Меню

Греющий кабель для труб с автоматикой



Монтаж греющего кабеля для обогрева труб внутри и снаружи.

Проживая в загородном доме и имея внешние коммуникации водоснабжения и канализации, трубы прокладывают ниже точки промерзания.

На большей части нашей страны эта отметка находится на уровне не более 2,5м.

Либо протяженный кусок водопровода проходит в неотапливаемой цокольной части дома, где есть риск промерзания. Можно конечно использовать спец.трубы, но это обойдется вам в копеечку.

Поэтому гораздо выгоднее согреть трубу недорогим греющим кабелем.

Наибольшее распространение получили греющие кабеля двух видов:

Чем они отличаются между собой и какой лучше для водопровода? Резистивные могут быть одножильными и двухжильными.

Принцип работы этой марки очень простой. Внутри кабеля проходит жила из спецсплава с большим сопротивлением.

При прохождении тока жила нагревается. Можно закупить как готовые к монтажу комплекты, так и заказать нужный метраж.

С двухжильным все гораздо проще. Отмеряете нужное расстояние, в начале КЛ на одну жилу подаете фазу, на другую ноль, а в конце просто закорачиваете их между собой, устанавливая концевую муфту.

Для такого вида нагрева потребуются датчики температуры и терморегулятор, наподобие того, что применяется в теплых полах.

Иначе он банально может расплавить и прожечь трубу.

У саморегулирующегося, замкнутого контура или петли нет.

Между ними на всем протяжении идет хитрый полимер, который при остывании до определенной температуры образует разные мостики проводимости.

То есть, в точке охлаждения петля из двух жил самостоятельно замыкается, между ними начинает протекать ток и кабель греется. При этом по всей длине кабеля у вас будет разная температура.

Самая горячая точка будет в самом холодном месте. Но ни в одной точке температура не превысит 85С. Номинальный же нагрев составляет 65 градусов.

Такой кабель полностью пожаробезопасен. Даже если он будет наложен внахлест сам на себя, он от этого все равно не сгорит.

Он просто снижает свое потребление в несколько раз. Такого варианта, чтобы во включенном состоянии его потребление было нулевым, не происходит.

Самореги разных производителей отличаются между собой качеством, так называемой матрицы. Этот тот самый чудо полимер, который пропускает через себя электричество.

Подавляющее большинство специалистов для обогрева труб используют именно саморегулирующиеся разновидности кабеля. Объясняется это их более простой эксплуатацией и упрощенным монтажом.

Вам не придется покупать и подключать термостат.

Достаточно будет воткнуть его в розетку, и он тут же начнет работать как надо.

Саморегулирующиеся кабеля подразделяются на пищевые, которые можно закладывать непосредственно в трубу, и не пищевые, накладываемые поверх.

Чем они отличаются между собой конструктивно? Во-первых, размером.

Пищевые при достаточно схожих характеристиках, имеют меньшее сечение, дабы не занимать полезную площадь внутри водопровода. Сравните, самые распространенные габариты у наружных 7*14мм, 7*15мм, и у внутренних – 5*7мм.

При этом не забывайте про концевую муфту, которая имеет сечение в 1,5-2 раза большее, чем сам провод.

Второе отличие – обязательное наличие экрана. У наружных его может и не быть.

Ну и третье, самое главное – материал внешней изоляции.

Вот, например, пищевой вариант.

Снаружи мы имеем:

Эта оболочка химически инертна к агрессивной среде и не разлагается внутри водопровода.

    бронированный, защитный экран или оплетка
    две медные жилы с полимером между ними

У не пищевой модели оболочка состоит из полиолефина устойчивого к ультрафиолету.

Первостепенной задачей греющего кабеля является предотвращение замерзания воды в трубе. А этого можно добиться только при достаточной мощности.

Какую выбрать в вашем случае? В условиях бытовых объектов обычно обогревается водопроводная труба диаметром максимум 32мм.

Если вы экстремал и трубу нисколечко не утепляете, то такой водопровод придется обматывать кабелем минимум 32Вт/м.

При отсутствии требуемой мощности потребуется намотать сразу два кабеля.

