Samoregulujący kabel grzejny: przegląd rodzajów i cechy użytkowania

Niska temperatura zimą może przynieść wiele problemów, jeśli na czas nie zadba się o ocieplenie rynien i rur kanalizacyjnych, elementów dachowych oraz gleby w szklarni. Zamarznięta woda zamienia się w metrowe zatory lodowe i unieruchamia system wodociągowy, a oblodzenie dachu jest wręcz niebezpieczne dla życia.

Zmienić nieprzyjemną sytuację pomaga samoregulujący się kabel grzejny ułożony wzdłuż rur, dachów i rynien.

W tym materiale szczegółowo opowiemy, jak prawidłowo wybrać kabel grzejny, opisujemy jego cechy konstrukcyjne i zasadę działania. Ponadto w artykule przedstawiono dwa warianty montażu systemów samoregulujących.

Różnice konstrukcyjne systemów samoregulujących

Samoregów (w skrócie) nie należy mylić z odpowiednikami rezystancyjnymi – pierwszymi modyfikacjami kabli grzejnych.

W skrócie, wady typu rezystancyjnego, w wyniku których jest on stosowany coraz rzadziej, są następujące:

• określona długość, brak możliwości wydłużenia lub skrócenia;
• stały opór na całej długości, co uniemożliwia regulację temperatury na poszczególnych odcinkach;
• podłączenie z obu końców, co powoduje trudności przy montażu;
• ryzyko przegrzania w miejscach przecięcia;
• brak naprawy jako takiej, wymienić trzeba cały system.

Pozytywną cechą typu rezystancyjnego jest niski koszt, dlatego stosuje się go tam, gdzie potrzebne jest ogrzewanie małych, chronionych obszarów.

Schemat rezystancyjnego kabla jednożyłowego zawiera cztery podstawowe elementy: żyłę miedzianą, która łączy funkcje grzania i przewodzenia ciepła, wewnętrzną i zewnętrzną ochronę, oplot wzmacniający

W konstrukcji samoregulującego kabla grzejnego istnieją zasadnicze różnice:

• Dwie żyły miedziane o wysokim stopniu oporu. Im większy opór – tym większe możliwości regulacji temperatury.
• Matryca półprzewodnikowa. To istotny element kabla, który czyni go samoregulującym. Matryca reaguje wrażliwie na temperaturę otoczenia. Gdy temperatura spada, wzrasta opór materiału i zaczyna on wydzielać więcej ciepła.
• Izolacja wewnętrzna. Materiał wysokiej jakości charakteryzuje się równomierną strukturą i maksymalną przewodnością cieplną.
• Oplot ekranujący. Najczęściej jest to siatka miedziana lub ekran aluminiowy. Aby chronić kabel, zasilanie musi być podłączone przez wyłącznik różnicowoprądowy.
• Izolacja zewnętrzna. Jej funkcją jest ochrona wszystkich elementów kabla. Od właściwości izolacji zewnętrznej zależy żywotność produktu.

Zdolność kabla samoregulującego do zmiany własnej rezystancji (a tym samym mocy) pod wpływem wahań temperatury eliminuje konieczność zakupu dodatkowego wyposażenia – różnego rodzaju termostatów z czujnikami.

Schemat kabla samoregulującego. Głównym elementem wyróżniającym jest matryca półprzewodnikowa, umieszczona pomiędzy dwoma miedzianymi żyłami. To właśnie ona reguluje poziom wydzielania ciepła.

Kabel można ciąć, a długość gotowego produktu w razie potrzeby skracać lub przedłużać.

Jeśli dwie gałęzie kabla przypadkowo się skrzyżują, nie dojdzie do przegrzania ani awarii systemu. W każdej chwili można odciąć lub wymienić jakiś fragment bez szkody dla całej konstrukcji grzewczej.

Ale główną zaletą kabla samoregulującego jest jego «selektywność». Matryca samodzielnie identyfikuje zimne obszary i doprowadza ich temperaturę do optymalnej wartości.

Na odpowiednio ogrzanych obszarach po prostu utrzymuje wymagane parametry (zwykle +3–5 °C). Jest to bardzo wygodne, gdy konieczna jest ochrona przed zamarzaniem kabla, który na całej swojej długości ma różne warunki ogrzewania (na przykład przebiega zarówno przez ogrzewane pomieszczenie, jak i przez zimny grunt).

Po zakończeniu zimnego sezonu znika potrzeba ogrzewania rur, gruntu lub dachu, dlatego kabel odłącza się od zasilania. Gdy istnieje prawdopodobieństwo silnych nocnych przymrozków, można skorzystać z termostatu automatycznie załączającego system.

Gdzie stosuje się systemy ogrzewania?

