Саморегулирующийся греющий кабель: особенности, характеристики и принцип действия

Простым и удобным инструментом для создания различных систем нагрева является саморегулирующийся нагревательный кабель. Он справляется с обогревом емкостей, резервуаров, систем трубопровода, водосточных труб, оборудования, аквариумов и террариумов. Его особенность состоит в том, что можно самостоятельно в системе менять уровень тепловыделения в зависимости от внешней температуры. Рассмотрим подробнее устройство, принцип работы, преимущества применения и основные виды саморегулирующих греющих кабелей.

Устройство саморегулирующегося кабеля

Стандартный саморегулирующий греющий кабель состоит из пяти основных элементов:

• Две медные жилы. Могут быть выполнены в разном сечении. От их расположения и количества зависит длина и мощность кабеля. Жилы с площадью сечения от 0,5 до 0,7 мм на квадрат площади обладают мощностью от 11 до 17 Вт/м. Их длина не превышает 100 метров. Чем больше сечений, тем выше мощность кабеля и тем он короче.
• Полупроводниковая матрица с саморегулирующимся устройством. Отвечает за работоспособность и тепловыделение кабеля, регулирует его тепловую мощность в зависимости от окружающей температуры.
• Внутренняя изоляция. Защищает матрицу от электрического и механического воздействия.
• Экранирующая оплетка. Предотвращает от ударов электрическим током человека, который непосредственно работает с кабелем.
• Внешняя защитная оболочка. Дает дополнительную защиту конструкции от внешних воздействий, в том числе предотвращает проникновение влаги.

Луженые медные жилы залиты пластичной смесью графита, который смешан с полимером. Жилы замыкаются через матрицу. Нагревательная часть из термопласта дает защиту от воды, оплетка заземляет кабель и также предотвращает деформацию корпуса от электрических воздействий. Оболочка может быть разной в зависимости от выбранных условий эксплуатации кабеля. В безопасных по температуре условиях можно использовать оболочку из полиолефинового пластиката, в агрессивных средах и при сильном ультрафиолетовом излучении – из фторполимера.

В зависимости от модели и производителя некоторые компоненты могут быть убраны или, наоборот, добавлены. Чем меньше задействовано конструктивных элементов, тем меньше стоимость нагревателя. В конструкции могут быть не задействованы датчики тепла и температуры. Такие кабеля подходят в тех сферах, где не нужен строгий контроль и нет необходимости срочно менять температуру. Примером может служить террариум, где не так страшны резкие перепады.

Принцип работы кабеля

У полупроводниковой матрицы высокий положительный коэффициент сопротивления. Чем выше температура, тем меньше сила тока и мощность. Соответственно, тепло также уменьшается при более высоких температурах, а при понижении градусов выделяется интенсивнее. В матрице заложены частицы проводящего толка. Условно это можно описать, как большое количество сопротивления, расположенного параллельно токопроводящим жилам.

При подключении напряжения на жилы воздействует ток, который нагревает матрицу и расширяет ее. Контакты между соседними проводящими частицами нарушаются, и количество сопротивления сокращается. Тока и тепла становится меньше, что позволяет поддерживать температурный режим в нужных границах.

Чем ниже температура на заданном участке, тем больше проводящих путей, меньше сопротивления, сильнее нагрев и интенсивней ток. Таким образом, когда температура на обогреваемом участке меняется в ту или иную сторону, сопротивление матрицы подстраивается под заданный диапазон и выдает нужное количество тепловой энергии.

Главные преимущества саморегулируемого кабеля

Основными плюсами использования саморегулирующихся греющих кабелей являются:

• Возможность отрезать кабель по любому подходящему размеру, начиная с 20 см. Длина не уменьшает действенность устройства. Участки в любом случае будут прогреты полностью без пропусков и температурных разностей.
• В монтаже можно делать перекрещивание. В месте скрещивание не происходит перегрев. Кабель остается исправен.
• В результате обрыва не теряет работоспособность. При деформации токоведущей жилы внутри кабеля рабочее пространство остается неизменным до места перекоса.
• Не требует установки терморегулятора или теплодатчика, так как напрямую подключается к розетке или выключателю.
• Эффективен в экономическом и энергетическом плане. При увеличении температуры на одном из участков мощность нагрева уменьшается автоматически. Также дела обстоят и со сменой количества потребляемой электроэнергии.
• Можно использовать только на участках с повышенной вероятностью промерзания. Например, в холодный период обустройство кабеля по такому принципу позволяет снизить затраты на потребление энергии.
• Безопасность при эксплуатации. При перехлестах кабеля, повышении температур на каких-то отдельных участках защитные слои предотвращают риски ударов электрическим током.
• Не требует дополнительного обслуживания после установки.
• Нет ограничений по длине, что позволяет подбирать необходимую модель для определенной ситуации.

Виды и характеристики

Выпускаются промышленные и общестроительные кабели. Первые используются для защиты от замерзания, для поддержания определенной температуры в промышленных трубопроводах, резервуарах и прочего оборудования технологического назначения. Они нужны в химической, пищевой, машиностроительной, энергетической и металлургической отрасли. Как правило, такие кабели снабжены взрывозащитным механизмом.

Общестроительный греющий кабель не подлежит использованию в огнеопасных и взрывоопасных зонах. Они подходят для систем обогрева трубопроводов бытового назначения, лестниц, площадок, кровельных сооружений и прочих подобных конструкций.

По характеру исполнения и конструктивным особенностям выделяют два вида саморегулирующих греющих кабелей:

1. Экранированный. Оплетка завернута в крепкую оболочку, которая надежно защищает от внешних механических повреждений и дает надежное заземление. Таким кабелем можно обогревать водопровод под землей и устанавливать его на открытом воздухе, например, в кровле или водостоке.
2. Неэкранированный. Выполнен без защитной оболочки. Может использоваться для трубопроводов бытового назначения. Нельзя располагать на открытых пространствах, где есть вероятность воздействия агрессивных факторов в виде ярких солнечных лучей и резких перепадов температур.

Экранированный саморегулирующийся греющий кабель состоит из оплетки, изоляции, оболочки, матрицы и медных жил. Неэкранированный имеет только наружную, внутреннюю полиолефиновую оболочку, полупроводящую матрицу и медные жилы.

Основными техническими характеристиками саморегулирующих греющих кабелей являются:

• напряжение питания, измеряемое в ваттах;
• мощность погонного метра в номинальном значении, обозначаемая как Вт/м;
• удельное сопротивление пускового тока в амперах;
• сечение токопроводящих жил в мм/кв;
• максимальная рабочая температура в градусах по Цельсию;
• температура окружающей среды в градусах по Цельсию.

Для обогрева коммуникаций больше подойдет модель саморегулирующегося кабеля с мощностью 10 Вт на погонный метр для внутренних труб, для наружных труб – 15 Вт/м.п. Для крыш и дорожек подходящим вариантом станет кабель с мощностью от 24 до 30 Вт/м.п, а для систем антиобледенения достаточно мощности в 40 Вт/м.п.

Минимальная мощность саморегулирующихся кабелей – это 5 Вт на квадратный метр. Максимальный показатель на ту же площадь будет достигать 150 Вт. По уровню нагрева могут быть устройства низкотемпературные, которые работают при температуре в 65 градусов, среднетемпературные – 120 градусов и высокотемпературные – 240 градусов.

Ориентируясь на диаметр трубы можно подобрать нужную мощность. Так, водопроводы с диаметром до 2,5 см могут быть снабжены кабелем мощностью 10 Вт/м, до 4 см – 16 Вт/м, от 4 до 6 см – 24 Вт/м.

Саморегулирующийся греющий кабель представляет собой довольно простую конструкцию, которая в зависимости от модели может выдавать разную температуру обогрева. Сфера применения его обширна и разнообразна. Надежная и легкая конструкция саморегулирующегося греющего кабеля позволяет нагревать всю его дину вне зависимости от скачков напряжения. Это достаточно дорогое по стоимости устройство, которое оправдывает свою цену высокими показателями качества.