Cavo riscaldante autoregolante: panoramica dei tipi e caratteristiche d'uso

Le basse temperature invernali possono causare molti problemi se non si provvede tempestivamente all'isolamento dei tubi di scarico e fognari, degli elementi del tetto e del terreno nella serra. L'acqua ghiacciata si trasforma in tappi di ghiaccio lunghi metri e mette fuori uso il sistema idrico, mentre la formazione di ghiaccio sul tetto è addirittura pericolosa per la vita.

Per modificare la situazione spiacevole, aiuta il cavo scaldante autoregolante, posato su tubi, tetti e canali.

In questo materiale descriveremo in dettaglio come scegliere correttamente un cavo scaldante, ne illustreremo le caratteristiche costruttive e il principio di funzionamento. Inoltre, nell'articolo sono presentate due opzioni di installazione dei sistemi autoregolanti.

Differenze costruttive dei sistemi autoregolanti

I cavi autoregolanti (in breve) non devono essere confusi con gli analoghi resistivi, le prime modifiche dei cavi scaldanti.

In breve, gli svantaggi del tipo resistivo, per i quali viene usato sempre meno, sono i seguenti:

• lunghezza fissa, impossibilità di allungamento o accorciamento;
• resistenza costante su tutta la lunghezza, che rende impossibile la regolazione della temperatura in zone specifiche;
• collegamento da entrambe le estremità, che causa difficoltà nell'installazione;
• rischio di surriscaldamento nei punti di incrocio;
• assenza di riparazione vera e propria, si deve sostituire l'intero sistema.

Il lato positivo del tipo resistivo è il costo contenuto, quindi viene utilizzato dove necessitano di riscaldamento piccole zone protette.

Lo schema del cavo resistivo unipolare contiene quattro elementi principali: un conduttore in rame, che combina le funzioni di riscaldamento e trasmissione del calore, una protezione interna ed esterna, e una treccia di rinforzo.

Nella costruzione del cavo scaldante autoregolante ci sono differenze fondamentali:

• Due conduttori in rame con alto grado di resistenza. Maggiore è la resistenza, maggiori sono le possibilità di regolazione della temperatura.
• Matrice semiconduttrice. Questo è un elemento significativo del cavo, che lo rende autoregolante. La matrice reagisce sensibilmente alla temperatura ambiente. Non appena la temperatura scende, la resistenza del materiale aumenta e inizia a produrre più calore.
• Isolamento interno. Il materiale di qualità si distingue per una struttura uniforme e la massima conducibilità termica.
• Rivestimento schermante. Spesso consiste in una rete di rame o in uno schermo di alluminio. Per la protezione del cavo, l'alimentazione deve essere collegata tramite un interruttore differenziale.
• Isolamento esterno. La sua funzione è proteggere tutti gli elementi del cavo. La durata del prodotto dipende dalle caratteristiche dell'isolamento esterno.

La capacità del cavo autoregolante di modificare la propria resistenza (e quindi la potenza) in base alle variazioni di temperatura elimina la necessità di acquistare apparecchiature aggiuntive, come vari tipi di termostati con sensori.

Schema del cavo autoregolante. L'elemento distintivo principale è la matrice semiconduttrice, situata tra due conduttori in rame. È proprio essa a regolare il livello di emissione di calore.

Il cavo può essere tagliato, e la lunghezza del prodotto finito può essere accorciata o allungata se necessario.

Se due rami del cavo dovessero incrociarsi accidentalmente, non si verificherà alcun surriscaldamento o guasto del sistema. In qualsiasi momento è possibile tagliare o sostituire un segmento senza compromettere l'intera struttura riscaldante.

Ma il principale vantaggio del cavo autoregolante risiede nella sua 'selettività'. La matrice individua autonomamente le zone fredde e porta la loro temperatura al valore ottimale.

Sulle zone sufficientemente riscaldate, si limita a mantenere i parametri necessari (di solito +3-5 °C). Ciò è molto comodo quando è necessario proteggere dal congelamento un cavo che, lungo tutto il suo percorso, presenta diverse condizioni di riscaldamento (ad esempio, passa sia attraverso un ambiente riscaldato sia attraverso terreno freddo).

Alla fine della stagione fredda, viene meno la necessità di riscaldare tubi, terreno o tetto, pertanto il cavo viene scollegato dall'alimentazione elettrica. Quando esiste la possibilità di forti gelate notturne, si può utilizzare un termostato che collega automaticamente il sistema.

