Изменение мощности саморегулирующегося кабеля

Сколько потребляет греющий кабель: основные моменты

Вопрос, сколько потребляет греющий кабель, интересует каждого, кто подумывает об утеплении водопровода или канализации на своем участке. Сразу скажем, что защитить инженерную систему от замерзания таким способом будет стоить не слишком дорого. Восстановление лопнувшей трубы в любом случае потребует значительно больших затрат, чем подобная «абонентская» плата.

Описание

Главная характеристика, определяющая уровень потребления электроэнергии – мощность греющего кабеля на метр. Чем она выше, тем значительнее расходы. Различают две разновидности данного устройства:

• саморегулируемые;
• резистивные.

Изделия первого типа меняют свои рабочие параметры в зависимости от температуры окружающей среды. Чем теплее вокруг, тем ниже уровень обогрева, и наоборот. Резистивный провод расходует электричество одинаково, поэтому его нужно регулярно выключать из сети.

Сколько потребляет греющий кабель электроэнергии в час, зависит и от его месторасположения. Если монтаж произведен внутри трубы, провод должен охватывать всю длину канала. Важно правильно подобрать мощность, чтобы не повредить стенки. Естественно, при наружном обогреве тоже нужно быть максимально внимательным в расчетах, тем более что здесь используют более энергоемкие устройства.

Факторы, оказывающие влияние

Мощность провода находится в пределах от 5 до 150 Вт/м. В зависимости от рабочей температуры изделия делятся на высоко-, средне- и низкотемпературные. В бытовых целях применяют только модели последнего типа. Максимальная температура греющего кабеля составляет 65°С, но к этому показателю они обычно даже близко не подходят. Разве что в случаях, когда речь идет не о водопроводе, а каком-нибудь другом объекте. Уровень потребления определяется такими факторами:

• диаметр трубы и толщина слоя теплоизоляции;
• температура воды, движущейся по каналу;
• длина провода и его мощность;
• погодные условия (температура, сила ветра, и др.);
• месторасположение провода.

Мощность и температура

Мощность саморегулирующегося греющего кабеля, используемого для бытовых водопроводных систем, редко превышает 25 Вт/м. Когда речь идет о внутреннем проводе для трубы, установленной в земле, обычно хватает 5 Вт/м. Если аналогичная магистраль обогревается снаружи, показатель возрастает до 10 Вт/м и дальше. Каналы, расположенные на открытом воздухе, требуют мощности от 20 Вт/м. Вне зависимости от положения трубы и провода, необходимо использовать изоляционный материал толщиной от 3 мм.

При какой температуре включать греющий кабель? Ответ на этот вопрос зависит исключительно от вас. Специалисты рекомендуют начинать обогрев уже при +5°С. Если у вас саморегулирующееся устройство, лучше включать его при первых признаках серьезного осеннего похолодания. С резистивными моделями менее удобно, так как они не оптимизируют потребление энергии. В любом случае, стоит активизировать систему заранее, чтобы она находилась в рабочем состоянии. До какой температуры нагревается греющий кабель саморегулирующийся, зависит от его характеристик. Если погода не будет ухудшаться, он будет использовать только минимум электричества. С окончательным приходом весеннего тепла любой провод, естественно, нужно отключать.

Пример расчета

Невозможно сказать точно, сколько потребляет саморегулирующийся нагревательный кабель в месяц, так как этот показатель напрямую зависит от температуры воздуха. Тем не менее попробуем получить определенное представление на конкретном примере провода с номинальным потреблением 16 Вт/м. Устройство устанавливается снаружи трубы диаметром 25 мм и протяженностью 12 м.

Такой греющий кабель при температуре нагрева 10°С потребляет до 192 Вт (16х12). Учитывая слой теплоизоляции, показатель можно смело разделить надвое. Для простоты расчета договоримся, что нашему проводу требуется 100 Вт или 0,1 кВт. Если у нас бесперебойно работающий греющий кабель потребление электроэнергии составит 72 кВт⋅ч в месяц. Для Москвы одноставочный тариф равен 5,04 руб. Умножаем его на 72 кВт⋅ч и получаем 362,88 руб. в месяц. Для жителей других городов аналогичная услуга обойдется в 2-2,5 раза дешевле.

