Автоматическое включение греющего кабеля

Обновлено: 24.01.2025

Правильное использование греющих кабелей для водопровода

"Самрег" или саморегулирующий кабель предназначен для обогрева труб от замерзания в них воды. Их цепляют вплотную к трубам снаружи (или внутри труб), теплоизолируют, и включают в сеть и тогда они греют трубы и не дают воде замерзнуть в них.

Характеристики

То что «самрег» саморегулирующий кабель – дешёвая реклама. Андрей проверил один из лучших кабелей Nelson LT при t=0оС и при t=10оС разница по потребляемой мощности всего 15%.

Т.е. - при повышении температуры (воды) до того значения, когда греть уже давно не нужно (плюс 10оС), кабель продолжает греть и бессмысленно тратит как ресурс кабеля (а эти кабели далеко не вечны), так и электроэнергию (всего лишь на 15% меньше, чем при нуле). Андрей изучил характеристики и некоторых других греющих кабелей ("самрегов") - они принципиально не отличаются.

Выводы
К любому греющему кабелю надо ставить дополнительные подсистемы отключения, например - термореле (они же - "термодатчики").

Ниже участник форума «Дом и Дача» Андрей расскажет, как правильно собирать греющие системы для водопровода

Если греющий кабель для водопровода устанавливать поверх трубы, идущей из земли в дом, то его замена, при выходе из строя, превращается в большую проблему. Даже если эта проблема решается легко (например, кабелем внутри обогреваемой трубы), то надежность этой системы (особенно в морозы) все равно имеет весьма высокий приоритет.

Зимой 2009-2010 годов у огромного числа людей позамерзали водопроводы. Поэтому в качестве своей цели он принимает максимальную долговечность греющей системы.

Сами греющие кабели имеют ограниченную долговечность, поэтому если их включать как можно реже, то срок их жизни соответственно увеличится. Расход электроэнергии тоже имеет значение (особенно при постоянно включенном нагреве).

Главная мысль

Если температура трубы близка к t воды в скважине или колодце, то это значит, что ее и греть нет смысла, а вернее даже вредно. Поэтому температура отключения кабеля должна быть чуть меньше зимней (самой низкой) температуры воды в Вашей скважине/колодце.

Как сделать "правильную" систему обогрева трубы

Зимой (в самый мороз) вода в скважине или колодце имеет температуру t. Примем ее для наглядности равной - 5 градусам. Берем качественный, долговечный греющий кабель (неважно - "самрег" или нет, главное - срок его жизни и достаточно большое количество включений-отключений), кладем его вдоль трубы как положено. Туда же, вплотную к трубе в самом холодном ее месте (возможно это - на нижней четверти расстояния между землей и полом дома) устанавливаем датчик термореле, а на самом термореле (находящемся в доме) устанавливаем t включения 2-3 градуса и t отключения 3-4 градуса.

Теплоизолируем всю трубу (вместе с датчиком) утеплителем толщиной не менее 20мм (вообще-то, чем больше, тем лучше для Вашего кошелька в будущем). И правильно подключаем все это к сети 220В.

Получился наиболее оптимальный вариант обогреваемой трубы по критериям расхода электричества и ресурса кабеля. При использовании внутреннего греющего кабеля принципиально ничего не меняется.

Если же использовать кабель без термореле (в том числе - "самрег"), то в результате - перерасход, как энергии, так и ресурса кабеля. Причем - во много раз по сравнению с описанным выше методом.

О выборе мощности греющего кабеля

С этим Андрей не разбирался, однако если делать все "правильно", то по его мнению на мощности экономить почти бессмысленно. Если кабель монтировать внутрь трубы, то для её обогрева вполне хватает - 10 Вт/м, а если снаружи, то - 17 Вт/м.

О термореле и термодатчике

В идеале необходим небольшой герметичный датчик с вынесенным в дом цифровым термореле. Если не брать в расчет надежность, то здесь идеально подошли бы: термореле ТР-35М, или - терморегулятор TSTAB. Оба рассчитаны под DIN-рейку.

Как не надо делать

Не надо, например, применять "Резистивный кабель Nelson EasyHeat" для обогрева трубы, идущей из скважины или колодца в дом. Почему? Потому что здесь кабель отключится только при +13 градусах. А в скважинах такой высокой температуры, по мнению Андрея вообще никогда не бывает. Это означает, что кабель будет включен всегда! А отключение его вручную, например, весной грозит риском заморозить трубу холодной ночью.
Термодатчик не должен устанавливаться в непосредственной близости от греющего кабеля, иначе система будет неправильно работать. Его надо поставить с противоположной от греющего кабеля стороны трубы, и аккуратно теплоизолировать от греющего кабеля (но не от трубы).
Нельзя использовать утеплитель, который может промокнуть (вата), а также нельзя дать земле сжимать утеплитель. В любом из двух случаев он почти перестанет утеплять. Можно использовать, например, вспененный полиэтилен с одетой сверху жесткой трубой. Например, на трубу диаметром 30-50 мм одеваете штатный "чулок" и засовываете все это в канализационную трубу диаметром 110мм.

Контроль работоспособности системы

Наличие на термореле светодиода "нагрев" имеет важное значение для контроля работы всей системы нагрева - морозным утром зимой перед первым использованием воды лампочка "нагрев" по идее должна гореть, а после использования не маленького объема воды, возможно, погаснет на некоторое время. Это значит, что система работает правильно.

