Саморегулирующийся греющий кабель

Саморегулирующийся греющий кабель

Саморегулирующийся кабель (Samreg)- это нагревательный кабель, в основе работы которого лежит способность кабеля, автоматически изменять собственную мощность и температуру нагрева, на различных своих участках, в зависимости от текущих условий. 
Нагревательным элементом данного кабеля является полупроводниковая матрица, заключенная между двумя токопроводниками. Матрица- непрерывный греющий элемент из полимера на углеродной основе, который меняет свои проводящие свойства в зависимости от температуры. Матрица имеет свойство увеличивать свое сопротивление, в следствии увеличении температуры, при протекании по ней электрического тока. 

Матрица формируется в процессе экструзивной обработки. Заготовку прогоняют через охлаждающий тоннель с заданной температурой. В результате процесса получается матрица со множеством токовых дорожек, появившихся в результате экструзии в полупроводниковой матрице и обеспечивающих саморегулировку нагрева:
- С повышением температуры воздуха до положительного значения, полимер расширяется, локальные проводящие связи или дорожки, по которым протекает ток уменьшаются – мощность понижается, выделение тепла уменьшается;
- При снижении температуры воздуха, частицы полимера сужаются, число дорожек для прохождения тока увеличивается – мощность повышается, возрастает тепловыделение матрицы. Так, происходит процесс саморегуляции.

История изобретения саморегулирующегося кабеля

Считается, что прообраз саморегулирующегося кабеля появился в Норвегии во время Второй мировой войны. 16 сентября 1940 (т.е. еще до начала военных действий в этой стране) под номером 747 883 в Осло был опубликован патент, автором которого был Педер Гуннар Слетнер. Однако в связи с войной и оккупацией, данный патент не был рассмотрен. Его автор вынужден был эмигрировать в США и только в 14.05.1947 он заново представил свой текст в Ведомство по патентам и товарным знакам США. Документы внимательно изучались комиссией более двух лет. В итоге 17.01.1950 года данный патент был официально опубликован Ведомством под уникальным номером US2494589 A.

Согласно опубликованного текста, было запатентовано изобретение, представляющее структуру из двух или большего количества проводников электричества с противоположной полярностью (фазовых и нейтральных). Проводники электричества идут параллельно друг другу, не пересекаясь, но, в то же время, они соединяются между собой благодаря n-ому числу контактов (резисторов), параллельных подключенных к ним. Резисторы представляют собой тонкие проволочные спирали из металла высокого сопротивления. Следует отметить, что в тексте патента пока что вообще отсутствуют упоминания о компонентах (материалах) современных саморегулируемых систем - полимерной матрице. На тот момент химия не была способна синтезировать такие сложные материалы. Вместо этого Педер Слетнер предлагает нам фактически тот же самый резистивный кабель, обладающий одним уникальным свойством: его можно было резать на любые длины, не беспокоясь об изменении его характеристик после отреза. Таким образом был изобретен зональный кабель.

Кабель Слетнера имеет существенное преимущество перед резистивными кабелями – при перегорании одного резистора (соединителя токопроводящих жил), система продолжает работать в полноценном режиме. Перестает греть только ее небольшой участок. Это изобретение давало большие перспективы при использовании такого кабеля в системах электрообогрева.
 После патента Слетнера, пошла череда патентов по доработке его изобретения. В частности, патенты 3757086 и 4037083 предлагали различные варианты сплавов резисторов (нихром, фехрал) для увеличения выделяемой мощности и КПД греющего кабеля. Но это не решало вопрос саморегуляции системы. Технология параллельного соединения греющего кабеля, позволяющая резать и муфтовать нагревательный кабель любых длин, стала использоваться в коммерческих целях c 1971.
Далее, на протяжение почти 20 лет следовала целая череда патентов, в основном американских авторов, которые стали предлагать решения, позволяющие зональному кабелю выделять температуру, отличающуюся на разных участках одного и того же отрезка. Впервые о решении вопроса автономного регулирования температуры кабеля было заявлено в патенте US4250400 A от 10.02.1981 г. В нем предлагалось посередине спиральных резисторов (проводов высокого сопротивления) подключать небольшой термостат в виде таблетки. Этот дисковый термодатчик выступал за пределы кабеля и должен был контактировать с обогреваемой поверхностью. При увеличении температуры поверхности, сопротивление термодатчика увеличивалось, что уменьшало линейно протекающий электрический ток. В итоге мощность кабеля падала. Таким образом, появился первый в истории саморегулирующийся кабель. На схеме ниже изображена схема данного изобретения.

