Cabo de aquecimento autorregulável: visão geral dos tipos e características de uso

A baixa temperatura no inverno pode causar muitos problemas se você não cuidar do isolamento dos tubos de drenagem e esgoto, elementos do telhado e solo na estufa. A água congelada se transforma em tampões de gelo de metros de comprimento e danifica o sistema de abastecimento de água, e o gelo no telhado é ainda mais perigoso para a vida.

Um cabo de aquecimento autorregulável instalado ao longo de tubos, telhados e calhas ajuda a mudar essa situação desagradável.

Neste material, explicaremos em detalhes como escolher corretamente o cabo de aquecimento, descreveremos suas características construtivas e princípio de funcionamento. Além disso, o artigo apresenta duas opções de instalação de sistemas autorreguláveis.

Diferenças construtivas dos sistemas autorreguláveis

Os autorreguláveis (abreviação) não devem ser confundidos com os análogos resistivos – as primeiras modificações dos cabos de aquecimento.

Resumidamente, as desvantagens do tipo resistivo, devido às quais ele é usado cada vez menos, são as seguintes:

• comprimento fixo, impossibilidade de estender ou encurtar;
• resistência constante ao longo de todo o comprimento, o que torna impossível ajustar a temperatura em trechos individuais;
• conexão em ambas as extremidades, causando dificuldades na instalação;
• risco de superaquecimento nos pontos de cruzamento;
• ausência de reparo propriamente dito, tendo que substituir todo o sistema.

A característica positiva do tipo resistivo é o baixo custo, por isso é usado em locais onde há necessidade de aquecimento de pequenas áreas protegidas.

O diagrama do cabo resistivo de núcleo único contém quatro elementos principais: um condutor de cobre, que combina as funções de aquecimento e transferência de calor, proteção interna e externa, e uma malha de reforço.

Na construção do cabo de aquecimento autorregulável, há diferenças fundamentais:

• Dois condutores de cobre com alto grau de resistência. Quanto maior a resistência, maiores as possibilidades de ajuste de temperatura.
• Matriz semicondutora. Este é um elemento significativo do cabo que o torna autorregulável. A matriz reage sensivelmente à temperatura ambiente. Assim que a temperatura cai, a resistência do material aumenta e ele começa a liberar mais calor.
• Isolação interna. Um material de qualidade se distingue por uma estrutura uniforme e máxima condutividade térmica.
• Malha de blindagem. Na maioria das vezes, ela consiste em uma malha de cobre ou tela de alumínio. Para proteção do cabo, a alimentação deve ser conectada através de um dispositivo de corrente residual (DCR).
• Isolamento externo. Sua função é proteger todos os elementos do cabo. As características do isolamento externo determinam a vida útil do produto.

A capacidade do cabo autorregulável de alterar sua própria resistência (e, consequentemente, a potência) de acordo com as variações de temperatura elimina a necessidade de adquirir equipamentos adicionais – vários tipos de termostatos com sensores.

Diagrama do cabo autorregulável. O principal elemento distintivo – a matriz semicondutora, localizada entre dois condutores de cobre. É ela que regula o nível de dissipação de calor.

O cabo pode ser cortado, e o comprimento do produto acabado pode ser encurtado ou estendido conforme necessário.

Se dois ramos do cabo se cruzarem acidentalmente, não ocorrerá superaquecimento ou falha do sistema. A qualquer momento, é possível cortar ou substituir algum fragmento sem prejudicar toda a estrutura de aquecimento.

Mas a principal vantagem do cabo autorregulável é a sua 'seletividade'. A matriz determina por si só as áreas frias e eleva sua temperatura ao valor ideal.

Em áreas suficientemente aquecidas, ela simplesmente mantém os parâmetros necessários (geralmente +3-5 ºC). Isso é muito conveniente quando é necessário proteger contra congelamento um cabo que ao longo de todo o seu percurso apresenta diferentes condições de aquecimento (por exemplo, passa por um ambiente aquecido e por solo frio).

