции определяется удельным сопротивлением проводника: лишь строго определенное сочетание этих двух параметров обеспечит приемлемые значения текущего через секцию тока и, соответственно, его нагрев в нужном диапазоне температур.

Разъясним для тех, кто забыл физику: если отрезать часть проводника, его полное сопротивление упадет, а текущий через кабель при неизменном напряжении ток вырастет. Это приведет к перегреву кабеля и, с большой вероятностью, к разрушению изоляции.

Одножильный резистивный кабель имеет еще несколько особенностей, делающих его довольно неудобным для применения:

Ему нужен терморегулятор, позволяющий ограничить максимальную температуру нагрева;
Перехлест кабеля означает его перегрев — опять-таки с возможным повреждением изоляции;
Энергопотребление системы обогрева меняется только вручную. Оно не зависит от температуры окружающей среды.

Двужильный резистивный

Единственное его отличие от одножильного кабеля прямо вытекает из названия: в общей внешней изоляции прокладывается две токопроводящих жилы. Секция кабеля может подключаться к источнику питания одной стороной и прокладываться произвольно. Все прочие недостатки решения, увы, сохраняются.

Зональный

Устройство зонального кабеля радикально отличается от обычного резистивного: его основу составляют два проводника с низким электрическим сопротивлением. Их с определенным шагом замыкают друг с другом нагревательные спирали с высоким сопротивлением.

Что дает такая структура кабеля?

Возможность менять длину греющей секции с фиксированным шагом, равным шагу между точками соединения нагревательных элементов с токоведущими жилами. В остальном, это все тот же резистивный нагревательный элемент со всеми его недочетами: опасностью перегрева при перехлесте, неизменном энергопотреблении при изменениях температуры среды и потребности в терморегуляторе.

Весь в белом и на белом коне

Кабель греющий саморегулирующийся остроумно решает все основные проблемы, связанные с кабельным обогревом. Вначале — несколько слов о том, что он представляет собой.

Внутри изоляции находятся два медных проводника достаточно большого сечения (и, соответственно, с низким сопротивлением), между которыми размещена саморегулирующаяся матрица. Она представляет собой полимер с высоким коэффициентом температурного расширения с добавленным в него мелкодисперсным проводящим порошком (например, графитовой пылью).

Как работает такая конструкция:

При подаче питания на токоведущие жилы, саморегулирующийся греющий кабель начинает нагреваться. Ток течет через матрицу благодаря проводящим частицам в полимере-изоляторе: они образуют большое количество слаботочных электрических цепей. При этом по мере нагрева, матрица, в полном соответствии с законами физики, расширяется, а количество проводящих цепей из графитовых частиц в ней падает;
При достижении определенной температуры саморегулирующий греющий кабель приходит в состояние термического равновесия — количество активных проводников в соединяющей токоведущие жилы матрице сократилось, и тепловыделение уравнялось со способностью изоляции рассеивать тепловую энергию;
А теперь самое интересное — при росте температуры среды греющий саморегулирующий кабель нагревается вслед за ней, что приводит к дальнейшему расширению токопроводящей матрицы, и… к падению энергопотребления вследствие сокращения количества токоведущих цепей. Стоит температуре кабеля снизиться, и сжавшаяся по мере охлаждения полимерная матрица станет потреблять больше энергии и отдавать больше тепла.

Преимущества решения очевидны:

Экономия энергии: в теплые дни саморегулируемый греющий кабель снижает энергопотребление;

Заметьте: каждый участок греющей секции регулирует свою температуру независимо от соседних. Если часть секции вморожена в лед, а часть лежит на теплом весеннем солнце — тепло будет выделяться именно там, где оно необходимо.

Отсутствие потребности в терморегуляторе. Нагревательная секция сама поддерживает заданную производителем температуру;
Невозможность перегрева при перехлесте проводника. По мере нагрева проблемных участков они будут снижать энергопотребление;
Наконец, кабель саморегулируемый греющий может иметь произвольную длину. Сокращение длины матрицы и токоведущих жил повлияет лишь на пиковое энергопотребление греющей секции, но никак не на ее рабочую температуру.

Области применения

Кабель греющий саморегулирующий не может применяться в системах внутрипольного отопления и для подогрева застывающих на морозе бетонных монолитов. В первом случае — из-за невозможности регулировать нагрев вручную и поднять температуру пола выше 10-20 градусов; во втором случае его применение, просто-напросто, экономически нецелесообразно: в монолит укладывают куда более дешевый провод ПНСВ.

Применение кабеля этого типа осмысленно для подогрева:

Кровель;
Водостоков;
Водопроводов (открытой прокладки или заложенных на недостаточную глубину);
Накопительных емкостей с водой, установленных в неотапливаемых помещениях;

Канализации.

Проблемы выбора

По собственному опыту автора, покупка дорогой импортной продукции не дает каких-либо преимуществ. Вы оплачиваете наценку за имя производителя и таможенные пошлины, получая фактически тот же продукт, который производится в нашей стране. Средняя цена погонного метра отечественного кабеля — в пределах 150-250 рублей (в ценах середины 2017 года).

Далее. В качестве одной из опций производители предлагают экранирующую оплетку, которая, теоретически, должна свести на нет наведенные в расположенном неподалеку электронном оборудовании паразитные токи.

Используя кабель без оплетки, автор не заметил никакого влияния его работы на сотовую связь, Wi-Fi, компьютеры или радиоприемники. При всем уважении к мнению производителей, единственная реальная польза от экранирующей оплетки — защита от случайных механических повреждений кабеля.

И последнее, что нам предстоит выбрать — удельная мощность на погонный метр, которую способен отдать греющий саморегулируемый кабель.

Вот рекомендации по ее подбору для обогрева водопровода и канализации, с которыми автор сталкивался из первых рук:

Ввод водоснабжения диаметром до 32 мм — 10 Вт/м;
Канализация диаметром 50 мм — 16 Вт/м;

Канализация диаметром 110 мм — 30 Вт/м.

Сборка секции

Как своими руками превратить греющий кабель саморегулирующий в готовую нагревательную секцию?

Для этого понадобятся:

Монтажный комплект, включающий термоусадочную трубку четырех разных размеров и гильзы для соединения жил кабеля и провода питания;

Провод питания сечением 1,5 мм2 («холодный конец»);
Электрическая вилка (для кабеля с оплеткой — евровилка с контактами заземления).

Как выполнить монтаж?

Картинка требует нескольких пояснений:

Для обсадки термоусадочной трубки обычно применяется строительный фен. Однако его можно с успехом заменить обычной зажигалкой;
Если вы используете обычную термоусадку без клейкого слоя, то нанесите под нее перед обсадкой немного силиконового герметика. Дополнительная герметизация исключит замыкание токоведущих жил, попавшей под изоляцию водой;

Длина холодного конца должна позволять подключить кабель греющий саморегулируемый к питанию в помещении (подвале, цокольном этаже) или хотя бы под навесом. Не забудьте, что его придется использовать в холодное время года, когда использование разнообразных удлинителей и дополнительных соединений невозможно.

Установка

Как смонтировать греющий кабель саморегулируемый, если вы планируете использовать его для обогрева водопровода или канализации?

Простейшая инструкция по монтажу выглядит так: он прокладывается вдоль трубопровода внутри теплоизоляции и фиксируется алюминиевым скотчем. Именно алюминиевым, потому что фольга уменьшит потери тела за счет инфракрасного излучения.

Заметьте: при обогреве канализации нагревательный элемент лучше укладывать под трубой. Не забудьте, что большую часть времени она пустует или заполнена стоками лишь частично; подогрев снизу полностью исключит образование льда.

Можно ли смонтировать подогрев внутри трубы, емкости для воды или канализационного септика?

Внутри водопровода — можно. Для ввода нагревательной секции в трубу используется тройник с уплотнительной втулкой, производящейся специально для этой цели;

В накопительной емкости — без проблем. Несколько витков кабеля укладываются на ее дно (по возможности — с минимальным перехлестом между витками);
В канализационной трубе — нельзя. Кабель станет собирать всевозможные загрязнения (волосы, туалетную бумагу и т.д.), приводя к постоянным засорам. Кроме того, он с большой вероятностью будет поврежден при прочистке засора проволокой или тросом;

В отстойнике септика — можно, но с ограничениями. Внутри септика должен находиться участок кабеля с неповрежденной изоляцией. Концевая муфта и соединение с холодным концом остаются вне отстойника.

Разъяснение: гниющие стоки — довольно агрессивная среда. Для изоляции кабеля они безопасны: зачастую изоляция изготавливается из того же ПВХ, из которого производятся канализационные трубы. А вот менее химически стойкую термоусадочную трубку стоки разъедают за 1-2 сезона, приводя к короткому замыканию и выходу нагревательной секции из строя.

Заключение

Как видите, кабель саморегулирующий греющий имеет массу достоинств и исключительно прост в монтаже. Успехов!

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