Естественно, это пример очень приблизительного расчета. Не забывайте о том, что мы взяли практически максимальные показатели. Если вы хорошо утеплите трубу, а погода не будет требовать обогрева на полную мощность, расходы существенно сократятся. Когда речь идет о достаточно протяженном трубопроводе, значительную помощь в вопросе экономии окажет такой прибор, как термостат. Если вы хотите узнать больше о том, что такое греющий кабель, сколько ватт на метр он должен давать для оптимального обогрева конкретного объекта и другие нюансы этого вопроса, наш сайт в Москве с удовольствием вам поможет.

Источник



Пусковой ток греющего кабеля

Пусковой (стартовый) ток – это максимальный ток, возникающий в момент подачи питания на систему. Этот параметр необходимо учитывать при проектировании, а точнее — при расчете максимальной длины отрезков кабеля.

От чего зависит стартовый ток

• Температуры включения . Чем ниже температура окружающей среды, при которой происходит включение системы обогрева, тем выше пусковой ток и тем больше стартовая мощность.
• Длины нагревательного кабеля . Чем больше длина секции, тем больше СТ системы. Для резистивного кабеля он определяется внутренним удельным сопротивлением Ом/м нагревательной жилы и рассчитывается, и контролируется при изготовлении секции на заводе. Саморегулируемый нагревательный кабель можно условно представить как множество параллельных резистеров (сопротивлений), подключенных к одному источнику питания. Сопротивление будет уменьшаться при увеличении длины линии, и, соответственно, увеличится пусковой ток.

От чего зависит величина стартового тока

Мощности греющего кабеля. Чем больше удельная мощность кабеля (Вт/м), тем больше СТ.

Особенности конструкции нагревательного кабеля. Резистивный греющий кабель из-за особенности конструкции имеет небольшой СТ, который на несколько процентов превышает рабочее значение тока.

Саморегулируемый кабель имеет достаточно большой СТ, который может увеличиваться в 1.5 -5 и более раз от своего рабочего значения. Причина — использование в конструкции проводящей матрицы с PTC-коэффициентом, меняющей свое электрическое сопротивление в зависимости от температуры окружающей среды.

В «холодном» состоянии кабель имеет небольшое сопротивление, которое к тому же зависит от температуры окружающей среды. При подаче питания на кабель, он начинает разогреваться, его сопротивление начинает расти, ток в цепи питания уменьшается. Коэффициент стартового тока зависит от компонентного состава и применяемых технологий при производстве матрицы кабеля.

У каждой марки нагревательного кабеля своя величина стартового тока. Производители редко указывают эту информацию в технических характеристиках. Этот параметр является условной величиной и при различных условиях один и тот же кабель может иметь разное значение СТ. Аналогично производители саморегулирующегося кабеля не нормируют его удельное сопротивление Ом/м.

График зависимости СТ кабеля Samreg-40-2CR* от температуры окружающей среды

*график построен на основе испытаний

Пиковая нагрузка приходится на первые 3-30 секунд после включения, в этот момент СТ может превышать номинальное значение в 2-5 раз. Примерно через 5-10 минут происходит полная стабилизация и выход греющего кабеля на номинальную мощность.

Расчет пускового тока греющего кабеля

Грубо рассчитать максимальный пусковой ток нагревательной секции можно исходя из общей длины греющего кабеля в системе и его удельной мощности.

Пример расчета максимального стартового тока греющего кабеля

Имеется секция саморегулирующегося кабеля удельной мощностью 30 Вт/м и длиной 50 м. Номинальная мощность секции при температуре +10°С составляет Pном=30Вт/м*50м=1500Вт. Это мощность уже разогретой секции. Если на кабель в «холодном» состоянии подать питание, то его мощность будет в несколько раз выше номинального значения. Для расчетов мы принимаем коэффициент стартового тока равный 2.5-3 для кабелей марки Samreg и Alphatrace. Коэффициент определен в ходе экспериментов с кабелем данных марок, а также изучения их физических и электротехнических свойств. У греющих кабелей иных производителей данный коэффициент может отличаться как в большую, так и меньшую сторону.

Тогда, стартовая (пусковая) мощность в нашем примере равна Pпуск=3хPном=4500Вт, пусковой ток Iпуск=4500/220=20,45 А.

По найденному значению СТ осуществляется выбор автоматических и дифференциальных выключателей для защиты нагревательной секции, а также тип и сечение силового питающего кабеля. Для секции, приведенной в примере, необходим дифференциальный автомат на номинальный ток Iном=25А с дифференциальным током Iут=30мА

Способы уменьшения стартового тока

Большая величина СТ является нежелательной для питающей сети, так как приходится использовать автоматы с большим номинальным током. Кроме того, подбирается силовой кабель увеличенного сечения.