Все греющие кабеля нормально работают только при соответствии напряжения номинальным значениям, прописанным в паспорте изделия. Если у вас дома проблемы с напругой, и она редко когда поднимается выше 180-190В, то не удивляйтесь, что выбранной мощности может не хватить, и в один прекрасный день труба все же перемерзнет.

А почему иногда умирает сам кабель? Самореги боятся частых включений выключений. Обычно у них конечное число таких коммутаций.

Также они выходят из строя из-за неправильного подключения к питающему кабелю 220В. Некачественная концевая заделка и попадание влаги во внутрь оболочки, еще одна причина.

Для герметичного ввода пищевого кабеля внутрь трубы применяют сальники. При их выборе обращайте внимание на форму кабеля. Они бывают круглыми или плоскими.

Под определенную марку используют свой сальник. Неправильно подберете, получите течь.

Для монтажа по наружной стороне вам понадобятся:

Источник

Греющий кабель для водопроводных труб

Сделать водоснабжение частного дома или дачи постоянным и бесперебофным — задача не из легких. Самое трудное — обеспечить подачу воды зимой. Чтобы трубы не замерзали, их можно уложить ниже глубины промерзания, но все равно остаются слабые места. Первое — аномально холодные зимы, которые периодически брют все рекорды. Второе — места ввода в дом. Они все равно часто замерзают. Выход — установить греющий кабель для водопровода. В этом случае канализация желательна, но закапывать ее можно неглубоко. А на участки ввода в дом можно уложить нагреватель более мощный и получше утеплить.

Виды греющих кабелей для водопровода

Есть два вида нагревательных кабелей — резистивные и саморегулирующие. В резистивных использовано свойство металлов при прохождении электрического тока нагреваться. В обогревающих кабелях этого типа греется металлический проводник. Их характерная черта — они выделяют всегда одинаковое количество тепла. Неважно на улице +3°C или -20°C греться они будут одинаково — на всю мощность, следовательно, потреблять будут одинаковое количество электроэнергии. Чтобы уменьшить расходы в относительно теплое время, в системе ставят датчики температуры и терморегулятор (такие же, как используют для электрического теплого пола).

Строение резистивного кабеля

Резистивные обогревательные провода при укладке не должны пересекаться или располагаться один возле другого (вплотную). В таком случае они перегреваются и быстро выходят из строя. Внимательно следите за этим моментом в процессе монтажа.

Стоит еще сказать, что резистивный греющий кабель для водопровода (и не только) бывает одножильным и двухжильным. Чаще используются двухжильные, хоть они и дороже. Разница в подключении: у одножильных должны к электросети подключаться оба конца, что не всегда удобно. Двухжильные на одном конце имеют заглушку, на втором — закрепленный обычный электрический шнур с вилкой, который включается в сеть 220 В. Что еще надо знать? Резистивные проводники нельзя резать — работать не будут. Если купили бухту с более длинным чем надо отрезком — уложите его целиком.

Примерно в таком виде продают нагревательные кабели для водопровода

Саморегулирующиеся кабели — это металлополимерная матрица. В данной системе провода только проводят ток, а греется полимер, который находится между двух проводников. Этот полимер имеет интересное свойство — чем выше его температура, тем меньше тепла он выделяет, и наоборот, остывая, он начинает выделять больше тепла. Происходят эти изменения независимо от состояния соседних участков кабеля. Вот и получается, что он сам регулирует свою температуру, потому его так и назвали — саморегулирующийся.

Строение саморегулирующего кабеля

У саморегулирующихся (самогреющих) кабелей сплошные плюсы:

  • они могут пересекаться и не перегорят;
  • их можно резать (есть маркировка с линиями реза), но требуется затем сделать оконечную муфту.

Минус у них один — высокая цена, но срок службы (при соблюдении правил эксплуатации) порядка 10 лет. Так что траты эти разумны.

Используя греющий кабель для водопровода любого типа, трубопровод желательно утеплить. Иначе на обогрев потребуется слишком большая мощность, а значит, и большие расходы, да и не факт, что подогрев справится с особо сильными морозами.

Способы монтажа

Греющий кабель для водопровода укладывают снаружи или внутри трубы. Для каждого способа есть специальные виды проводов — некоторые только для наружного монтажа, другие — для внутреннего. Способ монтажа обязательно прописывается в технических характеристиках.

