Саморегулирующийся греющий кабель расчет длины

Расчет и подбор греющего кабеля для трубопроводов

Проект систем обогрева трубопровода составляется с учетом его особенностей. В одних случаях целесообразнее выбрать внутренний монтаж кабеля, в других — наружный. Каждый из них имеет свои особенности и ограничения.

Строительными правилами (СП 40-102-2000) рекомендуется прокладывать водопроводные и канализационные трубы ниже уровня промерзания грунта. Но во многих регионах нашей страны структура грунта или слишком глубокое промерзание почвы не позволяют выкопать траншею нужное глубины. В таких случаях необходимо принять меры по защите трубопровода от низких температур. Наиболее эффективным на сегодня методом такой защиты является обогрев труб с помощью греющего кабеля — саморегулирующегося или резистивного (постоянной мощности).

Выбирая один из этих видов кабеля, следует учесть их свойства.

Резистивный кабель, менее дорогой, равномерно прогревает трубопровод по всей его длине. Такой греющий кабель продается отрезками определенной длины без возможности их изменения, он требует установки датчиков и регуляторов температуры, при перехлесте кабеля система обогрева может выйти из строя. Саморегулируемый кабель может нарезаться кусками нужной длины, интенсивность нагрева автоматически изменяется на отдельных участках в зависимости от их температуры, не требует установки датчиков и не выходит из строя при перехлесте.

Выбор кабеля в зависимости от способа прокладки

При внутренней прокладке можно использовать нагревательный кабель меньшей мощности, применяться такой способ может внутри уже проложенных трубопроводов. Такой метод имеет следующие ограничения:

Кабели малой мощности могут использоваться лишь для водопроводных труб малого диаметра. Для прокладки внутри трубы подходят только саморегулируемые греющие кабели в изоляции из пищевого полимера.

При наружной прокладке подойдут оба вида кабелей. Ограничение имеет место при установке системы обогрева на трубопроводы из полимерных материалов. В таких случаях погонная мощность нагревательного кабеля не должна быть выше 17 Вт/м.

Расчет длины греющих кабелей для трубопроводов

Для расчета системы электрообогрева трубопровода следует определить необходимую длину греющего кабеля для прокладки. Определить эту величину можно, зная размеры трубы (длину и диаметр), толщину теплоизоляции, удельную мощность используемого кабеля и разницу между температурой воды в трубопроводе и наиболее низкой для данного региона температурой воздуха.

Расчет длины нагревательных кабелей для труб выполняется по формуле:

где:
Lтр — длина обогреваемого трубопровода, м;
Qуд — удельные теплопотери, Вт/м (см. табл. 1);
Kзап — коэффициент запаса (см. табл. 2);
Pуд. – мощность кабеля (указывается в маркировке);

Удельные потери Qуд, с поверхности трубопровода

Толщина изоляционного слоя, мм

Разница температур (самой низкой для данного региона
и водопроводной воды), °C

Источник

Калькулятор расчета длины греющего кабеля для водопровода

Некоторые участки автономной системы водопровода на пути от скважины или колодца к дому могут требовать подогрева. Это решается укладкой греющего электрического кабеля на трубу или даже непосредственно внутрь нее. В сочетании с термостатическим управлением создается надежная, и в то же время – в достаточной степени экономичная защита труб от замерзания.

Калькулятор расчета длины греющего кабеля для водопровода

Но вот какой греющий кабель (по удельной мощности) и когда нужен? И какой длины?

Если кабель располагается внутри трубы – то с ним относительно понятно, так как его необходимая длина примерно равна длине участка, требующего обогрева.

С наружным – сложнее. Пустить ли его одной «ниткой» вдоль оси трубы, или обернуть спирально? И сколько кабеля должно тогда прийтись на погонный метр водопровода?

Вопросы серьезные, так как ошибка в сторону уменьшения может привести к замерзанию воды в трубе, в другую — к совершенно неоправданным расходам и к увеличению сложности монтажных работ. Найти «золотую середину» поможет калькулятор расчета длины греющего кабеля для водопровода.

Необходимые табличные данные и краткие пояснения по проведению расчетов приведены ниже.

Калькулятор расчета длины греющего кабеля для водопровода

Пояснения и необходимые вспомогательные данные для проведения вычислений

Итак, откуда берутся данные для подстановки в поля калькулятора?

• Длину участка, на котором требуется организовать подогрев, необходимо определить самостоятельно, тщательно анализируя создаваемый проект водопровода. Обычно это та зона, которая начинается после подъема проложенной трубы с глубины (а она по правилам должна располагаться ниже уровня промерзания грунта), то есть непосредственно перед входом в дом. Особого внимания требуют участки прохождения через массивные конструкции (например, ленточный фундамент или плиту), так как они всегда зимой «вытягивают» тепло за счет своей огромной теплоемкости. Если фундамент свайный, то наверняка есть участок прохождения трубы от грунта до перекрытия 1 этажа. Не забываем про отрезки трубопровода в холодных, неотапливаемых подвальных и цокольных помещениях.

Общая длина складывается из длин вертикальных и горизонтальных отрезков на проблемных участках.

• Со вторым пунктом, то есть с теплопотерями нужно разобраться чуть подробней.

Задача греющего кабеля как раз и заключается в том, чтобы полностью компенсировать теоретически возможные теплопотери и поддерживать температуру воды в трубе на минимально необходимом уровне, исключающем замерзание (обычно от +6 до +10 ℃ — больше не имеет смысла).

Тепловые потери через стенки труб и слой утепления рассчитываются по довольно громоздкой формуле. Но можно воспользоваться уже готовыми результатами, сведенными в таблицу.

Толщина утепления трубы	ΔT°С	ø 15 мм	ø20 мм	ø25 мм	ø32 мм	ø40 мм	ø50 мм	ø80 мм	ø100 мм	ø150 мм
10 мм	20	7.2	8.4	10	12	13.4	16.2	23	29	41
30	10.7	12.6	15	18	20.2	24.4	34	43	61
40	14.3	16.8	20	24	26.8	32.5	45	57	81
60	21.5	25.2	30	36	40.2	48.7	68	86	122
20 мм	20	4.6	5.3	6.1	7.2	7.9	9.4	13	16	22
30	6.8	7.9	9.1	10.8	11.9	14.2	19	24	33
40	9.1	10.6	12.2	14.4	15.8	18.8	25	32	44
60	13.6	15.7	18.2	21.6	23.9	28.2	38	48	67
30 мм	20	3.6	4.1	4.7	5.5	6	7	9	11	16
30	5.4	6.1	7.1	8.2	9	10.6	14	17	24
40	7.3	8.3	9.5	10.9	12	14	19	23	31
60	10.9	12.4	14.2	16.4	18	21	28	34	47
40 мм	20	3.1	3.5	4	4.6	4.9	5.8	8	9	12
30	4.7	5.3	6	6.8	7.4	8.6	11	14	19
40	6.2	7.1	7.9	9.1	10	11.5	15	18	25
60	9.4	10.6	12	13.7	14.9	17.3	22	27	37
50 мм	20	2.8	3.1	3.5	4	4.3	5	7	8	10
30	4.2	4.7	5.3	6	6.5	7.4	10	12	16
40	5.6	6.2	7.1	8	8.6	10	13	16	21
60	8.4	9.4	10.6	12	13.8	15	19	23	31
75 мм	20	2.4	2.6	2.9	3.2	3.5	3.9	6	7	8
30	3.5	3.8	4.3	4.8	5.2	5.9	7	9	11
40	4.7	5.2	5.8	6.5	7	7.8	10	12	15
60	7.1	7.8	8.6	9.7	10.4	11.8	15	17	23
100 мм	20	2	2.3	2.5	2.8	3	3.4	5	6	7
30	3.1	3.5	3.7	4.2	4.4	4.8	6	7	9
40	4.2	4.6	5	5.6	6	6.7	8	10	12
60	6.2	6.8	7.6	8.4	9	10.1	12	15	19

А для работы с таблицей понадобятся следующие данные:

— Верхняя строка – это стандартные диаметры (условного прохода, то есть внутренние) водопроводных труб, для которых ведется расчёт.

— Левый крайний столбец – толщина термоизоляции, в которую будет заключаться труба. В таблице приведены результаты расчетов для утеплителей с коэффициентом теплопроводности порядка 0,04 Вт/м×℃. Под эту «планку» можно спокойно отнести утеплители для труб изготовленные их пенополистирола, пенополиэтилена, минеральной ваты, то есть наиболее популярные. Ну а если используется, скажем, пенополиуретан, то так показатели термоизоляции еще выше, теплопотери, стало быть, меньше, и обогрев кабеля получается даже с весьма солидным эксплуатационным запасом.

Кстати, при выборе толщины утепления можно руководствоваться негласным «эмпирическим правилом», что слой термоизоляции трубы обычно делается не меньше ее диаметра (имеется в виду «нижний диапазон», то есть с диаметрами от 15÷20 и до 50 ÷ 60 мм).