Существует несколько способов снижения СТ системы:

Последовательное подключение

Последовательное подключение к питающей сети нагревательных секций , которое обеспечивается с помощью установки реле выдержки времени. Это устройство применимо в системе, состоящей из нескольких линий (нагревательных секций). Оно позволяет включать каждую линию с определенным временным интервалом (обычно около 5 минут). При данном способе подключения ток в нагревательной секции уменьшится до рабочего (номинального значения) через 5 минут после подачи питания. После этого можно осуществлять включение следующей линии. Таким образом, суммарный СТ всей системы обогрева равен:

где Iном1, Iном2… — номинальные токи нагревательных секций соответственно 1ой, 2ой и т.д.

Iпуск.n – СТ секции, которая включается в сеть последней.

Чем больше секций включается по такой схеме (т.е. чем больше ступеней включения), тем больше пусковой ток будет стремиться к номинальному току для данной системы. Так, если по такой схеме включить хотя бы 3 группы (одна группа включается напрямую, 2 другие через реле времени через 5 и 10 минут соответственно) при условии равномерного распределения мощностей по группам, то пусковой ток можно снизить почти на 50%.

Пример принципиальной схемы шкафа управления с реле времени

Видео применения реле времени для последовательного включения линий обогрева

Устройство плавного пуска

Устройство в течение всего времени холодного запуска системы (порядка 10-12 минут) поддерживает значение тока на уровне не выше номинального. В этом случае можно использовать силовые и дифавтоматы, рассчитанные на номинальный ток секции. Кроме того, не придется применять питающий кабель с увеличенным сечением. Принцип работы устройства подробно описан в паспорте.

Согласно максимальной стартовой мощности подбирается также силовой кабель подходящего сечения.

Подбор сечения силового кабеля для системы обогрева

Таблица выбора сечения кабеля по току и мощности с медными жилами

Таблица выбора сечения кабеля по току и мощности с алюминиевыми жилами

Неправильный расчет СТ приводит к выходу из строя системы защиты и управления, что может стать причиной аварийных ситуаций на обогреваемом объекте.

Проблемы из-за неправильного расчета пускового тока

Наиболее частые проблемы, возникающие по причине неправильного расчета пускового тока и в соответствии с этим неправильного выбора оборудования:

Срабатывания автоматов защиты и иных защитных устройств

Срабатывания автоматов защиты и иных защитных устройств при включении системы обогрева из «холодного» состояния. Фактически автоматы защиты нагревательных секций выключатся в первые 10-100 секунд после подачи на них питания. Автомат отключается по перегрузке, срабатывает его тепловой расцепитель. Автомат может работать некоторое время в режиме перегрузки, но ввиду затяжного характера процесса снижения СТ, его запаса не хватает. Для устранения этой проблемы приходится выбирать автомат на большее значение номинального тока.

Данная проблема может быть не выявлена на этапе тестирования или запуска системы, так как максимальный пусковой ток увеличивается при понижении температуры окружающей среды. Если систему тестировали до наступления минимальных температур ошибка возникнет только при включении системы в холодное время года (например, в мороз).

Перегрев силового кабеля

Перегрев силового кабеля возникает по причине неправильного подбора его сечения. Из-за большой длительности пускового процесса греющего кабеля высокое значение СТ нагревает жилы силового кабеля. При этом кабель может расплавиться, возникнуть короткое замыкание и даже пожар на объекте обогрева.

При расчетах системы обогрева необходимо помнить, что в первую очередь максимальный стартовый ток зависит от длины секции кабеля.

Превышение допустимой длины приводит не только к увеличению СТ, но и к преждевременному износу системы.

Источник

Греющий кабель для практичных хозяев

На правах рекламы

Промерзание грунта, а вместе с ним – водопроводных и канализационных труб может парализовать деятельность жизненно-важных коммуникаций. Иногда единственное средство от подобных неприятностей – установка греющего кабеля.

Мы познакомим вас с уникальными техническими решениями, которые за разумные деньги обеспечивают эксплуатационную безопасность инженерных коммуникаций в сезон зимних холодов. Речь идет о саморегулирующемся греющем кабеле Heatus – продукции Южно-Корейского производителя Young Chang Silicone.