Читайте также:  Труборасширитель для медных труб своими руками

Внутри трубы

Для установки нагревательного элемента внутри водопроводной трубы, он должен отвечать нескольким требованиям:

  • оболочка не должна выделять вредных веществ;
  • степень электрической защиты должна быть не ниже IP68;
  • герметичная оконечная муфта.

Чтобы была возможность заправить провод внутрь, на конце трубопровода ставят тройник, в один из отводов которого через сальник (идет в комплекте) заводится провод.

Пример установки греющего кабеля внутрь трубы через сальник

Обратите внимание, что соединительная муфта — место перехода между нагревательным кабелем и электрическим — должна находится за пределами трубы и сальника. Она для влажных сред не предназначена.

Тройник для монтажа обогревающего кабеля внутри трубы может иметь разные углы отвода — на 180°, 90°, 120°. При этом способе монтажа провод никак не фиксируется. Его просто заправляют внутрь.

Виды тройников для монтажа греющего кабеля внутри водопровода

Наружный монтаж

Закреплять греющий кабель для водопровода на наружной поверхности трубы надо так, чтобы он прилегал плотно, всей площадью. Перед установкой на металлические трубы, их очищают от пыли, грязи, ржавчины, следов сварки и т.п. На поверхности не должно остаться каких-либо элементов, которые могут повредить проводник. На чистый металл укладывается повод, фиксируется через каждые 30 см (чаще можно, реже — нет) при помощи металлизированной клейкой ленты или пластиковых хомутов.

Если тянется вдоль одна-две нитки, то монтируются они снизу — в самой холодной зоне, укладываются параллельно, на некотором расстоянии друг от друга. При укладке трех и более проводов, они располагаются так, чтобы их большая часть находилась снизу, но расстояние между греющими кабелями выдерживается (особенно важно это для резистивных модификаций).

Есть второй способ монтажа — спиралью. Укладывать провод надо аккуратно — они не любят резких или многократных изгибов. Есть два способа. Первый — разматывать муфту постепенно наматывая освобождающийся кабель на трубу. Второй — закрепить его с провисаниями (нижняя картинка на фото), которые потом намотать и закрепить металлизированной липкой лентой.

Если обогревать будут водопроводную трубу из пластика, то под провод наклеивается сначала металлизированный скотч. Он улучшает теплопроводность, повышая эффективность нагрева. Еще один нюанс монтажа обогревающего кабеля на водопровод: тройники, вентили и другие подобные устройства требуют больше тепла. При укладке сделайте на каждом фитинге несколько петель. Только следите за минимальным радиусом изгиба.

Фитинги, краны необходимо прогревать лучше

Чем утеплять

Однозначно для утепления обогреваемого трубопровода нежелательно использовать минеральную вату любого происхождения. Она боится намокания — во влажном состоянии теряет свои теплоизоляционные свойства. Замерзнув в мокром виде, после повышения температуры, она просто рассыпается в труху. Отсутствие влаги вокруг трубопровода обеспечить очень сложно, так что этот утеплитель лучше не брать.

Не очень хороши утеплители, которые сжимаются под действием тяжести. Сжавшись, они тоже теряют теплоизоляционные свойства. Если трубопровод у вас проложен в специально построенной канализации, на него ничего давить не может, можете использовать и поролон. Но если трубу будете просто закапывать, вам нужна жесткая теплоизоляция. Есть еще вариант — поверх сминаемого утеплителя (например, вспененного полиэтилена с закрытыми ячейками) надеть жесткую трубу, к примеру — пластиковую канализационную.

Пример утепления водопроводной трубы с нагревательным кабелем

Еще один материал — пенополистирол, сформованный в виде фрагментов труб разного диаметра. Такой вид утеплителя часто называют скорлупой. Имеет он хорошие теплоизоляционные характеристики, не боится воды, выносит некоторые нагрузки (зависит от плотности).

Какой мощности требуется греющий кабель для водопровода

Требуемая мощность зависит от региона, в котором вы проживаете, от того, как проложен трубопровод, от диаметра труб, утеплен он или нет, да еще и от того, как именно вы прокладываете обогрев — внутри трубы или поверх нее. В принципе, у каждого производителя есть таблицы, по которым определяется расход кабеля на один метр трубы. Эти таблицы составляются для каждой мощности, так что выкладывать тут какую-то из них нет смысла.

По опыту, можно сказать, что при среднем утеплении трубопровода (пенополистирольная скорлупа толщиной 30 мм) в Средней полосе России на обогрев одного метра трубы изнутри достаточно мощности в 10 Вт/м, а снаружи надо брать не менее 17 Вт/м. Чем севернее вы живете, тем большая мощность (или толще стой утеплителя) вам требуется.

С терморегулятором или без?

Если хотите за обогрев водопровода платить мизер, лучше поставить терморегулятор. Даже если вы собрались монтировать саморегулирующийся нагревательный кабель. В основном, характеристики такие: включается в работу при +3°C, выключается при +13°C.

Если вода у вас подается из скважины, в ней она никогда не будет иметь температуру в +13°C. Получается, что обогрев будет работать все время, даже весной и летом. Летом, понятное дело, кабель можно выключить, а вот весной и осенью этого не сделаешь из-за возможности внезапного заморозка. С колодцами несколько проще, но ненамного — летом там вода может иметь температуру и чуть выше порога отключения. Но это — летом, и в самый жаркий период. И вообще, зачем вам греть, скажем воду, которая идет в сливной бачок? Да и ту, что идет на кухню или в душ вы все равно будете нагревать бойлерами или проточными водонагревателями.

В любом случае получается — терморегулятор нужен. На нем выставляете температуру отключения в районе +5°C. Затраты на подогрев трубопровода падают в разы. При этом значительно увеличивается срок службы греющих кабелей — они имеют определенный ресурс рабочих часов. Чем меньше они работают, тем дольше будут вам служить.

Греющий кабель для водопровода — схема подключения к терморегулятору

При установке системы обогрева водопровода с терморегулятором, надо будет установить и датчик температуры. Тут есть сложность. Его надо поставить на трубу так, так, чтобы на него не влияла температура от нагревателей. То есть, от трубы его теплоизолировать не надо, а от кабелей — надо.

Сам терморегулятор желательно установить в помещении. Его подключают к домовому электрощитку через защитный автомат и, желательно, УЗО. Потребляемая мощность у обогревательного кабеля небольшая, потому номинал автомата можно взять порядка 6А, номинал УЗО выбираете ближайший больший, а то утечки, желательно, 30 мА.

Подключают греющий кабель для водопровода к соответствующим разъемам на корпусе терморегулятора. Если веток несколько, их запаралеливают. На соседние контакты подключается датчик температуры. На каждом терморегуляторе есть маркировка, по которой понятно, что и куда надо подключать. Если маркировки нет — лучше купите другой: работоспособность данного экземпляра очень сомнительна.

Источник

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:

  1. не взрывозащищенные и взрывозащищенные с классом температур от Т1-Т6 (85-450 градусов);
  2. с покрытием из фтор полимера (не реагирующий материал для кислотных и агрессивных сред) и с полиолефиновой оболочкой;
  3. с применением экранирующего слоя (повышает стойкость к механическим нагрузкам) и без него.
Читайте также:  Объемы газа по трубопроводам из россии

Мощность и количество греющего кабеля, определяется из теплотехнического расчета.

Рассчитать тепловые потери трубопровода можно по следующей формуле:

Q = (2 * π * h * λ * k * (Tн — Tнар) / In((d + 2m) / d)

π — математическая постоянная (3.14);
h — длина трубы, м;
Tн — необходимая температура жидкости в трубе, ℃;
Tнар — 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:

  • Дифференциальный автомат или УЗО;
  • Контакторы;
  • Промежуточное реле;
  • Терморегулятор.
  • 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.

    Читайте также:  Труба прямошовная гост 10704 91 трубы стальные электросварные прямошовные

    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:

    Рраб = 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:

    Рстарт (мах) = 3 * 2200 Вт = 6600 Вт

    Тогда стартовый ток: Iстарт (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.

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

    Рстарт (мах) = 3 * 2200 Вт = 6600 Вт

    Iстарт (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:

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

    Pстарт = 3 * 2160 Вт = 6480 Вт

    Iмах = 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.

    Источник