— Второй слева столбец — это разница температур Δt: между температурой самой холодной декады зимы, свойственной данному региону, и требуемой температурой воды в трубе (условно + 10 ℃). Например, если для местности, где планируется прокладка водопровода, тридцатиградусные морозы являются обычным делом, то Δt принимается равной 40 градусов.

— Пересечение выбранных строки и столбца покажет расчетную величину удельных тепловых потерь, ватт на погонный метр. Именно эта величина и указывается в калькуляторе.

• В общей формуле длины нагревателя, по которой составлен калькулятор, есть различные коэффициенты для обычного резистивного кабеля и для саморегулирующегося. То есть пользователю требуется указать, какой будет использоваться для подогрева водопровода.
• Если на участке водопровода, подлежащем подогреву, имеется задвижка, кран, фланец, металлическая опора, то эти места потребуют дополнительного расхода тепла. Пользователь указывает данные, а программа сама внесет коррективы в расчёт.
• Последним пунктом указывается удельная мощность нагревательного кабеля, выбранного для подогрева водопровода.

Это паспортная величина, обязательно указываемая в маркировке кабеля. Если выбирается саморегулирующийся вариант, где показатель изменяется с температурой нагрева, мощность обычно соответствует температуре окружающей среды в 10 ℃.

Обычно руководствуются такими рекомендациями:

— удельная мощность кабеля обычно берется так, чтобы она не была меньше удельных теплопотерь.

— для труб с ДУ до 25 мм обычно бывает достаточно удельной мощности 10 Вт/м;

— от 25 до 40 мм – 16 Вт/м;

— от 40 до 60 мм – 24 Вт/м;

— от 60 до 80 – 30 Вт/м

— свыше 80 мм – 40 Вт/м.

(С более значительными диаметрами при создании водопровода в частном доме вряд ли придётся сталкиваться).

— Если водопроводная труба – полимерная, то, независимо от ее диаметра, не стоит использовать нагревательный кабель мощнее 17 Вт/м.

Результат расчёта будет показан с округлением до одного метра ( в большую сторону).

Обезопасьте свой домашний водопровод от промерзания!

Надеяться только на утепление проблемных участков трубы – безрассудство! Без подогрева обвести спокойствие за неуязвимость своей системы не получится! По каким принципам осуществляется подогрев водопровода – читайте в специальной публикации нашего портала.

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Источник

Максимальная и минимальная длина греющего кабеля

Если длина отрезка саморегулирующегося кабеля больше максимальной, матрица греющего кабеля испытывает воздействие повышенной температуры, которая возникает от усиленного нагрева токопроводящей жилы, вызванного протеканием недопустимого тока. В результате этого процесса происходит ускоренное старение матрицы, она перестает выделять заявленную мощность, и греющий кабель приходит в негодность. Этот процесс усугубляет частый запуск кабеля из «холодного» состояния, при котором протекающий ток возрастает в несколько раз.

Минимальная длина секции нигде не прописана, она не ограничена и может составлять даже 10-20 см.

Каковы же максимальные и минимальные длины греющего кабеля?

Таблица 1. – Максимальная длина секции для кабеля Samreg

Мин. t° запуска	Ток, А	10 Вт с экраном	16 Вт с экраном	24 Вт с экраном	30 Вт с экраном	40 Вт с экраном
10 °	16	200 м	135 м	95 м	65 м	50 м
	20	200 м	135 м	95 м	75 м	55 м
	25	200 м	135 м	95 м	75 м	55 м
	32	200 м	135 м	95 м	75 м	55 м
	40	200 м	135 м	95 м	75 м	55 м
-10 °	16	180 м	135 м	90 м	58 м	45 м
	20	195 м	135 м	95 м	75 м	55 м
	25	200 м	135 м	95 м	75 м	55 м
	32	200 м	135 м	95 м	75 м	55 м
	40	200 м	135 м	95 м	75 м	55 м
-20 °	16	150 м	105 м	70 м	45 м	35 м
	20	190 м	135 м	90 м	70 м	55 м
	25	200 м	135 м	95 м	70 м	55 м
	32	200 м	135 м	95 м	75 м	55 м
	40	200 м	135 м	95 м	75 м	55 м
-40 °	16	95 м	67 м	48 м	30 м	25 м
	20	125 м	90 м	64 м	55 м	40 м
	25	175 м	125 м	85 м	64 м	50 м
	32	190 м	135 м	95 м	75 м	55 м
	40	200 м	135 м	95 м	75 м	55 м

По этой таблице, зная погонную мощность кабеля (верхняя строка) и минимальную температуру, при которой возможно включение обогрева, можно определить максимальную длину секции для данного кабеля, а также номинальный ток расцепителя автоматического выключателя. Такие таблицы для каждого вида кабеля вы найдёте на нашем сайте в разделе «Греющий кабель».

Внимание! Максимальный пусковой ток

Саморегулирующийся нагревательный кабель в силу своей конструкции имеет значительный стартовый (пусковой) ток. Неправильный расчет пусковых токов может привести к аварии или отказу работы системы обогрева. Чтобы правильно подобрать автоматику, силовой кабель и комплектующие — ознакомьтесь с информацией. приведенной в следующей статье.

Чаще всего для обогрева используют два вида кабеля: резистивный и саморегулирующийся.

Резистивный греющий кабель

Резистивный кабель прост в конструкции – это проводник с большим сопротивлением, который нагревается при прохождении по нему электрического тока. Конструкция секции резистивного кабеля предполагает полное падение напряжения на всей длине секции, при этом сопротивление проводника подбирается таким образом, чтобы протекающий ток не перегрел проводник. Мощность нагревательной секции определяется по закону Джоуля-Ленца I² * R = U²/R,

где I – ток, протекающий в секции, А,
R – электрическое сопротивление секции, Ом,
U – напряжение питания секции, В.

Как видно из формулы при неизменном напряжении питания мощность секции определяется ее сопротивлением. Изменить сопротивление секции возможно путем применения в качестве проводника материалов с разным удельным сопротивлением и/или диаметром проводника или изменения длины секции. Поэтому каждый вид резистивного кабеля имеет строго определённую длину секции , которая указана в технических характеристиках. Такие секции запрещается резать, укорачивать, удлинять , т.к. при этом происходит изменение сопротивления секции, которое влияет на ее мощность.

Если Вы всё-таки разрезали или повредили резистивный кабель, то его можно восстановить, используя ремонтный набор с термоусадочными трубками. Но это возможно только в том случае, если длина секции не изменилась.

Саморегулирующийся греющий кабель

Саморегулирующийся кабель, в отличие от резистивного, резать можно. Длина секции саморегулирующегося кабеля зависит от:

• Удельной мощности кабеля Вт/м;
• сечения токопроводящих жил;
• диапазон температур эксплуатации;
• применяемой пускозащитной аппаратуры.

Медные жилы саморегулирующегося кабеля имеют определённое сечение и не могут пропустить ток больший, чем тот, на который они рассчитаны.

Так, например, для сечения токоведущих жил 16AWG соответствующего значению 1.31мм2 допустимая токовая нагрузка составляет 15А при 60С.

Таким образом, суммарный ток, протекающий в отрезке греющего кабеля не должен превышать этого значения. Чем больше длина отрезка кабеля, тем больше протекающий ток, и при определенной длине отрезка протекающий ток станет равным максимально допустимому. Эта длина отрезка кабеля и есть максимальная длина для данного вида греющего кабеля.

Температура эксплуатации имеет косвенное влияние на определение максимальной длины греющего кабеля. Так, при низких температурах окружающей среды или объекта выделяемая мощность кабеля будет выше, чем при стандартных условиях (при +10С). Поэтому в таких случаях необходимо уменьшить длину отрезка греющего кабеля, чтобы не превысить максимально допустимый ток в кабеле. Кроме того, при низких температурах возрастает и стартовый ток при подаче питания на греющий кабель, что также требует корректировки длины в сторону уменьшения.

Применяемая пуско-защитная аппаратура также оказывает влияние на выбор длины греющего кабеля. Так, автомат защиты с малым номиналом рабочего тока существенно ограничит длину отрезка греющего кабеля. Дело в том, что греющий кабель в «холодном» состоянии имеет низкое сопротивление. В момент подачи питания на кабель через него проходит значительный ток, который может в несколько раз отличаться от рабочего. Этот ток называют стартовым, его величина и длительность определяются свойствами нагревательной матрицы кабеля. Этот ток необходимо учитывать при выборе защитного автомата для греющего кабеля. Поэтому многие производители греющего кабеля в технических характеристиках кабеля приводят таблицу для определения длины секции. Пример такой таблицы приведён ниже для кабеля Samreg (табл.1)

Таким образом, выбор максимальной длины секции саморегулирующегося греющего кабеля ответственный момент при проектировании системы электрообогрева, учитывающий множество факторов и требующий определенных знаний в области электротехники и свойств нагревательного кабеля.

Неправильный выбор длины секции кабеля может привести к неработоспособности системы обогрева, аварийным режимам ее работы и ускоренному выходу греющего кабеля из строя.

Источник