Каждый год все большую популярность приобретает саморегулирующийся греющий кабель, который используется как в домашнем хозяйстве, так и в промышленности. Но осенние заморозки и резкое падение температуры зачастую становятся неожиданностью для владельцев частных домов и руководителей административных и производственных сооружений. В этой ситуации возникает риск замерзания и разрыва водопроводных и канализационных труб, обледенения ступенек, а на крыше образуются сосульки, которые обрываются и наносят ущерб. Однако саморегулирующийся нагревательный кабель является универсальным и эффективным средством борьбы с антиобледенением.
Существует множество видов саморегулирующихся нагревательных кабелей и лент, используемых для установки систем антиобледенения, обогрева бытовых труб, нефте- и газопроводов. Они были разработаны благодаря полупроводниковым нанотехнологиям и отличаются от других нагревательных кабелей возможностью изменения мощности на разных участках одного и того же отрезка в зависимости от окружающей температуры.
Для систем антиобледенения необходимо использовать нагревательные кабели, которые соответствуют строгим критериям по надежности и сроку службы. Для этой цели на практике используются два типа электрокабелей: резистивные и саморегулирующиеся.
Резистивные кабели с постоянной мощностью состоят из герметичной жилы из меди, которая имеет омическое сопротивление всей цепи постоянному току. Кабели покрыты защитной оболочкой и данная жила играет роль элемента накаливания. Способность резистивных кабелей выделять тепловую энергию зависит от их конкретной протяженности, а не от температуры воздуха.
Проводящая матрица на базе углеродного полимера является элементом нагрева в саморегулирующихся кабелях, которые способны изменять проводимость в зависимости от температуры окружающей среды. Кабель выделяет оптимальную мощность обогрева точечно и только там, где это необходимо. Кроме того, при падении окружающей температуры, кабель выделяет больше тепла, а при повышении температуры - меньше. Это отличается саморегулирующийся от резистивного кабеля.
Системы электрообогрева с автоматической регуляцией обеспечивают безопасность и экономию электроэнергии. Они также предназначены для использования в экстремальных и трудных условиях. Для этого производятся особые виды электрических соединений, которые соответствуют нормам американского института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике и европейского комитета электротехнической стандартизации. Системы на саморегулирующихся типах соединений расходуют вдвое меньше энергии, чем системы защиты от образования льда на резистивных соединениях. Недостатки, связанные с излишним повышением или нехваткой температуры, исключены благодаря устройству автоматического регулирования.
Саморегулирующиеся ленты и кабели обеспечивают более совершенную и безопасную систему обогрева, способную самостоятельно регулировать мощность и выделение тепла, учитывая температуру атмосферы. Этот тип обогрева не требует дополнительной автоматики и обеспечивает оптимальный режим. Кабель можно резать на месте установки, чтобы получить нужную длину для конкретных целей. Различные места соединения кабеля с обогреваемым объектом могут иметь разную температуру, а смежные устройства и механизмы будут повышать свою температуру в разной мере.
Саморегулирующийся нагревательный кабель работает на принципе подачи напряжения по всей длине встроенных медных многожильных проводников, которые не пересекаются. Постоянное электрическое напряжение подается на проводники, а ключевым элементом кабеля является полупроводниковая углеродистая полимерная матрица PTC, размещенная между проводниками. Эффект PTC заключается в том, что углеродистый наноматериал, из которого состоит матрица, меняет свое сопротивление при достижении порогового значения и выделяет меньше мощности.
У каждого производителя саморегулирующегося кабеля уникальная технология производства матрицы, которая является своего рода секретным рецептом, подобно рецепту хлеба у пекаря. Рецепт наноматериала, используемого для изготовления матрицы, различается в зависимости от мощности и назначения саморегулирующегося кабеля. В процессе производства сажа подвергается процессу облучения ускорителем электронных частиц, что помогает матрице сохранять характеристики PTC и полимерную устойчивость при многократном нагреве-остывании.
Матрица, используемая для создания графитовых электродов, содержит кроме графитовых частиц, также мелкие металлические наночастицы, которые обеспечивают проводимость тока внутри всей структуры. При нагревании матрица расширяется, что приводит к разрыву проводящих металло-графитовых мостиков, увеличению сопротивления участка, уменьшению тока и тепловыделения. При остывании матрица ужимается, каналы связи между металлическими наночастицами становятся больше, сопротивление силовой части уменьшается, а мощность и выделение тепла возрастают. Таким образом, металлические наночастицы играют важную роль в создании эффективных графитовых электродов.
Саморегулирующийся кабель имеет защитную внутреннюю изоляцию из Полиолефина или Фторполимера, которая защищает матрицу от влаги и износа. Металлическая оплетка выполняет две функции: механическую защиту и заземление. Наружная оболочка кабеля также покрыта Полиолефином или Фторполимером, а в случае, если кабель будет установлен на открытом солнце, в состав оболочки добавляются элементы, устойчивые к УФ-излучению.
Подключение саморегулирующегося электрокабеля к сети приводит к накалу матрицы на всей длине кабеля. Затем происходит уравновешивание, таким образом, что различные места соединения будут выделять разную мощность тепловой энергии в зависимости от величины нагрева.
Системы саморегуляции имеют несколько преимуществ, которые делают их более надежными и экономичными. Эти системы не опасны для использования, так как они не перегреваются на отдельных участках и не заклинивают при пересечении кабеля. Эффект саморегуляции также обеспечивает безопасный температурный режим, что увеличивает долговечность системы. Экономия электроэнергии достигается благодаря изменению линейной мощности на каждом отдельном участке обогрева. Установка кабеля также является удобной, так как он может быть нарезан на секции любой длины на месте установки. Кроме того, такие системы могут работать без терморегуляторов и систем автоматики. Следовательно, использование саморегулирующихся систем имеет множество преимуществ.
Для обеспечения защиты от замерзания бытовых и промышленных трубопроводов, поддержания технологической температуры при производственных процессах, включая водо-, нефте- и газопроводы, канализационные, технологические и другие наземные и подземные трубы, а также для обогрева резервуаров, емкостей различного назначения, сепараторов, ресиверов, бункеров и технологических линий, и защиты системы внешних и внутренних водостоков кровли, а также в системах снеготаяния кровли малоэтажных и многоэтажных зданий, объектов коммерческой недвижимости, производственных и складских помещений необходимо использовать специальные технологии и оборудование.
Самрег может быть классифицирован в зависимости от максимальной рабочей температуры. Низкотемпературный класс (Т6) предназначен для работы при максимальной температуре воздействия 85°С и рабочей температуре 65°С. Среднетемпературный класс (Т5) позволяет работать при максимальной температуре воздействия 135°С и рабочей температуре 110°С. Класс средней температуры (Т4) подходит для использования при максимальной температуре воздействия 190-200°С и рабочей температуре 120°С. Высокотемпературный класс (Т3) предназначен для работы при максимальной температуре воздействия 232-250°С и рабочей температуре 190°С.
Низкотемпературный греющий кабель применяется в бытовых системах кабельного обогрева и системах обогрева кровли. В то время как среднетемпературный греющий кабель используется для обогрева трубопроводов и резервуаров, чтобы поддерживать технологические процессы. Обычно, высокотемпературный греющий кабель применяется в нефте-газовой промышленности для трубопроводов и резервуаров, которые подвержены высокой температуре пропарки.
Саморегулирующийся кабель может быть разделен по степени взрывозащиты, включая взрывозащищенный. Если вы хотите узнать больше об этом, кликните на ссылку.
Саморегулирующийся кабель, имеющий сертификат взрывозащиты международного таможенного союза и знак Ex (Explosion-proof), содержащий информацию о степени и виде взрывозащиты, применяется на объектах с повышенной пожаро- и взрывоопасностью. Кабель может быть без взрывозащиты и использоваться в системах промышленного и бытового обогрева, не требующих дополнительных мер взрывозащиты или пожаробезопасности. В зависимости от конструктивного исполнения, кабель может иметь различные характеристики.
Кабель с экранированием имеет оплетку из луженых медных проволок под внешней оболочкой, которая выполняет функции защиты от механических повреждений и заземления. Он применяется для систем обогрева, которые устанавливаются на открытом воздухе (например, на крышах и водостоках) или на объектах, требующих дополнительной безопасности электрооборудования (например, на резервуарах, трубопроводах и производственных линиях).
Кабель без экранирования не имеет защитной оплетки и используется только для бытового обогрева трубопроводов. Он монтируется под теплоизоляционным материалом.
В зависимости от области использования греющего кабеля, его внешняя оболочка может иметь различный тип. Для саморегулирующегося греющего кабеля бытового назначения, который укладывается под теплоизоляцию, применяется полеолефиновая оболочка. Фторполимерная оболочка используется в кабеле, который может использоваться в химически агрессивных средах, а также внутри трубопроводов и резервуаров для питьевой воды. Оболочка с защитой от UV-излучения содержит UV-абсорберы, такие как частицы мелкодисперсной сажи (не менее 2%), которые предотвращают разложение полеолефина под воздействием солнечной радиации.
В зависимости от конструкции и области использования, мощность греющего кабеля может различаться. Для кровель обычно применяют саморегулирующиеся кабели с мощностью от 24 до 40 Вт/м, а для бытовых трубопроводов - от 16 до 40 Вт/м. Промышленные трубопроводы и резервуары требуют греющие кабели с мощностью от 15 до 90 Вт/м. Срок службы греющего кабеля зависит от качества материала полупроводниковой матрицы, скорости её деградации и «старения матрицы». Фактически кабель может работать около 10-15 лет, однако мощность кабеля постепенно снижается из-за потери матрицей своих проводящих свойств. Хотите узнать подробнее?
В случае подключения одной линии обогрева длиной до 20 метров в системах бытового электрообогрева трубопровода (водопровода, канализации) контрольные приборы не являются необходимыми. Однако, чтобы компенсировать процесс износа матрицы, при производстве кабеля закладывается запас мощности в размере 30-40%. Скорость износа матрицы зависит от нескольких факторов, таких как количество включений системы и "холодные пуски". Идеальный режим работы системы обогрева заключается в поддержании температуры, то есть включение в начале сезона и постоянная работа в штатном режиме автономного управления.
Шкафы управления используются для управления обогревом промышленных трубопроводов и резервуаров, особенно в системах, состоящих из нескольких линий, требующих дополнительных мер безопасности в виде автоматов дифференциальной защиты. В системах обогрева кровли можно применять шкафы управления различных типов, от простых бытовых до сложных систем с многоуровневой защитой и устройствами плавного пуска. Монтаж саморегулирующегося греющего кабеля в системах бытового трубопровода можно осуществлять самостоятельно, используя инструкцию по установке нагревательных секций.
Для работы с греющим кабелем на отрез необходимо изготовить секции, которые муфтируются (заделываются концевая и соединительная части). Для подключения отрезка кабеля к сети используется силовой провод, который должен быть подходящей длины.
Готовые комплекты кабеля уже имеют концевую и соединительную муфты, а также питающий провод длиной 2-2,5 метра и евровилку для подключения к сети.
Для монтажа греющего кабеля на кровле и водостоках необходимы специальные знания и опыт работы с электротехнической продукцией.