Области применения саморегулирующегося кабеля


Условно применение саморегулирующегося нагревательного (греющего) кабеля можно разделить на 4 области:
1. Устройство промышленных системы защиты от промерзания или поддержания заданной температуры продукта в трубопроводах, емкостях и резервуарах с различными температурными характеристиками и параметрами.
2. Антиобледенительные системы для кровли и водостоков. То есть кабель укладывается по краю крыши, в водостоки, и предотвращает образование наледи, сосулек, и замерзания ливневых стоков.
3. В загородных домах, коттеджах, дачах, сельских домах саморегулирующийся нагревательный кабель используют для защиты водопровода от промерзания зимой. Если не хочется (или нет возможности) глубоко заглублять водопроводную трубу, или в каком-то месте она все равно промерзает, то снаружи по ней прокладывают саморегулирующийся греющий кабель, фиксируют хомутами (или простой изолентой) и, если есть возможность и желание, на трубу одевают утеплитель или просто укутывают каким-нибудь теплоизолирующим материалом. То же самое делают с трубой канализации, если есть необходимость. Если нужно чтобы в морозное время года вне дома был бы кран с холодной или горячей водой, то здесь саморегулирующийся нагревательный кабель просто необходим.
4. При обустройстве тротуарных дорожек, как систему "Анти-снег".

Виды саморегулирующегося кабеля

В бытовых системах электрообогрева в основном применяется низкотемпературный саморегулирующий кабель, который выдерживает разогрев до 85 C. Среднетемпературные и высокотемпературные кабели имеют значительно большую термостойкость и применяются как правило в добывающей и обрабатывающей промышленности.
По назначению саморегулирующиеся кабели классифицируют:
- Для обогрев бытовых труб;
- Для систем антиобледенения (обогрев крыш, водостоков, дорожек, площадок);
- Для промышленного обогрева (обогрев нефте- и газопроводов, промышленных емкостей).
По наличию экранирующей оплетки кабели делятся на:
- Экранированные – с защитным заземляющим экраном. Особенность — наличие специального экрана, защищающего от ЭМ излучения, повышающего стойкость к внешним воздействиям. Универсальный вариант, представленный несколькими видами в зависимости от сферы применения; 
- Неэкранированные – без защитной оплетки и заземления. Из-за отсутствия экранирующей оплетки запрещается укладка на открытых территориях и местах, где имеет место агрессивное воздействие. Модели без экрана укладываются в местах отсутствия УФ лучей и риска механического влияния. Проводник может повредиться, если по нему будут стучать, ходить, бить и т. д. Продаются отрезными или идут в комплекте.

По линейной мощности (мощность на 1 метр погонный) кабели бывают следующих основных видов:
- 10 Вт/м.пог. – для обогрева внутри труб;
- 16 Вт/м.пог. – для обогрева внутри и снаружи труб;
- 24 Вт/м.пог. – обогрев крыш, дорожек, снаружи трубы;
- 30 Вт/м.пог. – обогрев крыш, труб и систем антиобледенения;
- 40 Вт/м.пог. – обогрев крыш, водостоков, ендов, систем антиобледенения.
Также существует классификация по типу наружной оболочки:
- С пищевой оболочкой – для обогрева внутри водопроводных труб для питьевой воды;
- С УФ-защитой – для размещения на крышах и открытых площадках.

В чем отличия саморегулирующегося кабеля от резистивного?

Главная особенность саморегулирующего нагревающегося изделия — способность менять температуру в зависимости от окружающей обстановки. Резистивные модели не умеют этого делать и работают в одном режиме.

На этом фоне можно выделить ряд особенностей нагревательных саморегулирующихся кабелей:
1. Экономичность. В отличие от резистивных «собратьев» саморегулирующие кабеля меняют мощность в зависимости от температурных условий. При этом можно сэкономить средства на покупку термостатов, датчиков и других контролирующих элементов. Достаточно просто подключить изделие к сети, чтобы оно выполнило поставленную задачу. Несмотря на более высокую стоимость, в конечном итоге саморегулирующийся кабель быстрее себя окупает.
2. Безопасность применения. Использование резистивного кабеля несет риск перегрева некоторых участков, не нуждающихся в повышенной температуре. В результате может выйти из строя вся система. Саморегулирующийся кабель отличается большей гибкостью, ведь его температура меняется на разных участках в зависимости окружающих условий. В области с более высокой температурой уровень нагрева уменьшается, что позволяет защитить участок от возможного перегрева.
3. Надежная защита. Длительное повышение напряжения может привести к выходу из строя резистивного кабеля. Саморегулирующейся продукции такие риски не страшны.

Также выделяются и другие отличия от резистивной версии — улучшенные прочностные характеристики, возможность перехлеста проводов на разных участках и легкость регулирования длины. Для сравнения резистивные кабеля, как правило, продаются фиксированной длины без возможности её изменения. 

Советы по выбору 


Выбирая себе саморегулирующийся кабель, не всегда нужно ориентироваться на цену. Нужно учитывать для чего вы его будете использовать и в каких условиях он будет эксплуатироваться. Вот некоторые моменты, которые нужно знать перед покупкой:
- Мощность кабеля. Для обогрева труб снаружи обычно используют кабели 16-30 Вт/м.пог., если кабель будет обогревать трубу изнутри, то 10-15 Вт линейной мощности вполне хватит. Для крыш и водостоков обычно используют самреги мощностью 30-40 Вт/м.пог;
- УФ-защитная оболочка. Если кабель будет лежать на открытом воздухе и на него будет воздействовать УФ-излучение, то нужно покупать кабель с УФ-защитой;
- Заземляющая оплетка. Саморегулирующиеся кабели продаются как с заземляющей оплеткой (экраном), так и без. Цена кабеля без «земли» примерно в 1,5-2 раза дешевле. Его целесообразно применять для обогрева труб, уходящих в землю, скважин, на крышах. Самое главное – это смуфтовать данный кабель надежной клеевой заделкой, чтобы обеспечить защиту от проникновения воды. Кабель с экраном более безопасен;
- Пусковая мощность (пусковые токи). При включении любого саморегулирующегося кабеля его потребляемая мощность выше номинальной. У хорошего качественного саморегулирующегося кабеля, стартовая мощность варьируется в пределах от 2-х до 5-ти раз от рабочего значения. У низкосортного самрега (как правило китайского производства) пусковая мощность может «взлететь» в разы. Это говорит о нестабильности матрицы и ее недолговечности;
- Воздушные полости. При покупке необходимо сжать пальцами кабель и провести ими по его длине. Некачественный кабель изготавливается не по стандартам и у него внутри будут нащупываться воздушные полости. Будет ощущение что вешняя оболочка отстает от внутренних частей кабеля. И, наоборот, если в процесс производства отлажен, соблюдена технология, то внешняя оболочка плотно сидит на кабеле, составляет с ним единое целое;
- Толщина. Саморегулирующийся кабель как правило имеют ширину около 1 см и толщину 3-4 мм. Зачастую продавцы, стараясь привлечь покупателя «красной» ценой, продают под видом европейского или корейского кабеля, китайский кабель. Доходит до того, что его ширина составляет немногим более 0,5 см. При такой толщине площадь выделяемого тепла гораздо ниже и такой самрег гораздо менее эффективен. А если матрица, которая в 2 раза меньше по размеру, выделяет аналогичное тепло, то срок ее работы недолговечен. К тому же есть вероятность что со временем питающие жилы могут замкнуться друг с другом из-за того, что в каких-то местах греющая матрица подплавиться или разрушится.

Саморегулирующийся кабель — лучшее решение в ситуации, когда необходима защита от замерзания и появления наледи. Он имеет широкую сферу применения, прост в монтаже и надежен в эксплуатации. Способность менять мощность с учетом температурного режима гарантирует экономию в долгосрочной перспективе. 


Если у Вас остались какие-либо вопросы, просто позвоните нам по тел. 8(391) 280-00-82

Заказать звонок