Dove vengono utilizzati i sistemi di riscaldamento?

Il campo di applicazione dei cavi scaldanti per tubi (e non solo) è piuttosto ampio. Vengono installati in luoghi dove è necessario un riscaldamento regolabile delle superfici o dei materiali adiacenti (circostanti).

Alcuni tipi di cavo sono specificamente progettati per i sistemi di 'pavimento riscaldato'. Vengono posati sotto piastrelle di ceramica, legno, laminato, moquette e talvolta colati nel massetto di cemento.

L'ultima opzione è la meno efficace, poiché il massetto 'ruba' il calore e solo una parte di esso raggiunge il rivestimento finale.

Schema di disposizione del cavo riscaldante nel bagno secondo il sistema 'pavimento riscaldato'. Il cavo viene disposto 'a serpentina' su tutta l'area della stanza in modo che le due estremità si trovino negli angoli opposti.

Il riscaldamento dei cavi è diffuso negli impianti idrici e fognari. Le tubazioni interrate o posate sopra il suolo, nelle regioni settentrionali della Russia, rischiano il completo congelamento per sei mesi – da ottobre ad aprile.

Se la tubatura è posata al di sopra del livello di congelamento del terreno e non è sufficientemente isolata, perderà rapidamente la sua funzionalità. Pertanto, consigliamo di informarsi meglio sui tipi di cavo scaldante per il riscaldamento della tubatura dell'acqua.

Sostituire il 'bozzolo' termoisolante aiuta il cavo riscaldante fissato al tubo. Esistono diversi metodi di installazione, i più comuni sono lineare e a spirale. Il secondo copre una maggiore superficie del tubo.

Se i tubi sono già interrati nelle trincee e la rimozione è impossibile o sconsigliata, si applica l'installazione del cavo all'interno del tubo idrico (fognario) attraverso un raccordo a T inserito nel punto più comodo.

La successiva applicazione del cavo autoregolante riguarda i sistemi di riscaldamento dei tetti e delle grondaie.

I cavi vengono fissati in modo particolare sui bordi del tetto, nei canali e nelle grondaie, nei tubi di scarico. Impediscono la formazione di ghiaccio che danneggia i sistemi di drenaggio.

Sotto l'effetto dell'alta temperatura, neve e ghiaccio si trasformano gradualmente in acqua che scorre verso il basso attraverso canali e tubi. I tetti diventano sicuri per le persone e per i veicoli presenti nel cortile.

Un uso pratico dei cavi riscaldanti per chi non ama vetri e specchi appannati – fissare un cavo autoregolante sul retro dello specchio, dopodiché la condensa non sarà più un problema.

Nella produzione e durante i lavori di costruzione, il riscaldamento è spesso necessario per favorire la 'maturazione' delle miscele di calcestruzzo.

Affinché le caratteristiche del materiale finito siano conformi alle norme, è necessario creare un regime di temperatura speciale. A questo scopo, nel punto in cui verrà versata la miscela, vengono posizionati uniformemente cavi autoregolanti e per il loro fissaggio si utilizza l'armatura. Dopo l'indurimento, rimangono all'interno della struttura.

Una situazione simile si verifica con i liquidi, per il mantenimento di una temperatura specifica dei quali si utilizzano anche cavi autoregolanti. Invece di riscaldare il serbatoio del liquido tecnico nel modo tradizionale, si immerge il cavo al suo interno, di conseguenza le caratteristiche delle soluzioni chimiche o alimentari rimangono invariate per un certo periodo.

I sistemi di riscaldamento non hanno risparmiato nemmeno il settore agricolo. Il cavo viene posizionato direttamente nel terreno, sotto lo strato superficiale nutritivo, proteggendo così le radici delle colture dal gelo.

A quali caratteristiche prestare attenzione?

Prima di acquistare il cavo è necessario chiarire le condizioni in cui verrà utilizzato. È importante calcolare correttamente la potenza, stabilire la lunghezza, rilevare i valori di temperatura, determinare la modalità di installazione – interna o esterna.

Caratteristiche necessarie per la scelta

Potenza. I parametri di potenza/resistenza e di trasmissione del calore sono correlati. Inoltre, le proprietà del cavo dipendono dalla sezione del conduttore. È opportuno basarsi su di essa anche per la scelta della lunghezza. Supponiamo che un sistema composto da un cavo con sezione di 1,1 mm² e potenza di 25 W non debba superare gli 80 m di lunghezza.