Após o fim da estação fria, a necessidade de aquecimento dos tubos, solo ou telhado desaparece, então o cabo é desconectado da alimentação elétrica. Quando há probabilidade de fortes geadas noturnas, pode-se usar um termostato que conecta automaticamente o sistema.

Onde são usados sistemas de aquecimento?

O campo de aplicação dos cabos de aquecimento para tubos (e não só) é bastante amplo. Eles são instalados em locais onde é necessário aquecimento regulado das superfícies (circundantes) ou materiais adjacentes.

Alguns tipos de cabo são especialmente projetados para sistemas de 'piso aquecido'. Eles são instalados sob azulejos cerâmicos, tábuas, laminados, carpetes e, às vezes, são cobertos com contrapiso de concreto.

A última opção é a menos eficaz, pois a argamassa 'rouba' o calor e apenas parte dele passa pelo revestimento final.

Diagrama de disposição do cabo de aquecimento em um banheiro segundo o sistema 'piso aquecido'. O fio é disposto em 'zigue-zague' por toda a área da sala de modo que as duas extremidades fiquem em cantos opostos.

O aquecimento de cabos é comum em sistemas de água e esgoto. Comunicações enterradas no solo ou acima do solo, nas regiões do norte da Rússia, correm risco de congelamento total por meio ano – de outubro a abril.

Se o tubo estiver instalado acima do nível de congelamento do solo e não estiver suficientemente isolado, perderá rapidamente sua funcionalidade. Portanto, recomendamos aprender mais sobre os tipos de cabo de aquecimento para aquecimento de tubulação de água.

Substituir o 'casulo' de isolamento térmico pode ser feito com cabo de aquecimento fixado no tubo. Existem diferentes métodos de instalação, os mais comuns são linear e espiral. O segundo cobre uma área maior do tubo.

Se os tubos já estão enterrados em valas e a remoção é impossível ou indesejável, utiliza-se a instalação do cabo dentro do tubo de água (esgoto) através de um tee cortado no local mais conveniente.

A próxima aplicação do cabo autorregulável é sistemas de aquecimento de telhados e calhas.

Os fios são fixados de forma especial nas bordas do telhado, em calhas e rufos, e em tubos de drenagem. Eles previnem a formação de gelo, que danifica os sistemas de drenagem.

Sob a ação de altas temperaturas, a neve e o gelo gradualmente se transformam em água, que escorre pelas calhas e tubos. Os telhados se tornam seguros para pessoas e veículos no pátio.

Uso prático de cabos de aquecimento para quem não gosta de vidros e espelhos embaçados – fixação do cabo autorregulável na parte de trás do espelho, após o que a condensação não mais incomodará.

Na produção e durante obras de construção, o aquecimento é frequentemente necessário para auxiliar na 'maturação' de soluções de concreto.

Para que as características do material acabado atendam às normas, é necessário criar um regime especial de temperatura. Para isso, no local onde a solução será despejada, cabos autorreguláveis são distribuídos uniformemente, e para fixá-los, utiliza-se armadura. Após a cura, eles permanecem dentro da estrutura.

Situação semelhante com líquidos, para manter uma temperatura específica dos quais também se utilizam cabos autorreguláveis. Em vez de aquecer o tanque com líquido técnico da maneira tradicional, mergulha-se o cabo nele, e como resultado, as características das soluções químicas ou alimentícias não se alteram por algum tempo.

Os sistemas de aquecimento também não pouparam o setor agrícola. O cabo é colocado diretamente no solo, sob a camada superficial nutritiva, protegendo assim as raízes das culturas do congelamento.

Quais características observar?

Antes de adquirir o cabo, é necessário verificar as condições em que ele será utilizado. É importante calcular corretamente a potência, definir o comprimento, medir as temperaturas e determinar o método de instalação – interna ou externa.

Características necessárias para a escolha

Potência. Os parâmetros de potência/resistência e dissipação de calor estão inter-relacionados. As propriedades do cabo também dependem da seção transversal do condutor. E é nela que você deve se basear ao escolher o comprimento. Suponha que um sistema composto por um cabo com seção de 1,1 mm² e potência de 25 W não deve ter mais de 80 m de comprimento.