Также, временно меняя температуры включения-отключения термореле ("подгоняя" их под t трубы) можно наблюдать за включением/ отключением данного индикатора.

Андрей утверждает, что его теорию подтверждает восьмилетняя практика использования системы.

Размещено участником форума «Дом и Дача» Андрей
Редактор: Адамов Роман

Автоматика управления электрообогревом труб

Электрообогрев труб необходим для нормального функционирования и передачи исходного продукта по трубам при неблагоприятных условиях и иных погодных условиях, при которых исходный продукт может кристаллизоваться и прекратить свое движение. Обычно с такой проблемой можно столкнуться, когда трубы залегают на малой глубине под землей (в участках промерзания земли) или расположены на воздухе. Для уменьшения тепловых потерь в окружающую среду, часто прибегают к использованию утеплителей, которым обворачивают трубопроводы, однако возникают случаи, при которых его использования бывает недостаточно, именно в таких случаях используется элктрообогрев с помощью греющих кабелей.

Так же, бывают случаи, при которых необходимо поддерживать определенную температуру трубопровода, выше окружающей среды.

При проектировании электрообогрева той или иной системы электрообогрева трубопровода, необходимо правильно выбрать тип, мощность и количество греющего кабеля. В рамках данной статьи будут рассматриваться только саморегулирующиеся кабели.

Типы кабелей, которые применяют для обогрева трубопровода:

не взрывозащищенные и взрывозащищенные с классом температур от Т1-Т6 (85-450 градусов);
с покрытием из фтор полимера (не реагирующий материал для кислотных и агрессивных сред) и с полиолефиновой оболочкой;
с применением экранирующего слоя (повышает стойкость к механическим нагрузкам) и без него.

Мощность и количество греющего кабеля, определяется из теплотехнического расчета.

Рассчитать тепловые потери трубопровода можно по следующей формуле:

Q = (2 * π * h * λ * k * (T_н - T_нар) / In((d + 2m) / d)

π - математическая постоянная (3.14);
h - длина трубы, м;
T_н - необходимая температура жидкости в трубе, ℃;
T_нар - температура окружающей среды, ℃;
m - толщина теплоизоляции, м;
d - диаметрт трубопровода, м;
k - коэффициент запаса мощности кабеля;
λ - коэффициент теплопроводности изоляции, Вт/м ℃;

Мощность кабеля необходимо выбирать таким образом, чтобы его мощность перекрывала полученные тепловые потери.

Имеется трубопровод 10м с наружным диаметром 110 мм, требуемая температура трубы 10℃. Температура окружающей среды -35℃. Слой теплоизоляции – минеральная вата 50 мм. коэффициент теплоизоляции 0.038 Вт/м℃. Коэффициент запаса 1.2. Включение системы обогрева происходит при 5℃.

Подставив все значения, получаем тепловые потери в размере 155.01 Вт (15.50 Вт/м).

Таким образом, правильным выбором будет являться выбор кабеля, который сможет выдавать мощность свыше 13.29 (Вт/м), например, Samreg 16 - 2CR, который обладает удельной мощностью 16 Вт/м.

Частые ошибки, связанные с выбором кабеля

При необходимости поддерживать большую температуру (выше 10℃) стоит учитывать изменения параметров греющего кабеля согласно графику (1). Таким образом, при необходимости поддерживать температуру 50 ℃, кабель Samreg 16 - 2CR будет обладать удельной мощностью 10 Вт/м.

Не учитывается температура пропарки (если она есть). Подбирается кабель, который способен поддерживать необходимую температуру, однако не способен выдерживать температуру пропарки. После чего происходит разрушение оболочки кабеля, в последствии нарушение работы греющего кабеля и его неисправность.

Не учитывается дополнительное количество греющего кабеля для задвижек, фланцев и опор трубопровода, что ведет к недостатку общей длинны кабеля.

Именно поэтому всегда лучше обратится к инженеру специализирующимся на электрическом обогреве и заранее учесть все тонкости в индивидуальном порядке именно для вашего случая.

После выбора саморегулирующегося кабеля, необходимо определить:

Каким образом его включать в сеть?
Применять ли автоматическое управление?
Достаточно готового терморегулятора?
Необходимо проектирование полноценного шкафа управления?

Для этого нужно понять, каким максимальным током обладает ваша будущая система.

Максимальный ток – это всегда пусковой ток. Как правило пусковые токи (и пусковая мощность) для греющего кабеля в 2.5 – 3 раза больше номинальных. Это связано с внутренним сопротивлением провода. По мере нагревания провода, внутреннее сопротивление увеличивается. Исходя из закона ома (2) видно, что чем меньше сопротивление, тем больше ток и наоборот.

Такое свойство электрических приборов при включении называется переходным процессом, они всегда возникают при включении. Для каждого электрического прибора и устройства переходный процесс индивидуален и пусковые токи могут достигать величины в 10-14 раз выше номинальных.

Греющие саморегулирующиеся кабели обладают апериодическим переходным процессом, который длится от 7 до 15 мин (3).

Пусковые токи дают понимание о том, каким образом необходимо включать кабель в сеть.

Для примера выше, был выбран кабель Samreg 16 - 2CR с удельной мощностью 16 Вт/м. Для полного обогрева 10м. трубопровода, необходимо 10м кабеля.