La potenza media dei cavi autoregolanti disponibili in commercio va da 5 W/m a 25 W/m. I sistemi con il valore minimo sono adatti per il riscaldamento interno di tubi interrati. Per gli stessi tubi, ma con riscaldamento esterno, il cavo deve essere leggermente più potente – 10 W/m. Le condizioni più severe sono all'aperto, quindi per l'installazione fuori terra è adatta la potenza massima – da 25 W/m.

Temperatura. È bene ricordare che non tutti i tipi di tubi sopportano il calore allo stesso modo. Supponiamo che i prodotti in plastica (soprattutto quelli per fognature e per acqua fredda) non siano progettati per un forte riscaldamento.

Per il riscaldamento del liquido nei tubi dell'acqua in polipropilene si consiglia di utilizzare sistemi a bassa temperatura, con una temperatura massima di esercizio di +65 °C

In ambito industriale si trovano cavi che raggiungono +190 °C (con potenza fino a 90 W/m), ma in ambito domestico non hanno applicazione.

Presenza di treccia di messa a terra. Questo elemento protettivo è ugualmente importante sia per l'impianto che per le persone – garantisce la sicurezza dell'installazione. Affinché la treccia funzioni, viene collegata tramite interruttore differenziale. Tuttavia, in commercio si possono trovare varianti senza messa a terra – in alcuni casi il loro utilizzo è del tutto giustificabile.

Materiale dell'isolamento esterno. Come materiale isolante esterno vengono utilizzati diversi tipi di polimeri. Alcuni sono più sottili ed elastici, altri sono rigidi alla flessione. Tutti i tipi, senza eccezioni, proteggono le parti interne del cavo da danni, ambienti aggressivi e umidità.

Tabella delle specifiche tecniche dei vari tipi di cavi. Tra le altre cose, si differenziano per il materiale del rivestimento protettivo esterno: poliolefina e fluoroplastica.

L'isolamento esterno influisce sul campo di applicazione del cavo. La protezione in poliolefina (il materiale più comune) non è adatta a tutte le modalità di installazione.

Ad esempio, per l'installazione su tetto si utilizza un cavo con isolamento in fluoropolimeri (con protezione dai raggi UV), mentre per il montaggio interno si impiegano sistemi con isolamento in fluoroplastica.

Istruzioni per l'installazione del cavo autoregolante

Esistono molteplici modalità di posa del cavo – la scelta dipende dal luogo e dalle condizioni di installazione. Nella realizzazione di impianti domestici autonomi, spesso è necessario isolare i tubi, pertanto ci soffermeremo più dettagliatamente sulla descrizione dei processi di montaggio interno ed esterno del cavo sul tubo.

Opzione #1 – installazione interna

Il montaggio del cavo scaldante all'interno di un tubo dell'acqua o di scarico viene effettuato per vari motivi. Il principale è l'impossibilità di fissaggio poiché la tubazione è già interrata e coperta da uno strato di terreno.

Naturalmente, questo tipo di installazione presenta alcuni svantaggi:

• utilizzo di un componente aggiuntivo – il raccordo a T;
• riduzione delle proprietà del cavo a causa della patina che si forma dopo un certo periodo (dipende dalle caratteristiche dell'acqua);
• riduzione del diametro del tubo, ulteriore ostacolo al flusso dell'acqua;
• lunghezza limitata e uso preferenziale su tratti rettilinei.

Importante: il cavo autoregolante viene introdotto solo tramite un apposito raccordo a T; è vietato utilizzare valvole di intercettazione per il collegamento dei sistemi di riscaldamento!

Eseguire la riparazione o la sostituzione del cavo è semplice, tutte le operazioni vengono effettuate attraverso lo stesso raccordo a T. Il vantaggio principale è che, con il montaggio interno, il contatto diretto del cavo con il liquido aumenta la potenza di riscaldamento – da qui un risparmio diretto.

Istruzioni per l'uso del kit già pronto:

• collegamento al cavo di tutti i componenti funzionalmente importanti (preparazione della terminazione, collegamento del cavo di alimentazione);
• inserimento nel tubo del raccordo a T con diramazione libera per il cavo;
• introduzione del cavo all'interno del tubo per una lunghezza specifica;
• sigillatura del gruppo tramite elementi passanti o dadi a risvolto.

Non è consigliabile inserire il cavo autoregolante in un tubo con sezione inferiore a 40 mm – ciò influirà sulla velocità e sul volume del fluido trasportato.

Come preparare il cavo e applicare il manicotto terminale è possibile vederlo nella seguente istruzione:

Ora il cavo è completamente pronto per essere montato all'interno di un tubo dell'acqua o di scarico.

Opzione #2 – installazione esterna

All'interno del tubo, specialmente di sezione stretta, non si raccomanda di inserire più di un cavo, mentre all'esterno è possibile posizionare da 1 a 4 cavi autoregolanti. Di solito uno solo è sufficiente per tubi di piccolo diametro (40-50 mm), mentre da 2 a 4 vengono utilizzati per tubi più grandi situati in zone a bassa temperatura.

Per le comunicazioni interrate, si utilizza spesso la 'giusta via di mezzo' – due cavi che corrono parallelamente lungo i lati opposti.

Per il fissaggio si utilizza nastro adesivo in alluminio, progettato per aumentare la dissipazione del calore e allo stesso tempo proteggere. Tuttavia, a volte è necessaria una fissaggio più robusto – con fascette. Se su un tratto di tubo cadono i raggi diretti del sole, si consiglia di utilizzare fascette di colore nero resistenti ai raggi UV.

Il tipo di posizionamento viene scelto in base al grado di riscaldamento necessario – a spirale o lineare. Per il montaggio a spirale è sufficiente un solo cavo.

Il metodo a spirale copre la superficie massima del tubo. Minore è il passo tra le spire del cavo, più efficace è il riscaldamento. L'intervallo medio è di 5-6 cm. La spirale è più lunga del cavo posato linearmente di circa 1,7-1,8 volte. Come fissaggio si utilizza nastro di montaggio.

Istruzioni per il posizionamento:

1. Disposizione del cavo per l'intera lunghezza del tratto di tubo che necessita di riscaldamento, in modo lineare o a spirale.
2. Avvolgimento durante il montaggio dei giunti di collegamento, valvole e altri organi di intercettazione.
3. Fissaggio con nastro di montaggio (nastro adesivo in alluminio, fascette).
4. Isolamento termico 'a manicotto'.

L'ultimo punto è obbligatorio. Grazie all'isolante, il calore emesso dal cavo si conserva nella zona della tubazione. Il tipo e lo spessore dell'isolamento termico vengono scelti in base al tipo di tubazione e alle condizioni esterne.

Supponiamo che, per la posa di una tubatura dell'acqua in trincea, oltre al cavo riscaldante sia necessario un isolamento di 25-30 mm di spessore – 'guscio' in polistirolo espanso, polistirene espanso estruso o lana di basalto.

Particolarità del riscaldamento del tetto

Per creare condizioni favorevoli per lo scioglimento continuo di neve e ghiaccio sul tetto e sul sistema di grondaie, il cavo riscaldante viene installato nei seguenti punti:

• sul bordo del tetto (preferibilmente lungo tutto il perimetro);
• nelle grondaie sotto le falde;
• nei tubi di scarico;
• nelle valli (confluenze del tetto).

Esistono diverse varianti per la realizzazione del sistema di riscaldamento: da un singolo cavo teso lungo il punto più critico, fino a un'intera rete di cavi con termostato e sensori.

Nei luoghi aperti il cavo viene fissato con morsetti e staffe, nei tubi viene sospeso su un cavo o una catena.

Variante di realizzazione del sistema antighiaccio:

La fase finale viene eseguita all'interno. Si installa l'armadio elettrico di comando e si collega il sistema di riscaldamento. Quindi si accende il termostato e si verifica il funzionamento del sistema.

Conclusioni e video utili sull'argomento

I seguenti video indicano come scegliere e montare correttamente un sistema di riscaldamento.

Come fissare il cavo autoregolante su un tubo fognario del diametro di 110 mm:

Installazione del sistema di cavi Deviflex per il riscaldamento di scarichi e tetto:

Come si presenta l'isolamento con cavo di una struttura in cemento:

Per il corretto funzionamento di tubi o scarichi si utilizzano spesso cavi autoregolanti, che creano le condizioni di temperatura più idonee. I requisiti di installazione sono ragionevoli se il cavo è scelto correttamente.

Presti attenzione ai marchi Raychem, Heat Trace, Nelson, Lavita e segua scrupolosamente le istruzioni fornite con il cavo. In caso di difficoltà, si rivolga ai rappresentanti dell'azienda, che la aiuteranno sicuramente.

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