Производитель имеет свою историю, доброе имя, на мировом рынке он известен с 1986 года. Производственные мощности и ресурсы компания сосредоточила у себя на родине. Если учесть, что ее конкуренты давно перенесли заводы на территорию дружественных держав (например, в Китай), то этот факт сам по себе заслуживает доверия к продукции.

Обогрев инженерных систем: проблемы и трудности

Разберемся, какие же факторы «вгоняют в тоску» частных застройщиков и профессиональных строителей, когда речь заходит об электрическом обогреве инженерных коммуникаций:

1. Высокие затраты на оплату электроэнергии, неизбежные при эксплуатации большинства греющих кабелей.
2. Риск приобретения недолговечной продукции сомнительного качества.
3. Проблемы с обеспечением герметичности коммуникаций (хорошо знакомы тем, кто хоть раз устанавливал кабель внутрь магистральных трубопроводов).

В дополнение к вышеперечисленному: отсутствие подходящих типоразмеров при покупке кабеля вынуждает застройщиков переплачивать за лишние погонные метры. Если же человек приобретает кабель на отрез, ему неизбежно приходится тратить время и деньги на поиск недостающих комплектующих (манжеты, кабельные вводы и т. д.).

Теперь рассмотрим, каким образом греющий кабель Heatus решает эти и другие проблемы.

«Умная» матрица как залог эффективного энергопотребления

Специалисты знают, что основным элементом саморегулирующегося греющего кабеля является его матрица. Этот материал, изготовленный на основе полупроводников, способен менять свое сопротивление в зависимости от температуры на конкретно взятом участке электрической цепи.

Матрица Heatus изготовлена с использованием самых перспективных технологий. Их секрет производитель, разумеется, не раскрывает, но вот о результатах внедрения в производственную практику сообщает с гордостью. Благодаря технологическим особенностям матрица Heatus демонстрирует минимальное сопротивление именно при низких температурах. В результате, для работы в условиях низких температур, где есть ограничения по мощности, кабель Heatus подходит идеально. Он потребляет сравнительно небольшой пусковой ток, поэтому даже в момент пуска уровень энергопотребления очень низкий.

По мере роста температуры рабочая матрица автоматически снижает потребляемую мощность. Это гарантирует экономию электроэнергии без потери функционала, а также позволяет оснащать систему защитной автоматикой меньшего номинала.

Тестирование греющего кабеля

Дата испытаний: 15 апреля 2018 г. (отдел управления качеством, Young Chang Silicone).

Сравнительный тест проводился на моделях одинаковой мощности (16 Вт/м).

Рис. 1. Тестирование потребления тока кабелей от различных производителей.

Как показывают проведенные тесты, пусковой ток матрицы Heatus ниже средних значений, выявленных при испытании аналогичной продукции от других производителей. В процессе эксплуатации системы автоматического подогрева многократно отключаются и по новой запускаются в работу, следовательно, минимизация пусковых токов играет решающую роль в обеспечении их экономичности.

Еще один параметр, влияющий на экономичность греющего кабеля, это период времени, в течение которого его матрица способна выходить на рабочие характеристики. Проведенные тесты показали, что выход кабеля Heatus на рабочую мощность занимает столько же времени, сколько занимает он у продукции от других известных производителей.

Рис. 2. Снижение мощности при повышении температуры.

Что дает такое качество в сочетании с небольшими пусковыми токами? Благодаря ему матрица Heatus становится самым перспективным решением при строительстве «незамерзающих» инженерных коммуникаций. Как это влияет на экономию? Если говорить конкретно: за десять минут работы греющий кабель Heatus тратит на 1,33 Вт/ч (на один метр кабеля) меньше электрической мощности, чем его аналоги, обладающие схожим функционалом, но более высокой стоимостью. Умножьте это на общую длину коммуникаций среднестатистического объекта: экономия энергопотребления составит 400 Вт/ч. Характеристика – усредненная, но дает потребителю объективное понимание собственной выгоды.

Надёжность и долговечность

Технология термообработки матрицы Heatus и никелированное покрытие медного проводника увеличивает срок эксплуатации саморегулирующегося кабеля, обеспечивая надежное соединение матрицы с токоведущими жилами. В сравнении с оловянным покрытием, которое используют производители аналогичной продукции, такое решение выглядит более перспективным, надежным и долговечным. В отличии от аналогичной продукции более низкого качества, срок службы которой составляет 1…3 года (максимум), расчетный период эксплуатации саморегулирующегося кабеля Heatus составляет 10…20 лет. Способность кабеля Heatus сохранять свои эксплуатационные характеристики на протяжении длительного периода эксплуатации наглядно подтверждается соответствующими тестами (рис. 3).

Рис. 3. Тестирование удельной мощности после длительной эксплуатации.

Как показали тесты, спустя 5200 часов штатной эксплуатации (включение, разогрев и выключение), номинальная мощность матрицы Heatus изменилась совсем незначительно.

Комплектность и метраж

Согласитесь, что любая система выглядит куда выгоднее и практичнее, если поставляется к потребителю полностью укомплектованной. Если говорить о системах подогрева, то это лучше, чем покупать отдельно кабель, а отдельно муфты и уплотнения, которые не всегда отличаются хорошим качеством, и которые потом приходится подгонять под размеры своих коммуникаций.

Кабельная продукция на базе греющей матрицы Heatus изначально укомплектована всем необходимым для быстрой и нетрудоемкой установки. Так, комплекты греющего кабеля PerfectJet, предназначенные для установки внутрь труб (канализационных, водопроводных и т. д.), помимо нагревательных элементов оснащаются кабельным вводом.

Кабельный ввод – это совокупность деталей и элементов, обеспечивающих герметичную фиксацию кабеля в трубопроводе. Стопроцентная герметичность комплектов Heatus обеспечивается специальной формой уплотнения, а также большой площадью соприкосновения между манжетой и кабелем.

И еще пара важных моментов: в монтажные комплекты Heatus входят кабели разной длины (всего – 65 типоразмеров, кратных одному метру). Для покупателя подобный сортамент – это наличие оптимальных решений на все случаи жизни. Теперь, что касается безопасной транспортировки: аккуратная картонная упаковка защитит продукцию от повреждений во время перевозки, что очень важно, ведь последствия механических ударов и незаметных царапин обязательно проявят себя в процессе эксплуатации.

Надежная и экологичная изоляция

Изоляция на основе высокомолекулярного полимерного соединения (полиолефин), надежно защищает греющую часть комплектов Heatus для наружного монтажа ARDpipe от разнообразных механических воздействий: от ударов, многократных перегибов и так далее. Благодаря этому качеству кабель ARDpipe является простым средством для решения сложных задач: он способен защитить от промерзания и продлить срок эксплуатации инженерных систем, проложенных в сложных и проблемных грунтах. Наружный кабель Heatus предназначен для обогрева инженерных коммуникаций, изготовленных из различных материалов. Максимальный диаметр обслуживаемого трубопровода составляет 200 мм.

Саморегулирующийся кабель, который входит в рабочие комплекты PerfectJet, специально разрабатывался для внутреннего монтажа (для установки внутрь инженерных коммуникаций). Эта продукция дополнительно покрыта защитной пищевой оболочкой, что невозможно не отметить, рассматривая отличительные характеристики комплектов PerfectJet. Очень часто такой проводник используется для обогрева водопроводных магистралей, и наличие пищевой оболочки в данном случае является вполне логичным требованием санитарных и экологических нормативов. Пищевая оболочка от Heatus надежно закрывает маркировку, нанесенную на кабель, что выгодно отличает продукцию представленного бренда от изделий-аналогов, в которых маркировка наносится поверх пищевой оболочки.

Дополнительные преимущества

Чтобы приобрести по-настоящему качественный и сертифицированный продукт, покупатель, проживающий где-нибудь на периферии, как правило, вынужден ехать за многие километры. Вопрос покупки греющего кабеля Heatus решается гораздо проще: развитая дилерская сеть поставщика имеет широкий охват. Одновременно производитель открыт для сотрудничества с новыми деловыми партнерами, предлагая им выгодные и привлекательные условия.

Также каждый розничный покупатель может приобрести продукцию Heatus через интернет-магазин – это оптимальное решение для тех, кто находится далеко от официальных представителей компании. Покупка онлайн, доставка популярными транспортными компаниями и возможность приобрести греющий кабель подходящей длины и мощности – это преимущества, которые трудно переоценить.

Подводим итоги

Уникальность технического решения Heatus заключается в гарантированной экономии для конечного потребителя. Экономия в момент покупки, а также оптимизация эксплуатационных расходов – это то, что каждый получает, независимо от региона своего проживания и от своих текущих потребностей. Если к этому добавить максимальную комплектацию наборов, то получим бюджетное, но при этом эффективное, и долговечное решение, в котором каждый миллиметр греющего кабеля работает только тогда, когда в этом действительно есть необходимость.

Источник