Мощность, потребляемая кабелем будет: 16 Вт/м * 10 м = 160 Вт.

Тогда максимальная мощность (при включении) будет: 160 * 3 = 480 Вт. Это означает, что в начальный момент, кабель будет потреблять 480 Вт и по мере прогрева кабеля (завершения переходного процесса) мощность будет падать до отметки в 160 Вт.

Из формулы (4). Мы можем найти максимальный ток провода.

P = I * U; I = P / U

Напряжение сети принимаем 220 В. Тогда максимальный ток: I = 480 Вт / 220 В = 2.18 А. В домах, квартирах и жилых помещениях как правило, на розетки установлены автоматические выключатели на 16 А. Поэтому 10 метров такого кабеля можно подключать к обычной розетке не боясь перегрузок.

Таким образом можно осуществить не автоматический обогрев трубопровода. Т.е. включение и выключение зависит только от пользователя. Вариант исполнения такого обогрева представлен ниже.

В случае необходимости обеспечения автоматического регулирования в подобных случаях, можно прибегнуть к терморегуляторам. Например, терморегулятор IceFree TR-16 который может осуществить управление по одному каналу (одной трубы) в пределах от +1 до +125 ℃. Максимальное подключение – 3 провода. Схема его подключения и электрическая схема подключения представлены ниже.

Таким образом можно осуществить автоматическое управление обогрева маломощной секции не превышающую стартовые токи в 16А.

Однако такое решение может подходить не всем, стоит отметить, что минимальная температура работы терморегулятора достигает -40 ℃, так же регулятор нельзя использовать при взрывоопасных условиях. Так же нет возможности управления сразу несколькими каналами, а приобретение еще одного терморегулятора для нового канала управления может оказаться экономически и энергетически не выгодным.

В каких случаях необходимо использование шкафа управления?

Применение специального шкафа управления всегда рассматривается и рассчитывается индивидуально для каждого случая. Его использование гарантирует полное решение и удовлетворения требований по электрическому обогреву. В зависимости от мощности потребляемой кабелем, количества секций и количества каналов управления производится расчет и проектирование ШУ.

Основные элементы автоматического управления ШУ

Везде подобное обозначение на схеме:

Водные автоматы

Вводной автомат (5) – это устройство, позволяющее в автоматическом режиме производить отключение сети в случае перегрузки и короткого замыкания. Модельный ряд вводных автоматов включает модели от 1 до 4х фазных включений.

Вводной автомат состоит из 2х элементов:

биметалическая пластина;
электромагнитный расцепитель.

Электромагнитный расцепитель, реагирует на короткое замыкание в сети, и в случае его наличия моментально размыкает цепь.

Биметалическая пластина реагирует на изменение тока, в случае прохождения тока, превышающего максимально допустимый ток автомата, через некоторое время пластина начнет выгибаться, после чего произойдет размыкание цепи.

Что бы понять за какое время произойдет размыкание, и сколько времени вводной автомат может выдерживать сверх тока нужно обратить внимание на букву, которая изображена возле рычага управления (А, B, C, D). Это – его характеристика (6) в бытовых электрощитах, как и в ШУ чаще всего используют вводные автоматы с характеристикой «С». На графике слева – шкала времени в секундах, снизу шкала отношения количества сверх тока к максимальному (т.е. во сколько раз протекающий по автомату ток больше чем максимально допустимый).

Как видно из графика, в случае превышения значения максимального тока в 2 раза автоматический выключатель должен произвести размыкание через 40-250 с.

Дифференциальные автоматы или УЗО

Данные типы приборов предназначены для размыкания цепи при появлении утечки тока. Утечка может произойти в случае, когда ток уходит в землю на прямую, через неисправный электрический прибор, или человека, который по ошибке стал проводником цепи.

Прибор постоянно фиксирует разность токов между нейтральным проводом и фазой, в случае достижения тока утечки в размере 30 мА, происходит размыкание цепи. Существуют и иные номиналы, но чаще всего используют данное значение, поскольку при частоте в 50 Гц (стандартная частота сети в России и большинстве стран) смертельный ток (фибрилляционный) составляет 80-100 мА.

УЗО необходимо выбирать на ступень (чаще всего) выше вводного автомата. Это устройство не способно выдерживать нагрузки выше указанных и в случае перегрузки сети даже на короткий срок, УЗО выйдет из строя.

Поэтому в шкафах управления используют дифференциальные автоматы. Их отличие заключается в том, что они объединяют в себе функцию автоматического выключателя (о котором мы упомянули ранее) и УЗО. И в случае перегрузки сети не выйдут из строя. В ШУ диф. автоматы в случае неисправности одной из линий позволяют продолжать работать остальным и сигнализировать об отключении (аварии) на одной из линии.

Контакторы

Контактор – это механический коммутационный аппарат, который обладает единственным положением покоя. Данные устройства предназначены для замыкания и размыкания электрической цепи удаленно даже в случаях перегрузки. В ШУ используются модульные контакторы (КМ). Контакторы имеют категории применения АС1 и АС3. К категории АС1 (АС7А) относятся все неиндуктивные или слабо индуктивные нагрузки (лампы накаливания, люминесцентные, светодиодные лампы). К остальным типам нагрузки применим тип АС3. В паспорте прибора, и на самом приборе часто производитель указывает, какая максимальная мощность допустима на 1 фазу контактора. Конструктивно, контактор представляет из себя катушку с подвижным и неподвижным сердечниками. При подаче управляющего напряжения на катушку, подвижный контакт притягивается к неподвижному. Поскольку контакты основной линии прикреплены к подвижному сердечнику, то в момент притяжения сердечников, происходит замыкание основных контактов.

