Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

К. Амбарцумянц, к.т.н.

Нагревательные кабели (НК) все чаще используются при строительстве и реконструкции жилых и общественных зданий (и комплексов) в системах «теплого пола», антиобледенения и снеготаяния. В связи с различными сферами их применения важно правильно подобрать кабель соответствующей конструкции и мощности

Нагревательные кабели – особый вид изделий, преобразующих электрическую энергию в тепловую и выполняющих функцию приемника электрической энергии. Они значительно отличаются от обычных изделий, назначение которых передавать электрическую энергию с наименьшими потерями и с незначительным падением напряжения.

НК используется в виде нагревательных секций, т.е. отрезков определенной длины, причем на этой длине происходит полное падение приложенного напряжения. Следовательно, секцию следует рассматривать как один из видов электрических нагревательных элементов. Длина секций колеблется от нескольких метров до нескольких сотен метров.

Нажмите Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж для оформления заявки на оборудование

Отрицательный для обычных кабелей эффект рассеяния части передаваемой энергии в виде тепла используется как полезный в НК. Они имеют широкую номенклатуру и применяются в самых разнообразных устройствах и областях техники.

Наиболее часто применяют т.н. «резистивные» НК. Тепло выделяется при прохождении электрического тока по нагревательной жиле за счет эффекта Джоуля Ленца. Кабели данного типа могут иметь одну, две или несколько жил, имеющих линейную или спиральную форму.

Тепловая мощность резистивных линейных кабелей при нагреве незначительно уменьшается, причем величина изменения зависит от величины температурного коэффициента сопротивления материала нагревательной жилы. Наименьшие изменения сопротивления наблюдаются у сплавов высокого сопротивления типа нихрома и фехраля, наибольшие – у меди.

Использование резистивного НК в качестве греющего элемента получило широкое распространение в развитых странах уже в 90-е годы минувшего века. В Украине же еще 6 лет назад электрический «теплый пол» в ванной был большой редкостью.

Такая технология отопления помещений получает все большее распространение, поскольку допускается к применению в многоэтажном строительстве и в сравнении с водяными «теплыми полами» – проста и надежна.

В то же время для ее работы требуется высокая мощность подводящих электрических сетей, и особые требования предъявляются к главному элементу таких систем – нагревающему кабелю.

Основные требования

  • Греющим элементом НК, как и любого электрообогревателя, является токопроводящая жила. В зависимости от требуемой мощности, ее сопротивление определяется исходя из формулы Ома:
  • I=U/R (1)
  • Путем подстановки – P=U×I (2),получим окончательный вид: R=U2/P (3)
  • Длина проводника (м) с удельным сопротивлением ρ может быть определена по формуле: l=R×S/ρ, (4) где: ρ – удельное сопротивление, Ом∙м; S – сечение проводника, м2; R – электрическое сопротивление проводника, Ом.
  • Из формулы (4) следует, что при прочих равных условиях, а именно заданной мощности P, которая определяется общим сопротивлением постоянному току R и сечении проводника S, его длина обратно пропорциональна удельному сопротивлению ρ.

Используя приведенную зависимость, можно рассчитать нагревательные элементы любой длины и мощности. Главной задачей становится способность материала, окружающего нагревательный элемент, отбирать это количество тепловой энергии.

Основное преимущество резистивного кабеля – его гибкость, является и главным ограничением. Материал оболочки не может иметь такой высокой теплопроводности, как у металлической оболочки электрического ТЭНа, и обычно не превышает 30 Вт/м.

Действующий на сегодня ДБН В.2.

5-24-2012 «Электрическая кабельная система отопления» жестко ограничивает максимальную удельную (погонную) мощность нагревательного кабеля, проложенного на деревянных лагах и воздушном промежутке деревянного пола значением 10 Вт/м. Для нагревательного кабеля, который полностью покрыт цементно-песчаным раствором, максимальная погонная мощность регламентирована на уровне не более 25 Вт/м.

Величина удельной поверхностной мощности зависит от его размеров. Так, например, если кабель диаметром 4,0 мм при удельной погонной мощности 10 Вт/м характеризуется показателем 0,080 Вт/см2; то ø6,5 мм при удельной погонной мощности 16,5 Вт/м – 0,081 Вт/см2.

Плоский кабель размером 6х10 мм и удельной мощностью 23 Вт/м имеет величину удельной поверхностной мощности 0,083 Вт/см2.

Как видно из приведенных значений, отличие составляет менее ±2% от среднего значения, что гарантирует абсолютно идентичные тепловые режимы на поверхности оболочки этих изделий.

Кроме тепловой мощности, нагревательный кабель, и особенно его оболочка, должны обладать высокой механической прочностью, ведь монтаж в стяжку проводится в «жестких» условиях:

  • специальная металлическая лента, используемая при монтаже, не должна повредить оболочку;
  • плиточный клей наносится при помощи металлического шпателя (это необходимо для обеспечения равномерного теплосъема с поверхности кабеля), который также не должен повредить оболочку;
  • хождение электромонтажников и плиточников по кабелю, случайное падение инструмента на кабель, не должны сказаться на его эксплуатационных характеристиках.