Zakres zastosowania kabli grzejnych do rur (i nie tylko) jest dość szeroki. Montuje się je w miejscach, gdzie wymagane jest regulowane ogrzewanie przylegających (otaczających) powierzchni lub materiałów.

Niektóre rodzaje kabli są specjalnie przeznaczone do systemów «ogrzewania podłogowego». Układa się je pod płytkami ceramicznymi, deskami, laminatem, wykładziną dywanową, a czasami zalewa wylewką betonową.

Ostatnia opcja jest najmniej skuteczna, ponieważ wylewka «kradnie» ciepło, a przez wykończeniową powłokę przechodzi tylko jego część.

Schemat rozmieszczenia kabla grzejnego w łazience w systemie «ogrzewanie podłogowe». Przewód układa się «wężem» na całej powierzchni pomieszczenia tak, aby dwa końce znalazły się w przeciwległych rogach.

Ogrzewanie kablami jest powszechne w systemach wodociągowych i kanalizacyjnych. Instalacje zakopane w ziemi lub prowadzone nad ziemią w północnych regionach Rosji są narażone na całkowite zamarzanie przez pół roku – od października do kwietnia.

Jeśli rurociąg jest ułożony powyżej poziomu przemarzania gruntu i jest niewystarczająco ocieplony, szybko straci swoją funkcjonalność. Dlatego zalecamy dowiedzieć się więcej o rodzajach kabli grzejnych do ogrzewania wodociągów.

Zamienić termoizolacyjny „kokon” pomoże kabel grzejny zamocowany na rurze. Istnieją różne sposoby montażu, najczęściej stosowane – liniowy i spiralny. Drugi obejmuje większą powierzchnię rury.

Jeśli rury są już zakopane w wykopach, a demontaż jest niemożliwy lub niepożądany, stosuje się montaż kabla wewnątrz rury wodociągowej (kanalizacyjnej) przez wcięty w najdogodniejszym miejscu trójnik.

Kolejne zastosowanie kabla samoregulującego – systemy ogrzewania dachów i rynien.

Przewody mocuje się w szczególny sposób na krawędziach dachu, w rynnach i rurach spustowych. Zapobiegają one tworzeniu się lodu, który niszczy systemy odwodnienia.

Pod wpływem wysokiej temperatury śnieg i lód stopniowo zamieniają się w wodę, która spływa rynnami i rurami w dół. Dachy stają się bezpieczne dla ludzi i pojazdów znajdujących się na podwórzu.

Praktyczne zastosowanie kabli grzejnych dla tych, którzy nie lubią zaparowanych szyb i luster – montaż kabla samoregulującego z tyłu lustra, po czym kondensat już nie będzie przeszkadzać.

W produkcji i podczas prac budowlanych ogrzewanie jest często niezbędne jako pomoc w „dojrzewaniu” zapraw betonowych.

Aby charakterystyka gotowego materiału odpowiadała normom, należy stworzyć specjalny reżim temperaturowy. W tym celu w miejscu, gdzie będzie wylewana zaprawa, równomiernie rozmieszcza się kable samoregulujące, a do ich mocowania używa się zbrojenia. Po stwardnieniu pozostają one wewnątrz konstrukcji.

Podobna sytuacja jest z cieczami, do utrzymania określonej temperatury których również stosuje się kable samoregulujące. Zamiast tradycyjnego podgrzewania zbiornika z cieczą techniczną, zanurza się w niej kabel, w wyniku czego właściwości chemicznych lub spożywczych roztworów przez jakiś czas się nie zmieniają.

Systemy grzewcze nie ominęły również sektora rolniczego. Kabel umieszcza się bezpośrednio w gruncie, pod górną warstwą żyzną, chroniąc w ten sposób korzenie roślin przed przemarzaniem.

Na jakie cechy zwrócić uwagę?

Przed zakupem kabla należy wyjaśnić warunki, w jakich będzie on użytkowany. Ważne jest prawidłowe obliczenie mocy, ustalenie długości, odczytanie parametrów temperaturowych oraz określenie sposobu montażu – wewnętrznego lub zewnętrznego.

Charakterystyki potrzebne przy wyborze

Moc. Parametry mocy/rezystancji i oddawania ciepła są ze sobą powiązane. Właściwości kabla zależą również od przekroju żyły. Na niego należy się orientować także przy wyborze długości. Załóżmy, że system kabla o przekroju 1,1 mm² i mocy 25 W nie powinien być dłuższy niż 80 m.

Średnia moc kabli samoregulujących dostępnych w sprzedaży wynosi od 5 W/m do 25 W/m. Systemy o minimalnej wartości nadają się do ogrzewania wewnętrznego rur ułożonych w gruncie. Dla tych samych rur, ale z ogrzewaniem zewnętrznym, kabel powinien być nieco mocniejszy – 10 W/m. Najbardziej surowe warunki panują nad ziemią, dlatego do umieszczenia nadziemnego odpowiednia będzie maksymalna moc – od 25 W/m.

Temperatura. Należy pamiętać, że nie wszystkie rodzaje rur jednakowo dobrze znoszą nagrzewanie. Załóżmy, że wyroby z tworzyw sztucznych (zwłaszcza kanalizacyjne i do zimnej wody) nie są przeznaczone do silnego nagrzewania.

Do podgrzewania cieczy w rurach wodociągowych z polipropylenu zaleca się stosowanie systemów niskotemperaturowych o maksymalnej temperaturze roboczej +65 °C.

W produkcji spotyka się kable nagrzewające się do +190 °C (przy mocy do 90 W/m), jednak w gospodarstwie domowym nie ma dla nich zastosowania.

Obecność oplotu uziemiającego. Ten element ochronny jest równie ważny dla systemu, jak i dla ludzi – gwarantuje bezpieczeństwo montażu. Aby oplot działał, podłącza się go przez wyłącznik różnicowoprądowy. Jednak w sprzedaży można spotkać wersje bez uziemienia – w niektórych przypadkach ich użycie jest całkowicie zrozumiałe.

Materiał izolacji zewnętrznej. Jako zewnętrzny materiał izolacyjny stosuje się różne rodzaje polimerów. Niektóre z nich są cieńsze i bardziej elastyczne, inne – sztywne przy zginaniu. Wszystkie rodzaje bez wyjątku chronią wewnętrzne części kabla przed uszkodzeniami, agresywnym środowiskiem i wilgocią.

Tabela parametrów technicznych różnych rodzajów kabli. Między innymi różnią się one materiałem zewnętrznej powłoki ochronnej: poliolefiną i fluoroplastem.

Izolacja zewnętrzna wpływa na zakres zastosowania kabla. Ochrona z poliolefiny (najpopularniejszy materiał) nie nadaje się do wszystkich sposobów montażu.

Na przykład do montażu na dachu stosuje się kabel z izolacją z fluoropolimerów (z ochroną przed promieniowaniem UV), a do montażu wewnętrznego – systemy z izolacją fluoroplastową.

Instrukcje montażu samoregulującego się kabla

Sposobów układania kabla jest wiele – wybór zależy od miejsca i warunków montażu. Przy urządzaniu domowych autonomicznych sieci najczęściej trzeba izolować rury, dlatego zatrzymamy się bardziej szczegółowo nad opisem procesów wewnętrznego i zewnętrznego montażu kabla na rurociągu.

Wariant #1 – instalacja wewnętrzna

Montaż kabla grzejnego wewnątrz rury wodociągowej lub kanalizacyjnej wykonuje się z różnych powodów. Główny – niemożność zamocowania z powodu tego, że rurociąg już leży w wykopie i jest przykryty warstwą gruntu.

Oczywiście, taki typ instalacji ma pewne wady:

• - użycie dodatkowego elementu – trójnika;
• - obniżenie właściwości kabla z powodu osadu, który pojawia się po pewnym czasie (zależy od cech wody);
• - zmniejszenie średnicy rury, dodatkowa przeszkoda na drodze przepływu wody;
• - ograniczona długość i preferowane użycie na odcinkach prostych.

Ważna uwaga: kabel samoregulujący wprowadza się tylko przez specjalny trójnik, korzystanie z armatury odcinającej przy podłączaniu systemów grzewczych jest zabronione!

Przeprowadzanie naprawy lub wymiany kabla jest łatwe, wszystkie czynności wykonuje się przez ten sam trójnik. Główną zaletą jest to, że przy montażu wewnętrznym kontakt kabla z cieczą bezpośrednio prowadzi do zwiększenia mocy grzania – stąd bezpośrednie oszczędności.

Instrukcja użycia gotowego zestawu:

• - podłączenie do kabla wszystkich funkcjonalnie ważnych elementów (wykonanie końcówki, przyłączenie kabla zasilającego);
• - wcięcie w rurę trójnika z wolnym odgałęzieniem dla kabla;
• - wprowadzenie kabla do wnętrza rury na określoną długość;
• - uszczelnienie zespołu za pomocą przepustów lub nakrętek zaciskowych.

Nie zaleca się wkładania kabla samoregulującego do rury o przekroju mniejszym niż 40 mm – wpłynie to na prędkość i objętość przepływającej cieczy.

Jak przygotować kabel i założyć mufę końcową, można zobaczyć w poniższej instrukcji:

Teraz kabel jest całkowicie gotowy do montażu wewnątrz rury wodociągowej lub kanalizacyjnej.

Wariant #2 – instalacja zewnętrzna

Nie zaleca się wkładania więcej niż jednego kabla do rury, zwłaszcza o wąskim przekroju, natomiast po stronie zewnętrznej można umieścić od 1 do 4 kabli samoregulujących. Jeden kabel zwykle wystarcza do rury o małej średnicy (40-50 mm), a od 2 do 4 sztuk stosuje się w przypadku większych rur znajdujących się w strefach niskich temperatur.

W przypadku komunikacji umieszczonej w ziemi często stosuje się «złoty środek» – dwa kable biegnące równolegle wzdłuż przeciwległych stron.

Do mocowania stosuje się taśmę aluminiową, która ma na celu zwiększenie oddawania ciepła i jednoczesną ochronę. Czasami jednak wymagane jest mocniejsze przymocowanie – za pomocą opasek. Jeśli fragment rury jest narażony na bezpośrednie działanie promieni słonecznych, zaleca się stosowanie opasek w kolorze czarnym odpornych na promieniowanie UV.

Rodzaj ułożenia wybiera się w zależności od wymaganego stopnia ogrzewania – spiralny lub liniowy. Do montażu spiralnego wystarczy jeden kabel.

Metoda spiralna pokrywa maksymalną powierzchnię rury. Im mniejszy odstęp między zwojami kabla, tym efektywniejsze ogrzewanie. Średni odstęp wynosi 5-6 cm. Spirala jest około 1,7-1,8 razy dłuższa od kabla ułożonego liniowo. Jako element mocujący stosuje się taśmę montażową.

Instrukcja układania:

1. Umieszczenie kabla na całej długości odcinka rury wymagającego ogrzewania, metodą liniową lub spiralną.
2. Owinięcie w trakcie montażu węzłów przyłączeniowych, zaworów i innych elementów armatury zaporowej.
3. Mocowanie taśmą montażową (taśmą aluminiową, opaskami).
4. Izolacja termiczna «w rękaw».

Ostatni punkt jest obowiązkowy. Dzięki izolacji ciepło wydzielane przez kabel zostanie zatrzymane w strefie rurociągu. Rodzaj i grubość izolacji termicznej dobiera się, biorąc pod uwagę typ rurociągu i warunki zewnętrzne.

Załóżmy, że do ułożenia wodociągu w wykopie oprócz kabla grzewczego potrzebna będzie izolacja o grubości 25-30 mm – piankowa «skorupa», ekstrudowany polistyren lub wełna bazaltowa.

Niuanse ogrzewania dachu

Aby stworzyć sprzyjające warunki do ciągłego topnienia śniegu i lodu na dachu oraz w systemie rynien, kabel grzewczy montuje się w następujących miejscach:

• na krawędzi dachu (najlepiej na całym obwodzie);
• w rynnach pod połaciami dachu;
• w rurach spustowych;
• w koszach dachowych.

Istnieją różne warianty wykonania systemu grzewczego: od pojedynczego kabla przeciągniętego wzdłuż najbardziej krytycznego miejsca, aż po całą sieć kabli z termostatem i czujnikami.

W miejscach otwartych kabel mocuje się za pomocą zacisków i wsporników, w rurach – zawiesza na linie lub łańcuchu.

Wariant wykonania systemu «antyoblodzeniowego»:

Ostatni etap przeprowadza się wewnątrz pomieszczenia. Instalujemy elektryczną szafę sterowniczą i podłączamy system grzewczy. Następnie włączamy termoregulator i sprawdzamy, jak działa system.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Jak prawidłowo wybrać i zamontować system grzewczy, podpowiedzą poniższe filmy.

Jak zamocować samoregulujący kabel na rurze kanalizacyjnej o średnicy 110 mm:

Instalacja systemu kablowego Deviflex do ogrzewania rynien i dachu:

Jak wygląda izolacja kablem konstrukcji betonowej:

Dla prawidłowego funkcjonowania rur lub rynien często stosuje się kable samoregulujące, które tworzą najbardziej odpowiednie warunki temperaturowe. Wymagania montażowe są uzasadnione, jeśli kabel został prawidłowo dobrany.

Proszę zwrócić uwagę na marki Raychem, Heat Trace, Nelson, Lavita i dokładnie przestrzegać dołączonej do kabla instrukcji. W razie trudności proszę skontaktować się z przedstawicielami firmy – na pewno udzielą pomocy.

Proszę pisać komentarze w bloku poniżej. Czy posiada Pan/Pani praktyczne umiejętności układania samoregulującego kabla grzewczego i może udzielić cennych rad odwiedzającym naszą stronę? Albo pojawiły się pytania dotyczące tematu artykułu – proszę je zadać w bloku komentarzy, a my postaramy się szybko na nie odpowiedzieć.