Промежуточное реле

Промежуточное реле — это еще одно коммутационное устройство в ШУ. Но в отличии от контакторов, промежуточное реле служит для замыкания и размыкания управляющей сети. Поэтому промежуточное реле не рассчитано на высокую мощность и не способны замыкать и размыкать силовые линии. (Силовыми линиями, проводами, называют часть электрической схемы, по которой на прямую подается питание на потребителя). В прочим их устройство схоже с устройством контакторов и работает по аналогичному принципу.

1 - пружина: 2 - магнитопровод: 3 - включающая катушка; 4 - выводы катушки; 5 - якорь; 6 - упорный винт; 7 - регулировочная шпилька; 8 - неподвижный контакт; 9 - подвижный контакт; 10 - крышка; 11 – толкатель.

Терморегулятор

Терморегулятор – устройство, которое отслеживает температуру по средствам датчика температуры (ДТ), впоследствии производя включение и выключение нагревательных линий. Устройство необходимо для поддержания определенной температуры, и экономии электроэнергии. В случае его отсутствия, нагревательный кабель используется только в ручном режиме и производит нагрев до максимальной рабочей температуры которая указана в паспорте производителя.

Например, имеется водосточная труба, в которой необходимо поддерживать температуру 5℃. Используется саморегулирующийся кабель Samreg 40-2CR. Терморегулятор позволяет устранить перерасход электроэнергии и в пределах погрешности поддерживать заданную температуру. Без его использования, саморегулирующийся кабель будет производить неконтролируемый нагрев до 65℃. Что ведет многократному перерасходу электроэнергии и не выполнению требований.

Логика построения схемы автоматического управления обогревом

Схемы автоматического управления могут быть рассчитаны и спроектированы на 1, 2 и 3 фазы питания.

Когда и при каких условиях необходимо применение той или иной схемы?

В случае электрообогрева трубопровода или емкости, часто случается так, что необходимое количество греющего кабеля, превышает максимально допустимый размер одной секции. Это связано с его конструктивными и физическими особенностями. Поэтому необходимо разделять кабель на несколько секций.

После разделения кабеля, на несколько частей, экономически и энергетически выгоднее становится разделить нагрузку между фазами. Так же в большинстве случаев нагрузку на фазы стремятся сделать по возможности одинаковой, т.е. длинна греющей ленты на каждой секции должна быть примерно одинаковой (при условии, если используется один и тот же кабель с одинаковой мощностью). В случае использования кабелей разной мощности, необходимо опираться на показатели номинальной мощности каждой секции. По необходимости либо уменьшать, либо увеличивать показатели мощности (увеличивать уменьшать количество кабеля) на отдельной линии. Тем самым, приравнивая нагрузки на фазах.

Имеется труба (или несколько соединенных труб) суммарной длинной 55 см. Был выбран кабель Samreg 40-2CR.

Необходимая температура трубы 10℃.

Максимальная допустимая длина кабеля составляет 55м.

В случае построения однофазной схемы управления, рабочая мощность кабеля будет:

Р_раб = 55 м * 40 Вт/м = 2200 Вт

Далее необходимо понять какой вводной автоматический выключатель в данной ситуации необходим. Расчёт производится по максимальной мощности потребителей электроэнергии. Номинал вводного устройства выбирают, рассчитывая мощность (или ток) всех потребителей при одновременном включении в сеть. Поскольку стартовая мощность в 3 раза больше рабочей (номинальной), то в данном случае:

Р_{старт (мах)} = 3 * 2200 Вт = 6600 Вт

Тогда стартовый ток: I_{старт (мах)} = 6600 Вт / 220 В = 30 А

Таким образом, становится понято, что в данной схеме необходим однополюсный автоматический выключатель (С32) (выбор автомата, чаще всего, необходимо выбирать в большую сторону).

При применении двухфазной схемы, кабель разделится на 2 равные части. По 27.5 метров, монтаж кабеля будет производится не от начала и до конца трубы, а с середины и до краев.

Р_раб = 27.5 м * 2 шт * 40 Вт/м = 2200 Вт

Р_{старт (мах)} = 3 * 2200 Вт = 6600 Вт

I_{старт (мах)} = 6600 Вт / (2 * 220 В) = 15 А

В данном случае достаточно одного двухполюсного автоматического выключателя на 16 А.

Становится понятным, что, опираясь на ценовую политику производителей, дополнительные затраты и энергетические затраты, можно выбрать наиболее экономичную и энергоэффективную систему электрического обогрева.

Имеются 3 отдельных трубы длинной по 18 м. Исходя из теплотехнического расчета специалист делает вывод, что ему необходимо собрать систему управления на 3 отдельных секции с автоматическим поддержанием температуры трубы с общим каналом управления, общим включением ручного и автоматического режима, чтобы присутствовал сигнал «авария» и сигнал «обогрев включен». Был выбран кабель марки Samreg 40-2CR. Необходимая температура трубы 10℃.