Все это выдвигает повышенные требования к механической прочности нагревательного кабеля, а именно – способности в течение 30 секунд без пробоя изоляции сопротивляться: раздавливанию металлической пластиной 100×100×10 мм, с грузом 600 Н; растягиванию с усилием 120 Н; однократной ударной нагрузке 2 Дж при температуре минус 5°С (что равноценно падению стального предмета массой 500 г с высоты 0,4 м).

Требования к резистивным кабелям, которые предназначены для изготовления греющих поверхностей пола, стен и других поверхностей абсолютно другие, чем те, которые предъявляются к изделиям для систем антиобледенения зданий, снеготаяния или обогрева почвы.

В каждом из указанных случаев, свойства кабеля должны быть разными. Это заставляет производителей наращивать номенклатуру, что ложится на них финансовым бременем, либо изготавливать универсальный кабель на все случаи жизни, что ложится бременем на потребителя.

Задача производителя сводится к созданию гибкой, механически прочной конструкции размерами, которые определяются желаемой удельной погонной мощностью. В Украине представлены нагревательные системы как иностранного – DEVI, Nexans, – так и отечественного производства. Их конструкция различается в зависимости от особенностей применения.

Например, «теплый пол» и системы антиобледенения, выпускаемые под торговой маркой Woks (ПАО «Одескабель»), предназначены для эксплуатации в местах постоянного пребывания людей, поэтому имеют две токоведущие жилы и экран. Изделие для систем антиобледенения промышленных зданий, систем снеготаяния и обогрева почвы имеет одножильную конструкцию с усиленным сталемедным экраном.

Бытовое применение

Кабель для бытового теплого пола — Woks- 17 (удельной мощностью 16,5 Вт/м) имеет два слоя изоляции (рис. 1) и алюминиевый экран.

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

Рис. 1. Конструкция НК для теплого пола: 1 – жила заземления (стекания); 2 – нагревательная жила; 3 – первый слой изоляции; 4 – второй слой изоляции; 5 – экран алюминиевый; 6 – оболочка

Кабель мощностью 10 Вт/м имеет более толстый слой первой изоляции, и не имеет второго слоя. За счет этого, наружный диаметр получается меньше – 4,1 мм против 6,5 мм. Применение сплошного защитного алюминиевого экрана внутри нагревательного кабеля для «теплого пола» оправдано, поскольку в процессе эксплуатации исключена возможность изменения геометрии укладки.

Использование второй греющей жилы вместо замыкающего цепь медного проводника позволяет:

  • снизить тепловую нагрузку нагревательного элемента вдвое при прочих одинаковых условиях;
  • снизить стоимость, применив менее дорогой материал изоляции, без ущерба для долговечности конструкции;
  • получить равномерное распределение температурного поля на поверхности (рис. 2), по сравнению с двужильным кабелем с одной греющей жилой (рис. 3).

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж Рис. 2. Двужильный кабель с двумя греющими жилами

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

Рис. 3. Двужильный кабель с одной греющей жилой

Алюминиевый экран плотно прилегает к изоляции нагревательных жил и жиле заземления (рис. 4). Такая конструкция гарантирует максимальную теплопередачу от греющих жил к поверхности кабеля, что особенно важно для тонкого нагревательного кабеля, и при минимальных размерах обеспечивает полное экранирование электромагнитного поля в сочетании с высокой механической прочностью.

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж Рис. 4. Изделие для электрического «теплого пола»

Для систем антиобледенения можно использовать двужильный нагревательный кабель Woks-23 (рис. 5) удельной мощностью 23 Вт/м.

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж Рис. 5. Изделие для систем антиобледенения

Применение алюминиевого экрана в таких кабелях нежелательно, поскольку при эксплуатации существует необходимость перемещать его части – приподнимать, сдвигать и т.д. Такие работы проводятся перед началом отопительного сезона для уборки пыли и листьев, которые под ним скопились.

В свою очередь, в этом случае оправдано применение сплошной медной оплетки, выполняющей функцию экрана (рис. 6) и жилы заземления.

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж Рис. 6. Конструкция НК для систем антиобледенения:1 – нагревательная жила; 2 – первый слой изоляции; 3 – второй слой изоляции; 4 – экран – медная оплетка; 5 – оболочка стойкая к ультрафиолетовым лучам

Промышленные системы

Как уже говорилось выше, особенность двужильного нагревательного кабеля состоит в минимально создаваемом электромагнитном поле, что является основным критерием применяемости в местах постоянного пребывания людей.

В тех случаях, когда резистивный кабель эксплуатируется в системах антиобледенения крыш промышленных предприятий, снеготаяния подъездных путей, а также в системах теплоаккумуляционного обогрева госучреждений, детских школьных и дошкольных заведений, т.е. в тех случаях, когда во время его работы в непосредственной близости нет людей, применяется одножильный нагревательный кабель. Его преимущество в симметричном температурном поле на поверхности оболочки и невысокая стоимость.

Дополнительным фактором являются жесткие условия эксплуатации систем антиобледенения: летом температура на поверхности крыш может достигать +80 °С, а зимой опускаться до -50 °С. Системы снеготаяния могут быть уложены под асфальт, температура укладки которого достигает 165 °С, а асфальтоукладчики создают огромное усилие прессования еще не застывшего дорожного покрытия.

Читайте также:  Можно ли подключить на один провод пвс 3×4 варочную панель и духовой шкаф мощность 2790kw?

Для эксплуатации при низких температурах окружающей среды в составе систем снеготаяния и антиобледенения предназначен, например, одножильный усиленный Woks-Arm, мощностью 30 Вт/м (рис. 7).

Материал оболочки этого кабеля предназначен для работы при температуре 125⁰С, выдерживает воздействие 150 °С в течение 240 часов и 165 °С в течение 180 минут без потери механических и диэлектрических свойств. Сталемедная оплетка 4 (рис.

8) выполняет функцию «легкой брони», не позволяя разорваться кабелю под собственным весом, что делает его самонесущим в системах антиобледенения. Она предотвращает разрывы изделия, уложенного прямо в асфальт, поскольку при его укладке создаются высокие усилия сдвига.

Кабель без брони, независимо от термической стойкости его оболочки, сразу в асфальт класть нельзя. Кроме всего сказанного, такая оплетка выполняет функции жилы заземления и экрана электромагнитного поля.

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж Рис. 7. Одножильный НК для систем антиобледенения и обогрева почвы

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

Рис. 8. Конструкция одножильного НК: 1 – нагревательная жила; 2 – первичный слой изоляции; 3 – вторичный слой изоляции; 4 – усиленная сталемедная оплетка; 5 – термостойкая оболочка, стойкая к УФ

Одножильная конструкция применяется и для обогрева почвы, где рекомендуется использовать НК с оболочкой из полиэтилена. Данный материал имеет невысокую максимальную температуру эксплуатации – всего 90°С, но этого достаточно для обогрева почвы. Работая в мокрой среде, полиэтилен не поглощает влагу как ПВХ.

Любая оболочка, кроме силикона и полиэтилена, поглощает влагу из почвы и сопротивление изоляции со временем падает, что вызывает срабатывание устройства защитного отключения (УЗО).

Кроме того, оболочка должна эффективно противостоять постоянному воздействию всевозможных органических веществ – в основном кислот и щелочей, входящих в состав удобрений.

Нажмите Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж для оформления заявки на монтаж

Рекомендованная удельная мощность НК для систем отопления почвы составляет 18 Вт/м, что не вызывает ее пересушку.

Выводы

Существует 8 факторов, которые оказывают решающее влияние на конструкцию:

  1. Необходимость перемещения НК в процессе эксплуатации;
  2. Условия укладки;
  3. Влажность;
  4. Кислотность окружающей среды;
  5. Температура;
  6. Воздействие УФ-лучей;
  7. Время нахождения людей вблизи включенного;
  8. Величина механических нагрузок при укладке и в процессе эксплуатации.

Основной вывод, который можно сделать – изготовить универсальный нагревательный кабель невозможно. Можно лишь постараться воплотить в каждой отдельной конструкции максимальное количество технических характеристик, которые не исключают друг друга.

У всех производителей есть отличия в номенклатуре сопротивлений, характеристиках применяемых изоляционных материалов, количестве и материале греющих жил, исполнении экрана. Каждая из этих конструкций создавалась для решения определенного круга задач, и хорошо с ними справляется.

Проблемы возникают при попытках использовать нагревательный кабель не по назначению.

Читайте статьи и новости в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь на YouTube-канал.

Просмотрено: 7 778

Вас может заинтересовать:

Вам также может понравиться

Источник: https://aw-therm.com.ua/nagrevatelnye-kabeli-konstrukciya-i-primenenie

Нагревательный кабель: принцип работы, виды

Чтобы преобразовать электричество в тепловую энергию, используется нагревательный кабель. Технология востребована в умном доме. При рассмотрении кабеля учитывается классификация, свойства материала.

Описание

Провод нагревательный — это проводник с высоким сопротивлением, который способен вырабатывать тепло. Элементы используются для обогрева помещения, востребованы на даче, в квартире, в частном доме. Также провод может быть проложен по трубопроводу с целью повышения температуры воды. Внешне материал схож с коаксиальным проводником, служит отличным передатчиком тепловой энергии.

Интересно! Если посмотреть на материал в разрезе, предусмотрены жилы, а также изоляция.

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

Изоляция

Преимущества и недостатки

Рассматривая нагревательный шнур, стоит выделить основные достоинства:

  • безопасность использования,
  • разнообразие моделей,
  • значительная мощность,
  • гибкость материала,
  • выгодные цены,
  • долгий срок службы.

Минусы:

  • значительный диаметр,
  • легко повреждается,
  • невозможно произвести замену жилы.

Также при монтаже стоит учитывать степень защищённости. Кабель приписывают к электронагревательным приборам, а значит, есть риск получить повреждения от удара электрическим током.

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

Удар электрическим током

Разновидности и их принцип действия

Нагревательный провод отличается по количеству жил, выделяют такие типы:

  • одножильный,
  • двухжильный.

Классификация материалов в зависимости от схемы:

  • минеральные,
  • саморегулирующие,
  • зональные.

При рассмотрении типов стоит учитывать параметры, преимущества и недостатки. Принцип действия построен на эффекте Джоуля-Ленца. То есть напряжение преобразуется в тепловую энергию. Однако есть допустимый уровень, поэтому учитывается количество секций.

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

Секции провода

Одножильный резистивный

Резистивными называют проводники, у которых высокое сопротивление. Встречаются линейные, зональные варианты с одной токопроводящей жилой. Они характеризуются высокой стойкостью, могут применяться для обогрева пола.

Двухжильный резистивный

Резистивный тип считается подходящим для водостока либо кровли. Распространенными считаются линейные модели, которые работают по эффекту Джоуля-Ленца.

Важно! В промышленности провод встречается на предприятиях по изготовлению продуктов питания. Также элементы востребованы при обогреве пола.

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

Резистивный провод

Зональный

Зональный тип производится с двумя изолированными жилами. Изоляция отличается по классу и защитным свойствам. Если рассматривать структуру, предусмотрены отдельные секции, которые могут называться окнами. Данный вид кабеля не разрешается самостоятельно обрезать, поскольку можно повредить структуру.

Помимо токопроводящих жил изоляции имеется спираль, представленная в виде тонкой проволоки. Чаще всего она изготавливается из стали и необходима для повышения уровня сопротивления. Когда на кабель подаётся напряжение, происходит замыкание в секции, поэтому устройство сравнивается с резисторами.

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

Зональный тип

Саморегулирующийся

Если взглянуть на конструкцию саморегулирующегося кабеля, практически нет отличий от зонального типа. Однако если разбирать токопроводящие жилы, при размотке видны две спирали, а внутреннее изолирующее покрытие отсутствует.

Секрет кроется в наличии проводящей матрицы. Она служит отличным проводником, выполнена в форме нити. За основу взят полимер, который отдаёт тепловую энергию и влияет на уровень сопротивления.

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

Саморегулирующий кабель

Особенности монтажа

При монтаже кабеля стоит придерживаться инструкции:

  1. замер сопротивления;
  2. отметка на полу;
  3. закрепление сетки;
  4. укладка кабеля;
  5. фиксация сетки;
  6. крепление монтажной коробки;
  7. повторный замер сопротивления;
  8. включение терморегулятора;
  9. формирование цементной стяжки.

Во время ремонта рассматривают варианты с теплоизоляцией пола и без неё. Обращается внимание на уровень поверхности, стоит использовать монтажную ленту.

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

Монтажная лента

Основные правила применения

Когда специалист работает с нагревательным кабелем, не стоит пренебрегать правилами:

  • учитывать рекомендации производителя;
  • допускается к работе только квалифицированный электрик;
  • производится расчёт мощности;
  • не допускаются механические воздействия;
  • нельзя растягивать провод;
  • учитывается рабочая температура;
  • проводится заземление кабеля;
  • нельзя работать при повышенном уровне влажности;
  • провод подключается в размотанном состоянии.

Отдельно предъявляются требования касательно подбора терморегулятора. Во время работы потребуется концевая муфта и цементно-песчаная смесь.

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

Концевая муфта

Лучшие производители нагревательного шнура

Если взглянуть на рынок, встречается продукция таких производителей:

  • IN-TERM.
  • HEMSTETD.
  • FENIX.
  • GRAY-HOT.
  • ЭКСОН.
  • NEXANS.

IN-TERM — это чешский бренд, который выпускает кабели различной мощности (от 172 Вт). Заготовка отличается длиной минимум 8 м. Если взглянуть на ассортиментный ряд, наиболее распространённой считается продукция 550 Вт. Длина заготовки 27 м, то есть оптимальная площадь прогрева — 3.8 квадратных метра.

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

Бренд IN-TERM

Информация указана, если делается шаг 14 см. Если рассматривать шаг 12 см, то показатель уменьшается до 3.2 квадратных метра.

Также на рынке встречается продукция торговой компании HEMSTETD. Она производит кабеля длиной от 8.9 м. Если рассматривать модели для обогревателей, самый длинный провод имеет длину 197 м. С таким проводом можно обогреть площадь более 24 квадратных метров (это если шаг составляет 12.5 см).

На каждый квадратный метр по данным производителя затрачивается мощность 140 Вт. При выборе кабеля 197 м с шагом 10 см разрешается греть площадь 119.7 квадратных метров. Общая мощность заготовки для водопровода составляет 3350 Вт. Чехи предлагают рассмотреть продукцию FENIX. Распространенными считаются провода серии ADSV.

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

Провода серии ADSV

Минимальная длина заготовок — 8.5 м при мощности 162 Вт. Если прокладывать провод шагом 14 см, он прогреет в мороз площадь помещения 12 квадратных метров. Двухжильный экранированный кабель для коммуникаций может иметь длину  максимум 149 м с общей мощностью 2600 Вт. Если прокладывать его с шагом 10 см, материал сможет прогреть при замерзании помещение общей площадью 15 квадратных метров.

Интересно! Потребители также не исключают из списка продукцию GRAY-HOT, которая производится на территории Украины. Компания выпускает двухжильные нагревательные кабели.

Минимальная мощность заготовки для трубы — 92 Вт. Речь идет о проводе длиной 6 м, и если его укладывать с шагом 10 см, можно прогреть площадь 0.6 квадратных метров. Производитель предлагает рассмотреть изделие номинальной мощностью 1929 Вт. Заготовка имеет длину 128 м, если укладывать её с шагом 10 см, легко прогреть комнату общей площадью до 13 квадратных метров.

Для разнообразия стоит рассмотреть продукцию сильного бренда NEXANS. Она родом из Норвегии, производятся заготовки различной мощности. Если смотреть на небольшие товары, у них мощность стартует от 300 Вт. Кабель длиною 17.6 погонных метров способен прогреть площадь 2.2 квадратных метра. Производитель предоставляет проводку мощностью максимум 3100 Вт.

Провода данной серии имеют длину 185 м, рассчитаны на квадратуру 23.2 квадратных метра. Отдельно предлагается рассмотреть двухжильный экранированный провод более высокой мощности.

Если говорить о немецком качестве, стоит упомянуть про бренд SHTOLLER. Производитель принял решение выпускать только двухжильные экранированные провода мощностью от 200 кВт. Максимальный показатель данной серии — 3000 Вт. Заготовка имеет длину 150 м. Товар рассчитан для квадратуры 18.7 квадратных метра.

Выше описаны понятие и свойства обогревательного кабеля. При подборе материала стоит учитывать преимущества, недостатки провода. Также предусмотрены разновидности моделей, плюс учитывается разнообразие производителей.

Источник: https://rusenergetics.ru/provoda-i-kabeli/nagrevatelniy

Греющий саморегулирующийся кабель для водопроводных труб

Вода обладает одним интересным свойством – при замерзании она не сжимается, а наоборот, расширяется. Благодаря этому зимой лопаются водопроводные трубы, а в погребах в трескучие морозы взрываются банки с огурцами.

Читайте также:  Системы заземления: виды, схемы

Поэтому пролегающие по уличной территории или неглубоко под землей трубы на зиму опустошают, чтобы они не полопались. Для их защиты применяются самые разные средства, в том числе и саморегулирующий греющий кабель для водопровода.

В это обзоре мы расскажем:

  • Как работает саморегулирующий греющий кабель;
  • Как его выбрать;
  • Как смонтировать саморегулирующийся кабель;
  • Как подобрать его длину.

Ознакомившись с представленным материалом, вы сможете защитить домашнюю систему водоснабжения от разрывов.

Саморегулирующийся кабель – это уникальное изобретение, представляющее собой гибкий провод, греющийся под воздействием электроэнергии.

При этом он обладает свойством регулировать собственную мощность, ориентируясь на окружающую температуру. То есть, чем холоднее атмосфера, тем горячее саморегулирующий кабель.

Он как бы приспосабливается к особенностям окружающей его среды, причем не по всей длине.

Принцип работы саморегулирующего греющего кабеля заключается в его внутреннем обустройстве. Грубо говоря, он состоит из трех основных частей:

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

Многослойная конструкция обеспечивает непревзойденную защиту и ударостойкость

  • Металлические проводники – обеспечивают подвод электроэнергии;
  • «Умная» полимерная матрица – именно она адаптируется под меняющиеся условия и вырабатывает тепло;
  • Изоляция – тут используется целый «бутерброд» из нескольких материалов.

Ключевым звеном здесь является полимерная матрица. Именно она отвечает за саморегулирующие свойства. Причем буквально каждый ее сантиметр живет своей отдельной жизнью.

То есть, один отрезок может быть холоднее или наоборот, горячее другого. И все это без какой-либо электроники, без каких-либо датчиков и всего остального – только полимерная основа из «умного» материала.

Саморегулирующий греющий кабель для водопровода обладает еще одним интересным свойством – это произвольная длина. Мы можем взять прочные ножницы, перерезать его и опять включить в сеть – он будет работать как ни в чем не бывало.

Здесь работает буквально каждый миллиметр, поэтому его длина не имеет особого значения. В отличие от новогодней гирлянды, он будет продолжать работать даже при случайном обрыве.

Впрочем, саморегулирующий греющий кабель обладает достаточно прочной конструкцией, предотвращающей аварийные обрывы.

Прочие свойства саморегулирующего греющего кабеля:

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

«Умный» полимер в составе кабеля сам регулирует потребляемую мощность, что позволяет значительно экономить электричество

  • Высокая механическая прочность – он работает от электроэнергии, а это значит, что он нуждается в прочной многослойной изоляции;
  • Устойчивость к влаге – он спокойно работает в водной толще. Главное, заизолировать его конечную часть с помощью специальной термоусадочной пленки;
  • Экономичность в потреблении электроэнергии – обеспечивается за счет саморегулирующихся свойств (вплоть до полного отключения).

Прочность саморегулирующего греющего кабеля обеспечивается его многослойностью. Первые два слоя – это медные проводники и «умный» полимер. Поверх них проходит изолирующий слой из полиолефина или фторполимера.

Следующий слой играет роль брони – здесь применяется медная оплетка. Завершает наш «бутерброд» еще один слой изоляции из полиолефина. Благодаря такой конструкции, саморегулирующийся нагревательный кабель получается очень прочным и выносливым.

Медная оплетка одновременно работает как защита от электромагнитного излучения – оно слабое, но все-таки есть.

Мы поговорили о принципе работы саморегулирующего греющего кабеля. Перейдем к следующему разделу – мы расскажем, как выбрать нагревательный провод по мощности. Для монтажа внутри трубы и снаружи мы будем использовать низкотемпературные образцы, которые нагреваются максимум до +60 градусов. Проводя расчет греющего кабеля, ориентируйтесь на следующие показатели:

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

Именно количество проводящих путей в кабеле влияет на его максимальную выходную мощность

  • Внутреннее расположение при прохождении труб под землей – оптимальная мощность составит 5 Вт на погонный метр;
  • Наружное расположение при прохождении труб под землей – в зависимости от глубины залегания, вы можете использовать образцы мощностью 10-15 Вт/м;
  • Любое расположение при уличном расположении труб – выбираем тонкий греющий кабель мощностью 20-30 Вт.

Низкотемпературный греющий саморегулируемый кабель для защиты трубопровода от замерзания имеет небольшую толщину и характеризуется гибкостью, благодаря чему он без проблем обматывается вокруг труб водоснабжения.

Давайте теперь посмотрим, какой длины можно отрезать саморегулирующий греющий кабель. Мы уже говорили, что его длина – показатель произвольный. Но некоторые ограничения все-таки имеются. Максимально рекомендованная длина составляет 80-100 метров, минимальная – 20-30 см. Что касается радиуса изгиба, то он составляет от 6 диаметров.

Стоимость саморегулирующего греющего провода зависит от его мощности, диапазон достаточно большой. Например, цена за метр греющего кабеля 30GSR2 мощностью 30 Вт/м составляет около 210-230 руб. А модификация 16GSR2 мощностью 16 Вт будет стоить 180-190 руб./м. Купить его вы сможете в магазинах сантехники и теплотехники своего города, в том числе и в строительных гипермаркетах.

При выборе саморегулирующего греющего кабеля необходимо помнить, что он бывает двух видов:

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

Особая двойная изоляция позволяет устанавливать греющие кабели прямо внутри труб. Однако, такой вариант требует более трудоемкой работы

  • Технического назначения – он применяется для обогрева водопроводных труб снаружи;
  • С безопасной изоляцией – его можно проложить внутри трубы, так как здесь используется безопасная фторсодержащая изоляция.

Покупая тот или иной образец, обязательно уточните у продавца возможность использования греющего кабеля внутри трубы водоснабжения.
Также в продаже имеются универсальные греющие кабели в силиконовой изоляции, годные для обогрева труб и работы в составе теплых полов.

Мы рассмотрели все самые важные вопросы, начиная от принципа действия саморегулирующего греющего кабеля, до вопросов его выбора. Осталось узнать, как осуществляется его установка. Сначала обсудим самый интересный способ – внутри трубы.

Перед нами самая интересная задача – уложить саморегулирующий греющий кабель для водопровода внутри трубы. Находясь в нагретом состоянии, он не даст трубе замерзнуть и лопнуть. Давайте посмотрим, как это делается. Нам понадобятся следующие материалы и инструменты:

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

Подобная схема подключения требует куда больших усилий, но дает несоизмеримый прирост в КПД

  • Саморегулирующий греющий кабель подходящей длины;
  • Острый нож для снятия изоляции;
  • Термоусадочная пленка для изоляции проводников;
  • Резиновый сальник;
  • Тройник для установки саморегулирующего кабеля внутрь трубы;
  • Фен для усадки пленки;
  • Электрический провод с вилкой.
  • Для начала определяем место ввода – это может быть внутренний или наружный участок (здесь все индивидуально, смотрим по ситуации).
  • Конечный участок располагается там, где труба уходит в землю или заходит в другое здание.
  • Помните, что на всем протяжении не должно быть кранов и вентилей, так как они могут повредить саморегулирующий греющий кабель.

Все работы проводятся до начала заморозков, при положительной температуре – не дожидайтесь, пока появятся первые морозы. Не забудьте заранее перекрыть воду!

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

Особая муфта, используемая при подключении. Купить можно в любом сантехническом магазине

Если водопроводная труба поднимается из пола и отправляется дальше по горизонтали, то это облегчит прокладку – режем трубу и устанавливаем в этом месте тройник.

Далее насаживаем на кончик саморегулирующего греющего кабеля термоусадочную трубку и нагреваем ее строительным феном – этот кончик должен быть надежно герметизирован, чтобы избежать контакта воды и токоведущих частей.
Через верхний отвод заводим в него саморегулирующий греющий кабель, не забыв надеть на него сальник.

Далее проталкиваем кабель на необходимую длину – ее нужно рассчитать заранее и с небольшим запасом. На другом конце нам нужно смонтировать провод с вилкой.

Аккуратно снимаем изоляцию и оплетку, чтобы у нас виднелись два проводника – к ним мы припаиваем провод, не забыв надеть на него соединительную муфту из термоусадочного материала (после пайки надеваем ее и обдуваем горячим воздухом из фена).

После того как вы проведете все электрические соединения, необходимо проверить сопротивление с помощью мультиметра – оно должно составлять несколько десятков ом. Если мультиметр показывает короткое замыкание, извлеките саморегулирующий кабель и осмотрите его на предмет повреждения. Особенное внимание уделите самой дальней концевой части.

Теперь фиксируем сальник, открываем подачу воды, проверяем отсутствие протечек в месте нашей работы. Если все хорошо, включаем провод с подключенным к нему саморегулирующим греющим кабелем в сеть. Несмотря на то что теперь водопровод защищен от замерзания, настоятельно рекомендуется обмотать трубу теплоизоляцией. Помните, что хорошая защита – это многоступенчатая защита.

При необходимости, можно уложить саморегулирующий греющий кабель снаружи водопровода. Им обматывают не только сами трубы, но и установленные на них фланцы, соединительные муфты и вентили.

Самый простой вариант – проложить несколько саморегулирующих кабелей параллельно трубе, закрепив их с помощью алюминиевого скотча.

Также возможна укладка спиралью или двойной спиралью, что только увеличивает эффективность обогрева.

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

Крепить греющий кабель при таком подключении — сплошное удовольствие. Главное не скупиться на алюминиемый скотч

Вы можете использовать и двойной способ укладки – один греющий кабель уложить параллельно, а вторым обмотать трубу по спирали. К трубе он приматывается с помощью все того же алюминиевого скотча, колечками через каждые 20-30 см. После того как намотка будет завершена, накладываем скотч на кабель по всей его длине – так мы добьемся максимальной эффективности системы.

Читайте также:  Тестер напряжения: виды, как проверить и измерить

Некоторые специалисты советуют увеличить эффективность передачи тепла предварительным обматыванием труб фольгой или тем же скотчем.

После того как вы уложите саморегулирующий греющий кабель на водопроводную трубу и выполните все необходимые электрические подключения, оберните полученное хозяйство слоем теплоизоляции – это воспрепятствует уходу тепла в атмосферу. Также существуют рекомендации по установке на систему обогрева системы водоснабжения защитных автоматов – они предотвратят утечку электроэнергии при разгерметизации изоляции.

Источник: https://remont-system.ru/vodosnabzhenie/greyushchiy-samoreguliruyushchiysya-kabel-dlya-vodoprovodnyh-trub

Как устроен резистивный греющий кабель?

Резистивный греющий кабель отличается от других нагревательных элементов незначительными габаритами и простотой в установке. В качестве греющего элемента в устройстве используется проводник, который обладает высоким сопротивлением. В этой статье мы рассмотрим устройство и принцип работы резистивного нагревательного кабеля.

Конструктивные особенности

Как устроен проводник? В основу его конструкции входят стальные жилы (одна или две) в зависимости от этого резистивный нагревательный кабель разделяется на два вида: с одной и с двумя жилами. Токопроводящую жилу изолируют специальным материалом.

В некоторых видах в конструкцию входит два слоя изоляции. На изолирующий материал наносится защитный экран из металла (экранизирующая оплетка). Ее назначение – это защита от механических повреждений, а также использование в качестве заземления.

Для полноценной защиты применяется наружная защитная оболочка.

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

Резистивный греющий кабель с одной жилой обладает одной нагревательной токопроводящей жилой, которая занимает всю длину конструкции. Применение такого устройства считается самым оптимальным по затратам, так как он устойчив к воздействию высоких температур пластика.

Электропитание подводится с двух сторон приспособления. Такая схема может образовывать некоторые границы в плане монтажа, так как возникает надобность возвращать греющий проводник к точке его соединения.

Также возникает необходимости использовать дополнительные системы питания.

Конструкция с двумя жилами включает два провода: нагревательный и токопроводящий. Электрический ток подается на один конец провода, а на другой конец устанавливается муфта. При составлении проекта этот вариант конструкции использовать гораздо комфортнее.

Принцип работы

Принцип действия конструкции описывает закон Джоуля-Ленца, в котором говорится, что при равномерной силе электрического тока по всей длине цепи, в любом участке будет выделяться тепло.

Чем выше сопротивление на этом участке, тем сильнее тепло. Другими словами принцип работы похож на электрический нагреватель: по проводнику протекает ток, который выделяет тепло.

Оно будет сильнее, если сопротивление проводника и сила электрического тока будет больше.

  Необыкновенный домик для отдыха из вертолета

Поэтому, резистивный нагревательный кабель содержит греющий элемент, который состоит из сплавов с незначительным поперечным сечением и с высоким сопротивлением. Продается он определенной длины, каждый кусок проводника обладает постоянным сопротивлением и способностью выделять одинаковое количество тепла.

Принцип работы одножильного проводника состоит в следующем: так как подключение к электроэнергии происходит с двух концов, то резистивный греющий кабель протягивается петлей так, чтобы два конца изделия находились в одном месте. Такое подключение изображено на схеме ниже (слева):

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

Принцип действия двухжильного резистивного кабеля отличается от предыдущего. Применение двух жил позволяет не подводить два конца изделия в одно место. На правой схеме указано правильное подключение.

Как правило, такой принцип работы дает возможность применить устройство в домашнем хозяйстве и обогревать трубы незначительных размеров. А для того чтобы работа происходила правильно, допустимо применение труб, диаметром не больше 40 мм.

Преимущества и недостатки

Принцип действия резистивного кабеля предполагает свои плюсы и минусы. Достоинства изделия следующие:

  • доступная стоимость;
  • несложное устройство;
  • при правильном монтаже служит несколько десятков лет;
  • значительные показатели удельного сопротивления;
  • при длительном использовании сохраняется стабильность параметров.

Резистивный греющий проводник также обладает и своими недостатками. К ним относят:

  • невозможность удлинить или укоротить устройство, так как длина у него фиксированная;
  • в случае выхода из строя, необходимо полностью менять греющий кабель, варианта замены определенного участка нет;
  • если нагревательный элемент находится рядом с другим подобным, или провода переплетаются, то это приводит к их перегреву, а также к нарушению изоляции и замыканию.

Вот мы и рассмотрели устройство, принцип работы, а также основные плюсы и минусы резистивного греющего кабеля. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и понятной!