A potência média dos cabos autorreguláveis disponíveis no mercado varia de 5 W/m a 25 W/m. Sistemas com o valor mínimo são adequados para aquecimento interno de tubos enterrados no solo. Para esses mesmos tubos, mas com aquecimento externo, o cabo deve ser um pouco mais potente – 10 W/m. As condições mais severas são acima do solo, por isso, para instalação acima do solo, a potência máxima é adequada – a partir de 25 W/m.

Temperatura. Lembre-se de que nem todos os tipos de tubos suportam aquecimento da mesma forma. Suponha que os tubos de plástico (principalmente os de esgoto e de água fria) não sejam projetados para aquecimento intenso.

Para aquecer líquidos em tubos de água de polipropileno, recomenda-se o uso de sistemas de baixa temperatura, com temperatura máxima de operação de +65 ºC.

Na indústria, existem cabos que podem aquecer até +190 ºC (com potência de até 90 W/m), porém não há aplicação doméstica para eles.

Presença de malha de aterramento. Este elemento de proteção é igualmente importante para o sistema e para as pessoas – ele garante a segurança da instalação. Para que a malha funcione, ela é conectada através de um dispositivo DR. No entanto, é possível encontrar versões sem aterramento no mercado – em alguns casos, seu uso é perfeitamente justificável.

Material de isolamento externo. Diferentes tipos de polímeros são usados como material de isolamento externo. Alguns são mais finos e elásticos, outros são mais rígidos à flexão. Todos os tipos, sem exceção, protegem as partes internas do cabo contra danos, ambientes agressivos e umidade.

Tabela de especificações técnicas de diferentes tipos de cabos. Além disso, eles diferem no material da camada protetora externa: poliolefina e fluoroplástico.

O isolamento externo influencia o campo de aplicação do cabo. A proteção de poliolefina (o material mais comum) não é adequada para todos os métodos de instalação.

Por exemplo, para instalação em telhados, utiliza-se cabo com isolamento de fluorpolímero (com proteção contra raios UV), e para instalação interna, sistemas com isolamento de fluoroplástico.

Instruções para instalação do cabo autorregulável

Existem muitas opções de instalação de cabos – a escolha depende do local e das condições de montagem. Ao instalar comunicações domésticas autônomas, na maioria das vezes é necessário isolar tubos, portanto, vamos nos aprofundar na descrição dos processos de instalação interna e externa do cabo no tubo.

Opção #1 – instalação interna

A instalação do cabo de aquecimento dentro do tubo de água ou esgoto é realizada por diferentes razões. A principal é a impossibilidade de fixação porque o tubo já está na vala e coberto por uma camada de solo.

Claro, esse tipo de instalação tem algumas desvantagens:

• uso de uma peça adicional – o T;
• redução das propriedades do cabo devido à incrustação que aparece após algum tempo (depende das características da água);
• diminuição do diâmetro do tubo, obstáculo adicional no fluxo da água;
• comprimento limitado e uso preferencial em seções retas.

Ponto importante: o autorregulável é inserido apenas através de um T especial; é proibido usar válvulas de bloqueio ao conectar sistemas de aquecimento!

Realizar reparos ou substituição do cabo é fácil; todas as ações são feitas através do mesmo T. A principal vantagem é que, na instalação interna, o contato do cabo com o líquido leva diretamente ao aumento da potência de aquecimento – daí a economia direta.

Instruções de uso do kit pronto:

• conexão ao cabo de todas as peças funcionalmente importantes (preparação da terminação, conexão do cabo de alimentação);
• inserção do T no tubo com uma saída livre para o cabo;
• introdução do cabo dentro do tubo por um comprimento específico;
• vedação do conjunto com elementos de passagem ou porcas de capa.

Não é recomendado inserir o autorregulável em um tubo com diâmetro inferior a 40 mm – isso afetará a velocidade e o volume do líquido transportado.

Como preparar o cabo e colocar a luva terminal, pode ser visto na seguinte instrução:

Agora o cabo está completamente pronto para instalação dentro do tubo de água ou esgoto.

Opção #2 – instalação externa

Não é recomendado inserir mais de um cabo dentro do tubo, especialmente em seções estreitas. Do lado externo, é possível instalar de 1 a 4 cabos autorreguláveis. Geralmente, um cabo é suficiente para tubos de pequeno diâmetro (40-50 mm), e de 2 a 4 cabos são usados para tubos maiores localizados em zonas de baixa temperatura.

Para tubulações enterradas no solo, frequentemente se utiliza o 'meio-termo' – dois cabos instalados paralelamente ao longo dos lados opostos.

Para fixação, utiliza-se fita de alumínio, projetada para aumentar a transferência de calor e, ao mesmo tempo, proteger. No entanto, às vezes é necessária uma fixação mais resistente – com abraçadeiras. Se um trecho do tubo recebe luz solar direta, recomenda-se usar abraçadeiras pretas resistentes à radiação UV.

O tipo de instalação é escolhido de acordo com o grau de aquecimento necessário – espiral ou linear. Para a instalação espiral, um cabo é suficiente.

O método espiral cobre a área máxima da superfície do tubo. Quanto menor o espaçamento entre as voltas do cabo, mais eficiente é o aquecimento. O intervalo médio é de 5 a 6 cm. A espiral é aproximadamente 1,7 a 1,8 vezes mais longa do que o cabo instalado linearmente. Como fixação, utiliza-se fita de montagem.

Instruções para instalação:

1. Posicionamento do cabo ao longo de todo o comprimento do trecho do tubo que necessita de aquecimento, de forma linear ou espiral.
2. Enrolamento ao longo da instalação de junções, válvulas e outros dispositivos de bloqueio.
3. Fixação com fita de montagem (fita de alumínio, abraçadeiras).
4. Isolamento térmico em 'manga'.

O último item é obrigatório. Graças ao isolante, o calor gerado pelo cabo será retido na área da tubulação. O tipo e a espessura do isolamento térmico são escolhidos com base no tipo de tubulação e nas condições externas.

Suponha que, para a instalação de uma tubulação de água em uma vala, além do cabo de aquecimento, será necessário isolamento com 25-30 mm de espessura – 'casca' de isopor, poliestireno extrudado ou lã de basalto.

Nuances do aquecimento de telhado

Para criar condições favoráveis ao derretimento contínuo de neve e gelo no telhado e no sistema de calhas, o cabo de aquecimento é instalado nos seguintes locais:

• na borda do telhado (de preferência em todo o perímetro);
• nas calhas sob as encostas;
• nos tubos de descida;
• nos rincões (áreas de encontro).

Existem diversas opções para o sistema de aquecimento: desde um único cabo estendido ao longo do local mais crítico até uma rede completa de cabos com termostato e sensores.

Em locais abertos, o cabo é fixado com grampos e suportes; em tubos, é suspenso por cabo de aço ou corrente.

Opção de configuração do sistema 'antigelo':

A etapa final é realizada dentro do ambiente. O quadro elétrico de controle é instalado e o sistema de aquecimento é conectado. Em seguida, o termostato é ligado e o funcionamento do sistema é verificado.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Os vídeos a seguir mostram como escolher e instalar corretamente o sistema de aquecimento.

Como fixar o cabo autorregulável em um tubo de esgoto com diâmetro de 110 mm:

Instalação do sistema de cabos Deviflex para aquecimento de calhas e telhados:

Como é o isolamento térmico de uma estrutura de concreto com cabo:

Para o funcionamento adequado de tubos ou calhas, são frequentemente utilizados cabos autorreguláveis, que criam as condições de temperatura mais adequadas. Os requisitos de instalação são razoáveis se o cabo for escolhido corretamente.

Preste atenção às marcas Raychem, Heat Trace, Nelson, Lavita e siga rigorosamente as instruções fornecidas com o cabo. Se surgirem dificuldades, entre em contato com os representantes da empresa; eles certamente ajudarão.

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