Далее по схеме. Выстроим силовую часть:

Подаем питание на ШУ. Находим максимальный ток вводного автомата:

Р_раб = 3 шт * 18 м * 40 Вт/м = 2160 Вт

P_старт = 3 * 2160 Вт = 6480 Вт

I_мах = 6480 Вт / (3 * 220 В) = 9.81 А

Выбираем трехполюсный автоматический выключатель на 16А с характеристикой С (выбор с запасом). QF0 на схеме.

Обеспечиваем безопасность и режим аварийного отключения.

Далее необходимо установить дифференциальный автомат, выбираем на 1 ступень ниже или равный вводному автомату. С10 30мА. FD1 на схеме.

Обеспечиваем удаленное включение и выключение для управляющей части.

Далее выбираем контактор по суммарному максимальному току входящих секций (9.81А), в данном случае выбираем контактор равный вводному автомату (16А). В случае применения нескольких контакторов, выбирать его номинал необходимо по суммарному потребляемому току секции к которой он подключен. KM1 на схеме.

С контакторов питание подается на клеммы ШУ (в дальнейшем на греющий кабель).

Выстроим управляющую часть:

Установим еще один автоматический выключатель для отдельно защиты и включения управляющей части. Возьмем питание с фазы А. Поскольку потребление тока управляющей части мало, поэтому достаточно будет установить автоматический регулятор на 6А (С6), на схеме SF.

С него подаем питание на зеленую лампу «Сеть» (должна гореть при работе).

Далее подаем питание на контактор (КМ) на 13 вход и с 14 выхода переходим к зеленой лампе «Обогрев включен».

Подключим питание промежуточного реле (К) параллельно с диф. автоматом, как показано на схеме (контакты 14 и 13). Управляющую цепь проведем через логические контакты 9 и 1 (нормально разомкнутые). В случае прекращения питания, контакты замкнуться и загорится авария.

Далее подведем 2 питающих провода к переключателю, на 1 выход переключателя SA1 произведем соединение с терморегулятором выводы 4 и 5. После чего необходимо подать управляющее напряжение на питающие клеммы А1 и А2 контактора (КМ).

В рамках данной статьи мы возьмем в качестве примера терморегулятор «ОВЕН» ТРМ1 Щ1.У.Р. Терморегулятор имеет 2 питающих выхода на выбор.

Контакты 1 и 2 для переменного тока 220 В и 15, 16 для постоянного тока с напряжением 24 В.

Контакты 3, 4, 5 – реле управления, контакты 4 и 5 – нормально разомкнутые контакты 3 и 4 – нормально замкнутые. Контакты 9, 10, 11 предназначены для подключения датчика температуры.

В случае если температура (по датчику) ниже необходимой, производится переключение реле терморегулятора, контакт 3-4 размыкается, а контакт 4-5 замыкается, происходит включение нагревательных секций и получается в случае переключения переключателя вручную, мы подаем питание на контактор, который замыкает сеть.

В случае перевода ручки-регулятора в другую сторону, контактор не будет запитан до тех пор, пока не сработает реле терморегулятора (4, 5) на схеме А1.

Подобным образом можно производить проектирование и расчет автоматических систем электрообогрева.

Автоматика управления обогревом кровли

В настоящее время правильно спроектированная система обогрева кровли и элементов водосточной системы является такой же важной составляющей нормального функционирования здания, как система вентиляции или водоснабжение. Верно подобранная система обогрева – гарантия не только долговечности кровли, труб и лотков, отсутствия проблем с водоотведением, но и безопасности людей, которая была бы под вопросом из-за намерзающихvсосулек.

Для обогрева кровли и водостоков используют системы на основе греющего кабеля. Принцип работы системы обогрева заключается в том, что кабель, нагревая поверхность, выполняет функцию её антиобледенения, то есть защиты от образования наледи на элементах кровли и водостоках.

Ошибка №1 . Греющий кабель нужен для того чтобы топить образовавшийся лед.

Это не так. Греющий саморегулирующийся кабель не растопит наледь или снег, его мощности в 30 или 40 Вт/м для этого попросту недостаточно. Задача кабеля предотвращать саму возможность образования льда на кровле и в водостоках, а также обеспечить беспрепятственный сток талой воды.

Чтобы добиться включения кабеля именно в те периоды, когда возникает опасность наиболее вероятного образования льда, требуется автоматическое управление, т.е. система управления обогревом.

Система автоматического управленияa обогревом кровли – это комплект устройств, обеспечивающих включение и отключение обогрева с целью установления оптимального режима работы антиобледенительной системы.

Система автоматического управления обогревом отслеживает температурные характеристики окружающей среды и наличие осадков и включает нагревательный кабель в периоды возможного обледенения.

Без автоматического управления эффективность работы греющего кабеля на элементах кровли и водосточной системы значительно снижается , так как даже самый внимательный пользователь, следящий за погодными изменениями, не всегда сможет поймать момент начала застывания воды в трубах. А постоянно работающий нагревательный кабель приведет к перерасходу электроэнергии и станет значительной статьёй расхода в бюджете.

Ошибка №2 . Для греющего саморегулирующегося кабеля не нужно управление.

Эффект саморегулирования заключается в свойстве кабеля изменять свою мощность при изменении температуры воздуха. Но самостоятельно включаться/отключаться кабель не может.