C уважением, Источник: http://samelectrik.ru Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж   Квартира с необычной спальней

Источник: https://www.remontostroitel.ru/kak-ustroen-rezistivnyj-greyushhij-kabel.html

Нагревательный кабель. Устройство. Описание

   Основой является, безусловно, нагревательный кабель. Внешне он напоминает коаксиальный проводник, используемый для передачи телевизионных сигналов, однако его предназначение — преобразование протекающего по нему электрического тока в тепло.

    Обычно небольшая часть электроэнергии преобразовывается в тепло в любом кабеле или проводе, но она составляет весьма малую величину (1-3%), причем принимается целый комплекс мер по ее снижению.

Для нагревательных кабелей все наоборот: 100% мощности должны быть преобразованы в тепло, причем выделение этой мощности на единице длины кабеля (удельное тепловыделение) — важнейший технический параметр нагревательных кабелей.

В этом смысле нагревательный кабель должен быть нагревательным элементом, выполненным по кабельной технологии.     Есть несколько основных видов нагревательных кабелей: — резистивные; — саморегулирующиеся; — зональные;

— карбоновые (углеволоконная нить)

Резистивные кабели

Нагревательные кабели, выпущенные ведущими производителями из современных материалов, имеют сроки службы 25-50 лет и более.  

Саморегулирующиеся кабели

  В отличие от резистивных, саморегулирующиеся кабели способны изменять отдаваемую ими мощность в зависимости от температуры окружающей среды. При повышении температуры окружающей среды мощность, выделяемая кабелем, уменьшается, а при понижении температуры — увеличивается. Этому способствует питающая конструкция саморегулирующегося кабеля: между двумя параллельными токонесущими жилами находится композит, состоящий из полимера с вкраплениями токопроводящего материала. При повышении температуры полимер расширяется, за счет чего связи между этими вкраплениями нарушаются, что эквивалентно увеличению омического сопротивления. Естественно, ток падает и мощность, выделяемая кабелем, уменьшается. При понижении температуры окружающей среды происходит обратный процесс. Причём данное изменение мощности происходит на каждом сантиметре кабеля в отдельности, а не на всей длине и именно там, где изменилась температура!    Саморегулирующиеся кабели дороже резистивных, однако при разумном проектировании стоимость систем на их основе превышает стоимость системы на резистивных кабелях лишь на 15-25%, поскольку необходимо меньше распределительных кабелей, при этом весьма экономно используется греющий кабель. Кроме того, саморегулирующиеся системы более надежны и экономичны. Именно поэтому их используют при обогреве кровли и трубопроводов.

    Зональные нагревательные кабели

   Карбоновый кабель

Нагревательный кабель: принцип работы, виды, конструкция, монтаж

     Для углеродных волокон характерная высокая степень натяжения и маленький удельный вес. Также углеродные волокна обладают небольшим коэффициентом температурного расширения и химической инертностью. Тонкая нить волокна из углерода обладает высокой прочностью. Волокно практически нельзя растянуть или порвать, но при этом материал обладает эластичностью.​

     Высококачественная углеродная нить применяется при производстве кабельных теплых полов «ТЕСЛА». Углеродная нить выдерживает температурную нагрузку до 1600 град.С, при том, что максимальная рабочая температура нагрева волокна 90 град.

С, поэтому скачки напряжения и, как следствие, перегорание такому теплому  полу не страшны. Для изоляции волокна применяется надежная силиконовая оболочка, обладающая высокими износоустойчивыми характеристиками.

Кабель получается очень гибкий и тонкий (около 3 мм). 

    Нагревательный мат, применяемый при устройстве электрического «теплого пола» Это тонкий нагревательный кабель для системы «тонкий теплый пол», уложенный на сетке с постоянным интервалом (шагом). Изготавливается на основе одножильного и двужильного нагревательного кабеля.

Маты на основе одножильного кабеля рекомендуются к применению в нежилых помещениях (склады, цеха, коридоры и т. п.). Маты из высококачественного экранированного двухжильного кабеля рекомендуются к применению в любых (жилых и нежилых) помещениях.

Благодаря наличию двух токоведущих жил и экрану магнитные поля полностью компенсируются, что обеспечивает абсолютную безопасность подобной конструкции «теплого пола» для человека.    «Тонкий тёплый пол» крайне удобен при монтаже — кабель закреплен на сетке, что существенно упрощает процесс установки.

Располагая простейшими инструментами и инструкциями, прилагаемыми к нагревательному мату, можно легко установить систему «тонкий теплый пол» самостоятельно.    Средняя стоимость кабельной отопительной системы Полный комплект, предназначенный для установки в стандартной ванной комнате, стоит в районе 100 евро.

   На отопление кухни, чтобы обогреть ее рабочую зону, нужно потратить примерно 200 евро. В эти затраты входит стоимость нагревательной секции, обычного терморегулятора, датчика температуры и крепежных материалов.

Для повышения комфорта и управляемости системы отопления лучше купить программируемую модель терморегулятора (его цена около 70 евро, в то время как за обычный реостат нужно заплатить 30 евро). Кроме затрат на электрическую часть, будут расходы на общестроительные работы (стяжки и др.) и монтаж нагревательного кабеля.

КАТАЛОГ  ПРАЙС

Купить теплый пол, греющие кабели и инфракрасную пленку в Нижнем Новгороде…  

© 2019 Центр Теплых Полов  Все права защищены.

Источник: https://www.profi-nn.ru/articles/elektroobogrev/nagrevatelniy-kabel-ustroystvo-opisanie/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector