Сегодня нам предстоит познакомиться с современными системами кабельного обогрева. Мы выясним, чем привлекателен греющий саморегулирующийся кабель на фоне конкурирующих решений, узнаем, как он устроен и где его можно использовать. Приступим.
ЗАЧЕМ НУЖЕН ГРЕЮЩИЙ КАБЕЛЬ
Любой самогреющий кабель https://teplokab.ru/gryeyushchiy-kabyel/raychem/ – это всего лишь проводник с достаточно высоким электрическим сопротивлением. Если создать на его концах разность потенциалов, через этот проводник потечет ток; при этом взаимодействие движущихся по проводнику заряженных частиц с его собственными молекулами будет приводить к нагреву. Кабельный обогрев набрал популярность в последние 20-25 лет.
РАЗНОВИДНОСТИ КАБЕЛЕЙ
Современный рынок предлагает несколько разновидностей систем кабельного обогрева, отличающихся устройством нагревательного элемента и потребительскими характеристиками.
ОДНОЖИЛЬНЫЙ РЕЗИСТИВНЫЙ
Одножильный проводник в изоляции волей-неволей должен подключаться к питанию обеими концами, образуя замкнутый контур. Мало того, одножильный кабель продается и монтируется секциями фиксированной длины.
Длина секции определяется удельным сопротивлением проводника: только строго определенное сочетание этих двух параметров обеспечит приемлемые значения текущего тока через секцию и, соответственно, его нагрев в нужном диапазоне температур.
Структура одножильного резистивного кабеля
Разъясним для тех, кто забыл физику: если отрезать часть проводника, его полное сопротивление упадет, а текущий через кабель при постоянном напряжении ток вырастет. Это приведет к перегреву кабеля и, с большой вероятностью, к разрушению изоляции.
Одножильный резистивный кабель имеет еще несколько особенностей, которые делают его довольно неудобным для применения:
- Ему нужен терморегулятор, что позволяет ограничить максимальную температуру нагрева;
- Перехлест кабеля означает его перегрев – опять-таки с возможным повреждением изоляции;
- Энергопотребление системы обогрева меняется только вручную. Оно не зависит от температуры окружающей среды.
ДВУЖИЛЬНЫЙ РЕЗИСТИВНЫЙ
Единственное его отличие от одножильного кабеля прямо следует из названия: в общей внешней изоляции прокладывается две токопроводящих жилы. Секция кабеля может подключаться к источнику питания одной стороной и прокладываться произвольно. Все остальные недостатки решения, к сожалению, сохраняются.
Резистивный двужильный кабель
ЗОНАЛЬНЫЙ
Устройство зонального кабеля радикально отличается от обычного резистивного: его основу составляют два проводника с низким электрическим сопротивлением. Их с определенным шагом замыкают друг с другом нагревательные спирали с высоким сопротивлением.
Структура и особенности зонального кабеля
Что дает такая структура кабеля?
Возможность изменять длину греет секции с фиксированным шагом, равным шагу между точками соединения нагревательных элементов с токоведущими жилами. В остальном, это все тот же резистивный нагревательный элемент со всеми его недостатками: опасностью перегрева при перехльостами, неизменном энергопотреблении при изменениях температуры среды и потребности в регуляторе.
ВЕСЬ В БЕЛОМ И НА БЕЛОМ КОНЕ
Кабель нагревательный саморегулирующийся остроумно решает все основные проблемы, связанные с обогревом. Сначала – несколько слов о том, что он собой представляет.
Как это работает
Изменение теплоотдачи матрицы в зависимости от температуры
- При подаче питания на токопроводящие жилы, саморегулирующийся греющий кабель начинает нагреваться. Ток течет через матрицу благодаря проводят долям в полимере-изоляторе: они образуют большое количество слаботочных электрических цепей. При этом по мере нагрева, матрица, в полном соответствии с законами физики, расширяется, а количество проводящих цепей из графитовых частиц в ней падает;
- При достижении определенной температуры саморегулирующийся греющий кабель приходит в состояние термического равновесия – количество активных проводников соединяет токопроводящие жилы матрицы сократилось, и тепловыделение сравнялось с способностью изоляции рассеивать тепловую энергию;
- А теперь самое интересное – при росте температуры среды греющий саморегулирующийся кабель нагревается вслед за ней, что приводит к дальнейшему расширению токопроводящей матрицы, и … к падению энергопотребления вследствие сокращения количества токоведущих цепей. Стоит температуре кабеля снизиться, и съежившись по мере охлаждения полимерная матрица станет потреблять больше энергии и отдавать больше тепла.