Назначение системы управления обогревом кровли

Правильной, надежной и эффективной работы системы электрообогрева;
Экономии электроэнергии;
Безопасности людей при эксплуатации обогрева за счет автоматов защиты от коротких замыканий и тока утечки, установленных в шкафу управления;
Защиты кровельного покрытия и водосточной системы от перегрева.

Состав системы управления обогревом кровли

Состав системы электрообогрева кровли

Нагревательный элемент

Чаще всего это греющий саморегулирующийся кабель SRG 30-2CR-UV мощностью 30 Вт/м или Samreg 40-2CR-UV мощностью 40 Вт/м с оболочкой защищенной от ультрафиолетовых лучей, реже резистивная нагревательная секция Gulfstream ROOF. Подробную информацию о подборе греющего кабеля можно найти в нашей статье Греющий кабель для кровли и водостоков.

Ошибка №3 . Использование для обогрева водостоков саморегулирующийся кабель 10-16 Вт/м.

Так как водосточная система не теплоизолируется, это слишком маленькая мощность для обогрева кровли. Такой маломощный кабель нужно укладывать в несколько ниток, иначе он принесет больше вреда, чем пользы.

Распределительная силовая коробка

Это распаячная коробка уличного исполнения, назначение которой заключается в объединении секций греющего кабеля, а также подвод питания к ним.

Коробки отличаются друг от друга:

назначением;
размерами;
количеством клемм;
номинальным током клемм;
количеством сальников для ввода кабеля.

Коробка для подключения одной нагревательной секции - КРОН-П1-1/1

Габариты 150х110х70, IP55
Клеммы 10 мм² – 4 шт.
Сальники MG25 – 2 шт.

Коробка для подключения трех нагревательных секций - КРОН-П2-1/3

Габариты 190х140х70, IP55
Клеммы 10 мм² – 7 шт.
Сальники MG25 – 4 шт.

Проходная коробка для подключения трех нагревательных секций - КРОН-П2-2/3

Габариты 190х140х70, IP55
Клеммы 10 мм² – 7 шт.
Сальники MG25 – 5 шт.

Контрольная коробка

Это также распаячная коробка уличного исполнения, в которую подключается различные датчики: датчик температуры, датчик осадков, датчик воды. С одной стороны к коробке от шкафа управления подводится контрольный кабель типа КВВГнг 4х1 или КВВГнг 7х1 в зависимости от количества и типа подключаемых датчиков. С другой стороны к коробке на клеммы подключаются провода датчиков.

Коробка для подключения датчика температуры - КРОН-П0-1/1

Габариты 100х100х50, IP54
Клеммы 2.5 мм² – 7 шт.
Сальники MG25 – 2 шт.

Коробка для подключения датчиков наличия осадков и воды - КРОН-П0-1/2

Габариты 100х100х50, IP54
Клеммы 2.5 мм² – 7 шт.
Сальники MG25 – 3 шт.

Силовые и контрольные кабели

Служат для передачи и распределения электрической энергии. В системе обогрева силовые кабели используют, во-первых, как «холодный конец» греющей секции, во-вторых, для подключения клеммных коробок к шкафу управления. Количество жил и сечение кабеля зависит от мощности греющей секции, количества фаз и способа подключения.

Типы часто применяемых силовых кабелей: ПВС 3х1.5, КГнг 3х2.5, ВВГнг 3х2.5, ВВГнг 5х4, ВВГнг 5х6

Контрольные кабели используют для подключения к шкафу управления контрольных коробок с датчиками.

Для подключения датчика температуры применяют кабель КВВГнг 4х1 или КВВГнг 4х1.5;

Для подключения датчика осадков и датчика воды (обычно подключаются в одну клеммную коробку) – кабель КВВГнг 7х1.

Датчик температуры

Рис. Датчик температуры KTY-81-110

Служит для непрерывного измерения температуры окружающей среды. Принцип работы датчика основан на изменении сопротивления его чувствительного элемента в зависимости от температуры. Как правило, для обогрева кровли используются датчики типа KTY-81-110 (в составе терморегулятора АРТ19), TST01 (с метеостанцией РТМ-2000) или ST22 (с терморегулятором ICEFREE TS-16). Устанавливается датчик температуры воздуха в месте, защищенном от попадания прямых солнечных лучей. При выборе датчика нужно убедиться, что он подходит к используемому терморегулятору или термостату.

Ошибка №4 . Неправильная установка датчика температуры.

Система обогрева может работать некорректно из-за неправильной установки датчика температуры. Помимо защиты от прямого солнца датчик нельзя устанавливать в зоне действия вентиляции.

Датчик наличия осадков

Рис. Датчик осадков TSP02

Служит для определения наличия осадков на обогреваемой поверхности. При попадании на датчик осадков в виде дождя или снега контакты в терморегуляторе замыкаются, и происходит включение обогрева.

Обычно применяется датчик осадков TSP02, используется совместно с контроллером РТМ-2000.

Датчик воды

Рис. Датчик воды TSW01

Служит для контроля наличия влаги на поверхности с обогревом. Датчик воды устанавливается в месте наиболее вероятного схода воды, то есть в углублениях, где возможно скопление дождевой воды или растаявшего снега, чаще всего – в лотках и желобах. При высыхании поверхности датчик подает соответствующий сигнал на контроллер РТМ-2000, который размыкает цепь и отключает обогрев.

Терморегулятор

Рис. Терморегулятор АРТ-19

Это основной управляющий орган в антиобледенительной системе. Терморегулятор (или термостата) представляет собой корпус с кнопками или ручками регулировки температурного диапазона и индикаторными светодиодами или дисплеем, внутри корпуса находится электронный блок, предохранитель, клеммники для подключения кабелей.

Терморегулятор включает нагрузку только внутри заданного диапазона температур, обычно это -10°С…+5°С. Именно этот температурный диапазон считается самым «благоприятным» для образования наледи. При более низких температурах снег не тает, поэтому обледенения не происходит.

Рис. Терморегулятор уличного исполнения АРТ-19 IP65

Более сложные системы управления помимо температурного диапазона реагируют на наличие или отсутствие осадков, например контроллеры РТМ-2000 или TР-МЕТЕО, включая обогрев более избирательно, тем самым сводя на минимум нецелесообразную работу греющего кабеля и экономя тем самым электроэнергию.

Терморегулятор обычно устанавливается в шкафу управления вместе с контактором, диф.автоматом и вводным автоматическим выключателем.

По способу крепления различают терморегуляторы щитового исполнение – монтируются на дверцу ШУ, и din-реечного исполнения – установка в ШУ на din-рейку.

Для систем обогрева малой мощности допустимо использовать терморегуляторы уличного исполнения АРТ-19 IP65, или термостаты ICEFREE TS-16 (40). Такие терморегуляторы предназначены для эксплуатации во влажных помещениях или на открытом воздухе при температурах до -40°С, например непосредственно на крыше дома. Корпус прибора имеет степень защиты оболочки IP65 и полностью защищает внутренние элементы от попадания влаги и осадков.

Шкаф управления

Представляет собой корпус, внутри которого расположен контроллер и пуско-регулирующая аппаратура. Шкаф управления обогревом кровли состоит из:

корпуса;
вводного автомата;
диф. автомата или УЗО;
контактора;
терморегулятора;
реле;
переключателя;
индикационных ламп;
клемм для подключения кабелей.

Помимо основных элементов шкаф может включать в себя дополнительные приборы: например, обогреватель и термостат, если требуется обогрев шкафа при эксплуатации до -60°С, или устройства плавного пуска или реле времени, если требуется уменьшение пусковой мощности греющего кабеля.

Для систем обогрева кровли используются металлические или пластиковые щиты , в зависимости от места расположения шкафа.

В шкафах управления обогревом кровли реализована возможность выбора автоматического или ручного режима управления.

Каждый шкаф управления индивидуален и разрабатывается под конкретную систему обогрева. При поставке шкафа вы получаете его принципиальную или однолинейную схему, схему внешних подключений к шкафу, а также паспорт с инструкцией по эксплуатации ШУ.

Шкафы управления обогревом кровли

Назначение: кровля
Материал корпуса: пластик
Размещение: в помещении
Тип дополнительного оборудования: нет
Взрывозащита: нет
Способ установки: настенный

Оптовый прайс

Назначение: кровля

Оптовый прайс

Назначение: кровля
Материал корпуса: пластик
Размещение: в помещении
Тип дополнительного оборудования: нет
Взрывозащита: нет
Способ установки: настенный

Оптовый прайс

Особенности систем управления обогревом кровли

В зависимости от выдаваемой мощности системы обогрева кровли можно условно разделить на 3 группы, каждая из которых имеет свои особенности управления. Чтобы рассчитать нагрузку греющего кабеля на электросеть, или номинальную мощность обогрева, нужно количество греющего кабеля умножить на его мощность при температуре +10°С .

Системы обогрева малой мощности – до 2кВт

Для управления достаточно простейшего терморегулятора (термостата), к которому греющий кабель можно подключить напрямую. Возможно ручное управление с помощью автоматического выключателя, а в случаях, когда стартовый ток нагревательной секции не превышает 16А, допускается подключение кабеля в розетку. Энергопотребление таких систем схоже с бытовыми нагревательными электроприборами, такими как чайник или утюг.

Системы обогрева средней мощности – от 2 до 15 кВт

Управление осуществляется по температуре окружающего воздуха терморегулятором, как правило, установленным в ШУ совместно с другой пускорегулирующей аппаратурой. К терморегулятору нагрузка в виде греющих кабелей подключается уже не напрямую, а через контактор (магнитный пускатель). Дело в том, что исполнительное реле внутри терморегулятора способно коммутировать только небольшие токи, обычно не более 16А, что значительно меньше максимально допустимого тока греющей секции, особенно если учесть такое неприятное свойство саморегулирующихся кабелей, как 3-5кратный бросок тока при включении. Использование в цепи гальванической развязки, то есть контактора, снимает это ограничение и даёт возможность управления большими мощностями обогрева.

Из-за значительного энергопотребления таких систем возникает потребность в экономии электроэнергии. Для этого применяют контроллеры с многоканальным независимым управлением отдельными линиями обогрева, а также управление по температуре воздуха и наличию осадков. Это способы делают управление более точным и сокращают периоды нерациональной работы обогрева.

Системы обогрева большой мощности – от 15кВт и выше

Для таких систем характерно большое количество линий обогрева, контакторов, диф.автоматов, реле, контроллеров с независимыми каналами управления, а также различных датчиков температуры, осадков, воды, влажности. Управления строится по тем же законам, что и управление системой средней мощности, но появляются некоторые особенности.

