Как работает греющий саморегулирующий кабель: особенности устройства и принцип работы

Содержание

особенности устройства и принцип работы

В последнее время саморегулирующийся греющий кабель часто применяется для создания систем обогрева желобов, кровель, открытых площадей, трубопроводов в нефтяной и газовой отраслях, водопроводов и других систем и объектов.

Идея саморегулирующегося кабеля принадлежит американской компании Raychem Corporation. Именно этот продукт прославил производителя на весь мир. С помощью саморегулирующегося кабеля удается не просто защитить от промерзания водопровод, используемое оборудование и другие элементы. Он позволяет поддерживать определенную температуру объекта при температурных колебаниях окружающей среды.

Сегодня саморегулируемый греющий кабель производится под разными брендами. Среди них есть и российские марки, заслуживающие уважения и доверия.

Устройство саморегулируемого кабеля

В большинстве случаев саморегулирующийся кабель – это две медные токопроводящие жилы, пространство между которыми заполнено полупроводниковой тепловыделяющей матрицей. Матрица покрыта внешней изоляцией, армирующей оплеткой и наружной оболочкой.

Различаются саморегулирующиеся кабели в основном по мощности. Она может составлять от 10 до 80 Вт. Кроме того, отличие заключается в наличии либо отсутствии экранирующий оплетки.

Внешняя оболочка тоже может быть разной. В основном это термопластичный эластомер либо фторполимер для применения кабеля в агрессивной среде. Во втором случае оболочка кабеля устойчива к ультрафиолету, влажности и прочим влияниям.

К преимуществам саморегулирующегося кабеля относятся:

отсутствие вероятности локального перегрева;

возможность разрезать кабель на фрагменты нужной длины;

существенная экономия энергии, а значит финансовых затрат;

минимальное обслуживание;

возможность уложить кабель на любой поверхности, независимо от ее геометрии и материала;

долгий срок службы благодаря износостойкой оболочке.

Говоря о недостатках такого кабеля, стоит отметить следующие основные моменты:

большой пусковой ток;

долгий прогрев;

средняя длина трассы кабеля составляет примерно 100 м.

Принцип работы саморегулируемого кабеля

Саморегулирующийся греющий кабель автоматически подстраивает выходную мощность для компенсации изменения температуры. Наружная оболочка, оплетка и электроизоляция обеспечивают механическую, химическую и электрическую защиту. При прохождении электрического тока через сердцевину из проводящего полимера между двумя проводниками вырабатывается тепло. Когда температура окружающей среды понижается, количество путей прохождения электрического тока через сердцевину увеличивается и продуцируется больше тепла.

Когда, наоборот, температура повышается, количество проводящих в сердцевине путей снижается, что приводит к вырабатыванию меньшего количества тепла. Выходная мощность при этом снижается практически до нуля. Саморегулируемый греющий кабель регулирует выходную мощность в каждой точке по всей длине, что делает его безопасным и надежным решением для многих задач.

Преимущества использования саморегулируемого кабеля

Говоря о преимуществах саморегулируемого кабеля, первым делом нужно отметить аспект экономии. Экономии электроэнергии, а соответственно и денег. То есть вы платите только за тот объем тепла, который нужен для поддержания работы отапливаемого объекта.

Структура кабеля такова, что есть возможность разрезать его на отрезки нужной длины, не нарушив функционал. Благодаря этому появляется возможность использовать греющий кабель только на сложных участках, где больше вероятность промерзания в зимний период времени. Это опять же означает экономию.

При монтаже системы обогрева с резистивным кабелем используется терморегулятор, который будет регулировать количество тепла, выдаваемого кабелем. Но если выбрать саморегулирующийся кабель, такой элемент уже не понадобится, поскольку его функции берет на себя полупроводниковая матрица. Соответственно, упрощается сам процесс монтажа.

Виды саморегулируемого кабеля

Саморегулируемый провод, в зависимости от сферы использования, подразделяется на:

Промышленный. Этот саморегулируемый кабель применяют для защиты от промерзания, для обогрева либо поддержания нужной температуры в промышленных трубопроводах, разных емкостях и резервуарах и др. Его используют на предприятиях разных направлений деятельности – металлургия, добыча и переработка сырья и проч. Поскольку на этих объектах всегда высока вероятность взрывов и пожаров, кабель имеет взрывозащищенное исполнение.

Общестроительный. Такой кабель не взрывозащитный, поэтому, даже несмотря на свою универсальность, не может использоваться в местах с повышенной огне- и взрывоопасностью. Зато прекрасно подходит для обогрева бытовых трубопроводов, крыш, лестниц, площадок и т.п.

По характеристикам нагрева саморегулирующиеся кабели бывают следующих разновидностей:

Низкотемпературные. Их мощность не превышает 15 Вт/м. После подключения системы обогрева к питанию кабели могут нагреваться до температуры 60 °С. Чаще всего их используют для обогрева водопроводных труб частных домов и дач.

Среднетемпературные. Мощность данных кабелей достигает значений от 10 до 33 Вт/м. Максимальная температура в системе обогрева поднимается до 120 °С. Такие кабели применяются при монтаже теплого пола, для обогрева кровли, различных емкостей.

Высокотемпературные. Их мощность может достигать 95 Вт/м, а рабочая температура при максимальной нагрузке составляет 190 °С. Такие кабели, как правило, используют на промышленных предприятиях, а также при обогреве труб большого диаметра или больших по площади помещений.

Впервые столкнувшись с вопросом выбора саморегулирующегося кабеля, лучше обратиться за помощью к опытным специалистам. Монтаж также есть смысл поручить профессионалам, поскольку он имеет множество нюансов, которые нужно соблюсти.

Как работает греющий кабель?

Бесплатный подбор оборудования и оптимизация проектов: [email protected]

Саморегулирующийся кабель имеет в основе полимерную матрицу, способную менять сопротивление в зависимости от окружающей температуры. Выше температура – меньше линейная мощность кабеля. Таким образом саморегулирующийся кабель контролирует тепловыделение на любом участке длины. Бытовой саморегулирующийся кабель – низкотемпературный, максимальная рабочая температура (при +10°С) это 65°С, то есть при +10°С включенный в сеть греющий кабель способен нагреться до 65°С. Максимальная температура воздействия (та температура внешней среды, при которой кабель сохраняет свои свойства) – 85°С, это имеет значение при обогреве кровли, где в летнее время кровля может разогреваться от солнечных лучей.

Кабель, включенный в сеть стремится к разогреву до 65°С, при положительной температуре он снижает мощность и сокращает энергопотребление. Но подключенный кабель работает, хоть и минимально постоянно. Просто при положительных температурах мощность тепловыделение незначительно. Поэтому любую систему обогрева экономичней подключать через простейшее устройство типа СМП10, которое будет полностью отключать обогрев при +5°С например. Но удобство греющего кабеля заключается в том, что он исключает локальный перегрев, сам регулирует свою температуру в рамках заданного диапазона (что гораздо экономичней, чем при использовании, например, резистивного кабеля).

Таким образом – вручную его нужно отключать только в теплый период, в остальное время он может работать без вмешательства человека.

Совет инженера: Максим Селезнев

Ведущий инженер-проектировщик ООО «СКО Альфа-проджект»

Задать вопрос специалисту

Спасибо, наш менеджер свяжется с вами в ближайшее время

Заполните обязательные поля

Отправляя форму, вы даете свое согласие на обработку персональных данных.

Расчеты будут отправлены на Ваш e-mail, внимательно проверьте данные при отправке.

Оставьте заявку на расчет
и получите скидку 5%

Спасибо, наш менеджер свяжется с вами в ближайшее время

Имя

Телефон

Почта

Город

Краткое описание проекта

Заполните обязательные поля

Отправляя форму, вы даете свое согласие на обработку персональных данных.

Ответим в течение 3 минут

Спасибо, наш менеджер свяжется с вами в ближайшее время

Ваше имя

Телефон

Суть вопроса

Заполните обязательные поля

Отправляя форму, вы даете свое согласие на обработку персональных данных.

Вышлем прайс через 5 минут

Спасибо, наш менеджер свяжется с вами в ближайшее время

Ваше имя

Телефон

Суть вопроса

Заполните обязательные поля

Отправляя форму, вы даете свое согласие на обработку персональных данных.

Оформление заказа оптом

Спасибо за заказ, наш менеджер свяжется с вами в ближайшее время

Ваше имя

Телефон

Комментарий к заказу

Поле «Телефон» обязательно для заполнения

Отправляя форму, вы даете свое согласие на обработку персональных данных.

Стать партнером

Спасибо, наш менеджер свяжется с вами в ближайшее время

Ваше имя

Телефон

Сообщение

Заполните обязательные поля

Отправляя форму, вы даете свое согласие на обработку персональных данных.

Выберите город

Как работает нагревательный кабель? – HEATIT

Греющий кабель, также известный как нагревательный кабель или нагревательная лента, используется в различных областях, таких как кровля и водосточные желоба, защита от замерзания, снеготаяние, поддержание температурных процессов и т. д. Нагревательный кабель используется для того, чтобы трубы были покрыты теплоизоляцией. Нагревательный кабель предназначен для защиты труб от промерзания за счет поддержания постоянной температуры потока.
Существует два типа кабелей, хотя они служат одной и той же цели: нагревательный кабель постоянной мощности и саморегулирующийся нагревательный кабель.
Греющий кабель постоянной мощности
Греющий кабель постоянной мощности имеет одинаковую выходную мощность по всей длине независимо от температуры трубы. Для этого типа отопления требуется термостат или контроллер, поскольку он не может сам регулировать тепловую мощность.
Нагревательные кабели имеют параллельные жилы, намотанные и соединенные с интервалами, что позволяет иметь постоянную мощность по всей длине. При подаче напряжения на нагревательный кабель поступает такая же мощность. Эта конструкция сделана так, что при выходе из строя участка кабеля нагрев продолжается без изменений.
Домовладельцы предпочитают этот тип, так как условия окружающей среды не влияют на их тепловую мощность. Нагревательный кабель постоянной мощности лучше всего использовать для таяния снега, так как он может непрерывно его таять. Теплый пол также используется с этим типом нагревательного кабеля, так как вы можете контролировать температуру. Для крупномасштабных или коммерческих проектов этот тип нагревательного кабеля может применяться для защиты от замерзания из-за скорости потока тяжелого материала. Греющий кабель постоянной мощности
широко используется для предотвращения образования конденсата.
Преимущество
1. Простота установки, так как не требуется технический персонал.
2. Регулируется до требуемой тепловой мощности
3. Обеспечивает постоянную тепловую мощность
4. В качестве изоляционного материала используется силиконовый каучук
Недостаток
1. Требуются трубные термостаты
2. Нельзя укладывать внахлест
Саморегулирующийся нагревательный кабель
Саморегулирующийся нагревательный кабель, также известный как саморегулирующийся нагревательный кабель, состоит из двух параллельных шинных проводов, вставленных в нагревательный проводящий сердечник. Они полезны для защиты трубы от повреждения морозом при одновременном снижении эксплуатационных расходов.
Греющий кабель увеличивает свою мощность при более низких температурах. При более высоких температурах нагревательный кабель снижает выходную мощность, экономя энергию. Генерируется электрический ток, проходящий через жилу между кабелями; по мере того как температура падает, проходящий электрический ток увеличивается и выделяется больше тепла. Кроме того, при повышении температуры поток уменьшается, и выделяется меньше тепла.
Хоть и саморегулирующийся, но не отключается полностью; рекомендуется контроллер.
Этот тип кабеля подходит для морозильных и низкотемпературных применений, не требующих жесткого контроля.
Преимущество
1. Саморегулирующийся с адаптируемой мощностью
2. Высокая химическая стойкость
3. Низкая стоимость
4. Обеспечивает высокую выходную мощность
5. Устойчив к перекрытию
объект
Недостатки
1. Трудно контролировать температуру
2. Низкая расчетная температура
3. Не подходит для управления технологическим процессом
Как нагревательный кабель постоянной мощности, так и саморегулирующийся нагревательный кабель служат одной и той же цели. Основное отличие заключается в типе приложения, которое подходит каждому типу. нагревательный кабель постоянной мощности лучше всего подходит для таяния снега из-за способности непрерывного таяния снега. В то же время трассировка труб и замораживание желобов лучше всего подходят для саморегулирующегося нагревательного кабеля, поскольку он нагревает температуру при низкой температуре.

Что на самом деле означает термин «саморегулирующийся»

(Часть нашего сборника статей «Все, что вам нужно знать о нагревательном кабеле»)

Одним из наших продуктов, который вызывает больше вопросов, чем большинство других, является саморегулирующийся нагревательный кабель . Слово «саморегулирующийся», по-видимому, означает, что кабель достигает определенной заданной температуры и остается в ней до тех пор, пока он включен, что с пользой устраняет необходимость в каком-либо термостате или других средствах контроля температуры. К сожалению, реальность с саморегулирующимся кабелем сложнее. В некоторых случаях регулятор температуры не нужен, но в большинстве случаев важно включить в систему регулятор, чтобы избежать траты электроэнергии и денег, а также избежать неизбежных сбоев.

Не совсем «саморегулирующийся»

Первое, что нужно знать, это то, что термин «саморегулирование» на самом деле несколько вводящий в заблуждение, придуманный много лет назад первоначальным создателем продукта. Более точно его можно описать как «самоограничивающийся». Его главное преимущество по сравнению со стандартным греющим кабелем не в том, что он поддерживает определенную рабочую температуру, а в том, что он не может нагреться настолько, чтобы перегреться и повредить себя. Другими словами, кабель устроен таким образом, что по мере того, как он становится более горячим, он пропускает все меньше электричества, пока в какой-то момент — где-то ниже температуры, которая может привести к повреждению кабеля — электричество полностью перестанет течь и кабель перестал греться.

Что именно он делает?

Нагревательный кабель имеет четыре-пять слоев из разных материалов:

Большинство из этих слоев говорят сами за себя. Внешняя оболочка (присутствует не на всех кабелях) служит для защиты кабеля от влаги и механических повреждений, а металлическая оплетка электрически заземляет кабель. Внутренняя пластиковая изоляция фактически является основным слоем электрической изоляции между нагревателем, работающим под напряжением, и внешней стороной, а провода шины служат средством подключения нагревателя к источнику питания.

Проводящий сердечник — это место, где происходит реальное действие самоограничения. Этот сердечник изготовлен из специального пластика, который является электропроводным при низких температурах и изолирующим при высоких температурах. Такое поведение делает его так называемым элементом PTC, что означает «положительный температурный коэффициент» — это означает, что по мере повышения температуры увеличивается и сопротивление. («Коэффициент» в данном случае равен k в уравнении R = kT , где R — сопротивление, T — температура, а k — постоянное отношение, связывающее их. Это уравнение является чрезмерным упрощением реальной операции, но оно иллюстрирует общую идею.) Тепло исходит от сопротивления пластика: когда электричество течет через резистивный пластик, часть его поглощается пластиком и превращается в тепло, в значительной степени точно так же электричество поглощается вольфрамовой катушкой лампы накаливания и превращается в свет.

Как это сделать?

Это довольно хитрый инженерный трюк и материал, из которого изготовлен сердечник. Во-первых, обратите внимание, что положительный и отрицательный провода шины на самом деле нигде не соприкасаются. Это означает, что все электричество для замыкания цепи проходит через сам проводящий сердечник. Внутри этого сердечника миллионы микроскопических электрических дорожек протекают от одного провода шины к другому через матрицу сердечника, и каждый из этих контуров имеет небольшое сопротивление, превращая его в классический резистивный нагревательный элемент. Сердцевина становится горячее и начинает нагревать вашу рабочую нагрузку — и, как и большинство материалов, она физически расширяется при нагревании. Однако на микроскопическом уровне он расширяется несколько неравномерно, открывая щели в матрице, и эти щели разрывают некоторые крошечные электрические пути. Чем горячее становится ядро, тем больше оно расширяется, тем больше щелей открывается в матрице и тем меньше цепей замыкается. Наконец, при некоторой температуре в матрице слишком много зазоров, чтобы пропустить какой-либо ток, и кабель перестает выделять тепло.

Так зачем мне контроль?

Энергосбережение

Самая главная причина – энергия. Допустим, вы используете саморегулирующийся кабель, чтобы предотвратить замерзание водопроводной трубы. При правильной установке кабель, безусловно, предотвратит замерзание воды, но этим дело не ограничится. Он будет продолжать качать тепло в трубу и воду; Между тем, большая часть этого тепла будет забираться обратно из системы из-за резкой разницы температур между трубой и наружным воздухом (если только у вас не очень толстая изоляция), а также воды, протекающей по трубе. И поэтому кабель не достигает своей температуры отключения. На самом деле, он, скорее всего, будет оставаться при довольно низкой температуре — именно там, где он потребляет больше всего энергии. Ситуация еще хуже, если кабель находится в желобе или на крыше без изоляции. Если вы работаете от сети, вы увидите шокирующе высокие счета за электроэнергию; если вы работаете от батареи (скажем, от солнечной батареи), утром вы можете обнаружить, что ваша батарея разряжена, а трубы замерзли.

Забывчивость

Другая причина — человеческая забывчивость. Когда становится тепло, нагревательные кабели чаще всего отключают или отключают от сети (на сезон или только на день), чтобы сэкономить энергию. Нам всем хотелось бы думать, что мы не забудем снова включить кабель, когда снова станет холодно, но опыт научил нас, что человек, вероятно, является наименее надежным механизмом переключения. И достаточно один раз забыть, чтобы в конечном итоге получить замерзшие трубы или ледяные дамбы, и в этот момент вы обычно проходите точку, где вам может помочь нагревательный кабель.

Точность

И последняя причина — точность. Саморегулирующийся кабель на самом деле довольно часто используется в промышленных приложениях, где необходимо поддерживать температуру в определенном диапазоне. В этих случаях он указан именно из-за присущей ему функции верхнего предела, которая устраняет опасения по поводу перегрева кабеля и его повреждения, а также рабочей нагрузки. Но было бы ошибкой думать, что «саморегулирующийся» кабель может отрегулировать систему точно до температуры, указанной в его спецификации, даже в пределах широкой зоны нечувствительности. Точная достигаемая температура зависит от многих сложных переменных, и неточная регулировка на входе только за счет выбора кабеля никогда не позволит достичь точности, которую может обеспечить даже простой термостат, измеряя фактически произведенное тепло.

В целом единовременная стоимость регулятора температуры почти наверняка перевесит затраты на высокие счета за электроэнергию, время простоя, замену труб или водосточных желобов и любые другие затраты, которые могут возникнуть из-за неконтролируемого нагревательного кабеля.