При проектировании систем управления большой мощности важную роль играет уменьшение стартовых токов при включении обогрева. Большие пусковые токи приводят к удорожанию шкафа управления, возможному нарушению принципа селективности в электросети, скачкам тока, которые негативно сказываются на качестве электроэнергии и другим неприятным последствиям. К тому же часто мощность, выделенная на электрообогрев здания, ограничена электроснабжающей организацией или самим Заказчиком.

Для уменьшения пусковых мощностей системы электрообогрева кровли применяется два основных способа:

ступенчатое включение групп обогрева с временным интервалом;
использование устройств плавного пуска.

Подробнее о способах уменьшения пусковой мощности можно узнать в статье «Пусковой ток греющего кабеля».

Для систем управления большими мощностями обогрева кровли в техническом задании Заказчиком выставляются более строгие требования. Наиболее часто встречаются следующие требования:

Терморегулятор для греющего кабеля тёплого пола

Поскольку диапазон применения греющих кабелей весьма широк, разноплановость применения накладывает свой отпечаток и на управляющее оборудование. Так как кабелем может обогреваться и карниз с водостоком и тёплый пол в детской комнате, задачи управляющей автоматики будут несколько разнится. В этом и есть основное предназначение кабельного контроллера температуры.

Естественно, что терморегулятор в первую очередь, устройство, дозирующее выделение тепла в необходимом режиме, при необходимых условиях, либо по определённому алгоритму.

CALEO DW HOT-B Терморегулятор предназначен для поддержания температуры на объектах с использованием выносного датчика температуры. Его можно размещать в почве, на трубах или на воздухе.

Перечисленные вариации, в первую очередь зависят непосредственно от места применения и конкретных задач. В задачи терморегулятора может входить не только реакция на датчик температуры. Реагируя на наличие снега, льда и влаги, регулятор превращается в небольшую стационарную метеостанцию.

Само название «терморегулятор», по умолчанию может включать в себя комплекс всевозможных устройств, датчиков или термостатов. Достаточно коротко описать возможно лишь общие принципы работы терморегулятора, поскольку в настоящее время, очень разнообразен предлагаемый набор функций и решений.

Обогрев кровли и водостоков.

Многие производители стараются дать своему устройству уникальные возможности и функционал, выделяющий его в общем строю. Беспроводное управление, беспроводные инфракрасные датчики и прочее меняют в основном качественную составляющую пользования, но суть остаётся та-же.

Сенсорный терморегулятор (термостат) BYC07 для теплого пола, воды, электрической система отопления:

Технические функции контролера

Современные регуляторы позволяют создавать пользовательские настройки для системы, либо применять готовые шаблоны настроек. Задачи современных терморегуляторов можно уложить в следующий список:

Тёплый пол с терморегулятор для греющего кабеля

Для этого, в комплект терморегулятора войдут:

Автоматический выключатель, соответствующий нашей нагрузке, который будет запитан от автоматики УЗО;
Устройство индикации, отражающее текущие температуру, потребляемую мощность и ток;
Собственно регулятор температуры.

Поскольку подземная температура довольно инертна, применив саморегулирующийся кабель с датчиком, подключенными к терморегулятору, получаем экономную и одновременно недорогую систему обогрева.

Терморегулятор для греющего кабеля позволит определить верхние и нижние температурные пределы, а кабель будет плавно реагировать на изменения температуры, благодаря своей полимерной матрице. В случае использования простого резистивного кабеля нагрева, терморегулятор только отключает или включает нагрузку в заданное время или при заданном значении температуры.

В последнее время в функционал данных устройств вошло ещё одно значение, так называемый «дуальный гистерезис». Этим термином, проще говоря, назвали зазор температур, с которым отключается или включается подогрев отталкиваясь от заданной температуры помещения. Скажем при требуемой температуре в 21° С и гистерезисом равтым 1°С, реле включит нагрузку при комнатной температуре 20°С, а выключит при 22°С.

Терморегулятор для греющего кабеля схема.

В представленном выше примере с трубой в земле, необходимости в сложном устройстве нет, наоборот требуется простота и надёжность. Возможно решение ещё более простое, но оно лишит возможности контроля. Например, простейший накладной термостат-моноблок с датчиком, устанавливается на трубу. Температура фиксирована, от +5 до +12° С. Бывают случаи, требующие дополнительных или специальных характеристик от терморегулятора.

Устройства естественно разделяются по диапазонам контролируемых температур. Это значит, что диапазон от -15 до +5°С, свойственный регуляторам систем оттаивания кровли, не нужен в помещениях, и наоборот. Причём в случае с кровлей, температура задаётся и удерживается внутри определённого диапазона, комнатный же регулятор не отключает нагрузку при снижении температуры ниже заданной.

Терморегулятор для греющего кабеля монтаж и диагностика

Интеллектуальные терморегуляторы известных брендов, самого высокого класса, более походят на часть системы «умного дома». Настройки могут генерироваться отдельно либо копироваться и передаваться с помощью веб-кода, через беспроводные гаджеты. Сенсорные экраны широкая совместимость со сторонними датчиками и соответствие рамкам различных установочных стандартов, делает весьма удобным и не менее дорогим их использование.

Читайте также: