принцип работы, плюсы и минусы
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.
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.
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):
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!
Наверняка вы не знаете:
Нравится(0)Не нравится(0)samelectrik.ru
Смотри! Резистивный греющий кабель нагревательный
Области использования нагревающих кабелей в современных условиях жизни весьма обширны.
Они используются для обогрева трубок дренажной системы кондиционеров, для обеспечения достаточного температурного режима в резервуарах и протяженных трубопроводах газо-, нефте- и химической промышленности.
Другими словами при помощи греющего кабеля можно обогреть любой объект.
Существует всего две разновидности кабелей нагрева:
- саморегулирующийся;
- резистивный.
Резистивный греющий кабель отличается от других устройств простотой монтажа и небольшими габаритами. Он представляет собой более простой и дешевый, но в то же время более энергозатратный вариант. Роль греющего элемента в устройстве играет проводник, с достаточно высоким сопротивлением.
СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ:
Конструктивные особенности резистивного кабеля
Основу конструкции кабеля составляют специальные жилы из стали. В зависимости от количества жил, нагревательный кабель может быть двух типов:
- с одной жилой;
- с двумя жилами.
Токопроводящая жила в обязательном порядке подлежит изоляции при помощи использования специальных материалов. Некоторые кабеля отличаются двумя слоями изоляции. Изолирующий металл покрывается защитным экраном из металла, который еще называется экранизирующей оплеткой. Оплетка предназначена специально для защиты кабеля от механических повреждений и в качестве элемента заземления. Для обеспечения полноценной протекции в устройстве может использоваться наружная защитная оболочка.
Резистивный греющий кабель с одной жилой имеет только одну нагревающуюся токопроводящую жилу. Эта жила идет по всей длине конструкции. Использование такого устройства по праву считается самым бюджетным. Это объясняется тем, что такой кабель максимально устойчив к воздействию достаточно высоких температурных режимов. Приспособление обеспечивается электропитанием с обеих сторон.
Очень часто такая схема создает определенные трудности в плане монтажа. Объясняются они тем, что при крепление обязательно подразумевает возврат греющего проводника в точку его соединения. Кроме того может возникнуть необходимость в использовании некоторых дополнительных систем питания.
Конструкция двужильная состоит из двух проводов: нагревательного и токопроводящего. Но одном конце такого провода устанавливается муфта, а на второй конец подается ток. Такой вариант расположения использовать намного легче и комфортнее.
Резистивные кабеля бывают двух видов – одножильные и двужильные. Двужильные кабеля считаются более простыми и эффективными в использовании.
Принцип работы
Резистивный греющий кабель работает по типу простого электрического нагревателя. Основной принцип работы состоит в том, что проводник с большим сопротивлением проводит ток и, благодаря этому, происходит выделение тепла. Объемы тепловыделения зависят от объемов силы тока и мощности сопротивления проводника. Купить резистивный кабель можно отрезками определенной длины. Каждому кабелю характерно определенное сопротивление и при работе каждый кабель выделяет определенное количество тепла.
Принцип работы одножильного проводника заключается в подключении к электроэнергии с двух концов. При таком варианте резистивный кабель протягивается петлей таким образом чтоб оба конца элемента стыковались в одном месте. Использование двух жил дает возможность не подводить оба конца изделия и соединять их в одной точке. Второй принцип подключения обеспечивает возможность использовать такие кабеля в домашнем хозяйстве и быту.
Резистивный греющий кабель работает по принципу закона Джоуля-Ленца. Чем выше сопротивление на определенном участке кабеля, тем большее количество тепла выделяется.
Преимущества и недостатки использования
К преимуществам использования резистивного кабеля можно отнести:
- доступную стоимость;
- отличные показатели удельного сопротивления;
- долговечность;
- простоту монтажа.
Резистивный кабель долговечен и прочен, но имеет и некоторые недостатки в использовании.
К недостаткам использования такого кабеля можно отнести невозможность сделать устройство более длинным или более коротким, а также необходимость полностью менять весь кабель при выходе из строя хотя бы одного элемента.
elektrika.wiki
Принцип работы греющего кабеля. Резистивный.
Резистивный кабель — это одна из разновидностей греющих кабелей, основным преимуществом которых являются малые габариты и простота монтажа. Это наиболее простой и недорогой в производстве кабель. Состоит из токопроводящей жилы в изоляции. Мощность такого кабеля статична: его изготавливают фиксированной длины и мощности, поэтому такой кабель нельзя укорачивать при монтаже. Произвольная нарезка такого кабеля приводит к повышению сопротивления всего кабеля и к дальнейшему его перегреву и выходу из строя.
Кабель постоянного нагрева обеспечивает одинаковую температуру по всей длине. Это основное его отличие от кабеля саморегулирующегося типа. Конфигурации систем обогрева, построенных на резистивном греющем кабеле, разнообразны: от простых (в которых кабель включается в розетку), до сложных, оборудованных автоматикой для измерения и регулирования температуры.
Разновидности
Одножильный резистивный кабель имеет нюанс, который следует учитывать при укладке. Кабель подключают с обоих концов к электросети, поэтому при монтаже кабель стараются уложить таким образом, чтобы оба конца сходились в одном месте.
Двужильный резистивный кабель можно подключать с одной стороны, что упрощает монтаж.
Следующей разновидностью резистивных кабелей в процессе развития технологий стали
Преимуществом резистивных кабелей перед саморегулирующимися является доступная цена, неизменность характеристик на протяжении всего срока службы, отсутствие пусковых токов, высокая надежность греющего контура.
Наиболее широкое распространение резистивный кабель получил в системах обогрева пола и при локальном обогреве водопроводных труб малого диаметра, в обогреве кровли и теплиц. Резистивный кабель выдает постоянную мощность, поэтому целесообразно использовать его с термостатами и датчиками тепла для измерения окружающей среды и своевременного запуска системы.
Нюансы подбора резистивного кабеля
Определитесь с задачами, местом и способом монтажа кабеля. Обратите внимание на следующие советы:
- При монтаже греющего кабеля избегайте пересекание кабеля, это может вызвать его перегрев и выход из строя всей секции.
- Не следует применять греющий кабель, предназначенный для систем теплого пола в системах антиобледенения, поскольку у таких кабелей отсутствует должная изоляция.
- Заранее продумайте, что будет располагаться на обогреваемом пространстве, так как недостаточное теплоотведение приводит к перегреву кабеля. (Этого можно избежать, если использовать более дорогой зональный кабель).
Рекомендуем резистивный кабель:
www.teplydom.info
Советы по выбору греющего кабеля
На сегодняшний день нагревательные кабели широко используются как в быту, так и в промышленных целях. Данные изделия предназначены не только для создания системы теплый пол, но и для обогрева труб в зимнее время. Очень важно правильно подобрать тип проводника (саморегулирующийся либо резистивный), конструкцию, а также мощность. В этой статье мы расскажем читателям samelectrik.ru как выбрать греющий кабель для водопровода и водостока.
Саморегулирующийся или резистивный?
Для начала нужно определиться с типом нагревательного проводника. Резистивный кабель менее практичен, так как имеет постоянную мощность и фиксированную длину. Из недостатков данного изделия можно выделить его склонность к перегреву и выходу из строя. Основными преимуществом является сравнительного низкая стоимость. Узнать больше о том, как устроен резистивный кабель вы можете из нашей статьи.
Саморегулирующийся нагревательный проводник имеет больше преимуществ, поэтому выбрать его будет правильным решением. Основные достоинства изделия: устойчивость к скачкам напряжения, возможность экономии электроэнергии, нет ограничений по длине системы обогрева и что не менее важно — устойчивость к перегреву. Единственное, из-за чего выбор саморегулирующего греющего кабеля не всегда уместен — более высокая цена (в некоторых случаях резистивный провод более уместен, например, для обогрева емкостей и труб малого диаметра).
Все же мы считаем, что правильным решением будет выбрать саморегулирующийся греющий кабель, особенно для обогрева водопровода и водостока. Далее мы более подробно остановимся на критериях выбора данного типа нагревательного проводника.
Критерии выбора
Итак, первое, с чем нужно определиться — с конструктивными особенностями изделия. Конструкция саморегулирующего греющего кабеля может включать в себя две медные токопроводящие жилы, матрицу, слой изоляции, оплетку и внешнюю оболочку. При выборе обязательно обратите внимание, есть ли оплетка на термокабеле или нет. Если нет — это бюджетный вариант. Оплетка делает провод крепким, более устойчивым к механическим повреждениям и к тому же заземленным. Поэтому выбрать такой вариант будет правильным решением.
Подробнее об оплетке вы можете узнать из видео:
Еще один важный момент — тип внешней изоляции. Для бытового применения (обогрев кровли и водостоков, канализации) вполне достаточно выбрать греющий кабель с изолирующим слоем в виде полиолефина. Если вы хотите использовать систему кабельного обогрева на производстве, и при этом важна устойчивость к агрессивной среде и ультрафиолетовому излучению, советуем выбрать термокабель с изоляцией из фторполимера. Для водопровода, если проводник будет проложен в трубе, лучше подобрать изделие с внешней оболочкой из фторопласта.
Важно! Далеко не всегда проводник, предназначенный для обогрева труб снаружи, можно использовать для прокладки внутри. Этот момент уточняйте у продавца-консультанта!
Следующее, на что нужно обратить внимание при выборе греющего электрокабеля для водопровода и водостока — температурный класс. Низкотемпературный проводник может нагреваться до 65˚C, при этом его удельная мощность нагрева составляет не более 15 Вт/м. Такой тип исполнения лучше выбрать для защиты небольших по диаметру труб от замерзания. Среднетемпературный термокабель нагревается максимум до 120˚C и обладает мощностью от 10 до 33 Вт на погонный метр. Его лучше выбрать для водостоков, труб среднего диаметра, а также обогрева кровли. Высокотемпературный греющий кабель может достигать температуры 190˚C при удельной мощности 15–95 Вт/м. Для частного дома либо коттеджа такой тип исполнения не подойдет, его выбор рационален для промышленных условий, обогрева труб большого диаметра.
Ознакомившись с мощностями и применением термокабеля возникает вопрос, а какие характеристики должны быть у проводника для определенного диаметра трубы. Так вот мы рекомендуем выбрать греющий кабель, ориентируясь на следующие показатели:
- диаметр трубы от 15 до 25 мм — мощность 10 Вт/м;
- 25-40 мм — 16 Вт/м;
- 40–60 мм — 24 Вт/м;
- 60–80 мм — 30 Вт/м;
- >80 мм — 40 Вт/м.
Важно! К выбору мощности нагревательного кабеля нужно подойти ответственно. Недостаточная мощность приведет к тому, что система обогрева не справится со своей работой, а завышенные показатели негативно отобразятся на расходе электроэнергии.
Ну и последнее, что хотелось бы посоветовать — обращайте внимание на фирму продукции. Лучшие производители греющего кабеля: Devi, Nelson, Raychem, Lavita, Ensto. Также отечественный бренд зарекомендовал себя хорошо — ССТ (Теплолюкс).
Вот и все, что хотелось рассказать вам о том, как выбрать греющий кабель для водопровода и водостока. Надеемся, наши советы по выбору были для вас полезными!
Рекомендуем также прочитать:
☼remontostroitel.blogspot.com
Саморегулирующийся греющий кабель. Виды греющих кабелей, конструкция и применение
Предотвратить замерзание и выход из строя водопроводных труб, проложенных выше глубины промерзания или проходящих в неотапливаемых помещениях, вводы трубопроводов, а также обмерзание кровли и водостоков – все эти проблемы можно решить, применив греющие кабеля.
Греющие кабеля, предлагаемые строительным рынком, значительно отличаются. Разное устройство, принцип работы и стоимость. Три типа греющих кабелей:
Резистивный. Нагревательный кабель, рассчитанный на определенное напряжение питания и погонную мощность. Длина кабеля (сопротивление) расчетные, поэтому укоротить или удлинить этот тип кабеля не получится. Поэтому кабель поставляется только в виде готовых секций определенных длин и сопротивлений. Может иметь как одну токопроводящую жилу, так и две. Если кабель выполнен одножильным, то к источнику питания его подключают обеими концами, что предполагает ограничения при разработке проекта, поскольку длина кабеля расчетная и изменить ее нельзя. Двужильный кабель запитывают одним концом, а второй имеет заводскую муфту – для монтажа этот вариант удобнее.
Более дорогие виды резистивного кабеля имеют оболочку из минеральной изоляции и способны выдерживать температуры нагрева в пределах 600⁰С. Самый дешевый вид греющего кабеля, но по электропотреблению самый невыгодный, поскольку, будучи подключенным к питанию, работает только на полную мощность. При перехлестах в очень тесном пространстве может перегреться и перегореть.
Применение – целесообразно для больших площадей – площадка, пандус, кровля, система теплого пола, а также линейные протяженные участки лоткового водоотвода. Задачу антиобледенения резистивный кабель решает, но экономя на его стоимости, следует помнить, что электроэнергии такой кабель потребляет значительно больше, чем саморегулирующийся. В случае, когда обогрев нужно поддерживать долгую зиму, а не пиковые несколько дней или часов, то его применять невыгодно.
Секционный кабель, называемый также зональным. Отличия от резистивного кабеля по сути нет – относительно принципа работы. Но конструкционные отличия дают новую возможность – разрезать секционный кабель по длине, нужной для монтажа. Представляет собой двухжильный кабель, обе жилы которого находятся в одной оболочке, а нагревательным элементом служит спиральная намотка, соединенная с токопроводящими жилами в расчетном интервале. Материал намотки – высокорезистивный сплав. Область применения зональных кабелей та же – обогрев. Но обогревать ими рационально не только большие, но и очень ограниченные площади и участки сложных конфигураций. Обледенение карнизов, «опасные» сосульки, лед на ступеньках крыльца, тротуаре и дорожках – все эти проблемы и многие другие можно решить, применив зональный кабель. Также используется для устройства теплого пола, обогрева гаража, зимнего сада и теплицы, балкона, цокольного помещения… и т.д.
Саморегулирующийся кабель. По конструкции – это гибкий термоэлектрический нагреватель, или ТЭН. Наружная изоляция – полимерный материал, под изоляцией экранирующая оплетка из металла, она же заземляющая, и выполняющая задачу защиты кабеля от механических воздействий. Под металлической оплеткой находится обмотка из термопластика, которая, в свою очередь, является надежной оболочкой для двух витых проводников (медные жилы сечением 0,5-1,25 мм2) и токопроводящей матрицы, в основе которой микродисперсный графит.
Когда кабель подключают к источнику питания, матрица нагревается и расширяется по действием электрического напряжения. В результате температурного расширения зерна графитового порошка перестают контактировать между собой, их микроконтакты разрываются, а сопротивление кабеля повышается, тем самым приостанавливая нагрев. Как только температура снижается, происходит обратный процесс – сжатие матрицы и соединение частиц графита обеспечивают контакт, и тепловыделение идет по новому циклу. Матрица может состоять также из полимеров на основе углерода, но принцип действия тот же.
Процессы расширения и сжатия матрицы происходят по всей протяженности саморегулирующегося кабеля независимо от расположения. Энергопотребление идет лишь на тех участках, где есть необходимость поддерживать заданную температуру. Расход электроэнергии всегда оптимальный, а ее экономия при этом существенная. Кроме того, данная технология электропрогрева дает возможность не зависеть от скачков напряжения. Кабель возможно резать той длины, какая нужна для конкретной цели, его можно перехлестывать при монтаже или укладывать внахлест, в отличие от резистентного кабеля, который может перегореть от избыточного нагрева при перехлесте. Для того, чтобы защитить от промерзания запорную и регулирующую арматуру, перехлест как раз очень удобный метод прокладки кабеля.
Чтобы определиться с нужной мощностью саморегулирующегося кабеля, нужно учесть факторы: тип конструкции, ее протяженность или площадь, для труб – диаметр и примененную теплоизоляцию, а также минимальные температуры среды, средние и пиковые. Производители предоставляют таблицы и инструкции для расчета. Пример упрощенного расчета: исходные данные – труба длиной 10 м, кабель будет смонтирован поверх трубы. Необходимая мощность около 16 Вт/ пог. м. При монтаже кабеля внутри водопроводных труб требуется меньшая мощность, поскольку теплопотери меньше – около 10 Вт/ пог. м.
Монтаж кабеля внутри трубы делают в случаях, когда отсутствует прямой доступ к трубопроводам, например, водопроводная труба проходит в земле или в футляре. Для монтажа в трубопровод, поставляющий питьевую воду, применяется кабель, соответствующий санитарно-эпидемиологическим нормам (СанПиН), о подтверждении данного соответствия у продавцов должен иметься сертификат.
Монтаж греющего кабеля внутри трубы
Для монтажа внутри трубы понадобится дополнительно переходник — муфта соответственного диаметра. Через этот переходник будет проходить греющий кабель. Вывод кабеля через запорную арматуру делать ни в коем случае нельзя. Устанавливать греющий кабель возможно только в трубы диаметром не меньше 40 мм.
Для того, чтобы исключить замерзание трубопровода на вводе в дом, достаточно завести в трубу греющий кабель от ввода на глубину промерзания грунта, необходимая длина кабеля при этом составит: величина глубины промерзания + высота ввода + расстояние от уровня пола.
Монтаж греющего кабеля поверх трубы
- Линейный способ. Применяется для труб диаметром до 30 мм, поскольку у саморегулирующегося кабеля имеется ограничение по радиусу изгиба. Укладывают кабель вдоль водопроводных труб, возможна укладка двух кабелей параллельно, по противоположным сторонам трубы.
- Второй метод – монтировать греющий кабель волнообразно, применяют такое крепление для труб среднего диаметра.
- Для труб среднего и большого диаметра греющий кабель укладывают и крепят по спирали.
Для всех способов монтажа кабеля применяют алюминиевый скотч. Обмотка полипропиленовой трубы скотчем до фиксации кабеля позволит избежать местного перегрева труб и обеспечит равномерность распределения тепла. Закрепляют греющий кабель через 0,3-0,4 м самоклеящимися теплостойкими монтажными лентами, кабельные обоймы и проволока недопустимы. После того, как греющий кабель закреплен, целесообразно дополнительно выполнить обмотку всех элементов алюминиевым скотчем и заключить весь трубопровод в теплоизоляционную скорлупу.
Плюсы и минусы саморегулирующегося кабеля
- Регулировка режима подогрева автоматическая.
- Ограничение по максимальной длине кабеля от 150 до 200 м (у разных производителей), это позволяет обогревать большие протяженности и площадь.
- Кабель можно нарезать на длины, нужные для монтажа на конкретный участок.
- Кабель не перегревается и не перегорает при монтаже нахлестом и вперехлест, а также при скачках напряжения.
- По стоимость саморегулирующийся кабель значительно дороже секционного и резистивного видов кабеля.
- Нагрузка при старте превышает рабочую нагрузку до 1,5.
- Показатель мощности постепенно снижается в процессе эксплуатации, и служит саморегулирующийся кабель меньше, чем остальные виды.
Визуально распознать качественный кабель под силу только специалисту, и при засилье на рынке товаров, не соответствующих качеству, выход один – покупать товар надежной торговой марки у официального производителя.
stroyfora.ru
Греющий кабель как теплый пол
03.08.2017 / Автор: admin
Система отопления «теплый пол» давно доказала свою эффективность и комфорт, поэтому широко применяется во всем мире. Принципиальным является вопрос, какой источник энергии используется для получения тепла? Пока существует современная разница в ценах на энергоносители, человеку дешевле сжигать твердое топливо или углеводороды, нагревать полученным теплом воду, а потом уже прокачивать ее по трубам теплого пола. Но гораздо удобнее использовать греющий кабель как теплый пол, а не сложную систему трубопроводов, коллекторных узлов и насосов. Доминирование углеводородов на энергетическом рынке не будет вечным, и более удобная для передачи и применения электрическая энергия неизбежно будет применяться для отопления все шире.
Греющий кабель как теплый пол
Теоретический ликбез кабельного обогрева
Как известно из школьного курса физики, электрический ток — это не что иное, как направленное движение заряженных частиц под воздействием электрического поля. Если какое-либо вещество имеет такие свободные заряженные частицы, которые смогут двигаться, то его называют проводником, а если нет, то диэлектриком. Те вещества, которые могут менять количество частиц в зависимости от каких-то внешних факторов называют полупроводниками. В привычных металлах заряд переносят электроны, в электролитах – катионы и анионы, а в газах электроны и ионы.
Любой проводник не пропускает поток заряженных частиц беспрепятственно, а оказывает ему определенное сопротивление, которое физически объясняется тем, что частицы сталкиваются с атомами проводника, «расшатывают» их, теряя свою энергию, и в результате энергия электрического тока частично преобразуется во внутреннюю энергию проводника, что выражается в его нагреве.
Способность проводника сопротивляться протеканию электрического тока совершенно логично назвали сопротивлением.
В основе греющих кабелей лежит свойство проводников, имеющих сопротивление, нагреваться при протекании электрического тока
Как видно из формулы, сопротивление зависит от удельного сопротивления, которое относится к справочным данным (оно неизменно для конкретного материала), длины проводника и площади его поперечного сечения. Удельные сопротивления различных проводников можно посмотреть в таблице.
Удельное сопротивление основных проводников
Очевидно, что для передачи электрической энергии нужно применять материалы, имеющие наименьшее удельное сопротивление — тогда и процент потерь будет низок. Это алюминий, медь и сталь большого сечения для изготовления кабелей, проводов, линий электропередач. В электронике применяются: серебро, золото, олово, платина.
Если проводники будут использоваться для нагрева, то вредные для передачи потери энергии свойства оказываются очень полезными для получения тепла, поэтому и выбираются материалы с большим удельным сопротивлением: вольфрам, нихром, оцинкованная сталь, различные сплавы, которые производитель нагревателей может держать в секрете.
Для оценки количества тепловой энергии, которую может выделить проводник при протекании через него электрического тока, применяется закон Джоуля — Ленца, открытый еще в XIX веке.
Закон Джоуля — Ленца
Согласно этому закону, количество теплоты Q равно работе A, и оно напрямую зависит от квадрата силы тока – I, сопротивления – R, и промежутка времени Δt.
Из приведенной схемы видно, что в замкнутой цепи течет ток, измеряемый амперметром, причем он будет одинаков на каждом ее участке. В резервуаре с водой находится нагревательный элемент R, сопротивление которого больше других проводников настолько, что ими просто можно пренебречь. Согласно закона Джоуля — Ленца, на сопротивлении R, будет выделяться определенное количество теплоты, она начнет подогревать воду в резервуаре, тогда как на других участках цепи тепло не выделится. Реостатом можно изменять ток в цепи, соответственно будет меняться количество выделенного тепла.
Схема опыта, подтверждающего действие закона Джоуля — Ленца
Именно действие этого закона мы видим на примере электрочайников, утюгов, бойлеров, где сопротивление их термоэлектрических нагревателей – ТЭН, гораздо больше, чем электропроводки. Поэтому и тепла они выделяют больше. Греющий кабель представляет собой тот же ТЭН, только имеющий большую длину, поэтому выделение тепла происходит не локально, а по всей длине кабеля. Выделенное кабелем тепло передается на строительные конструкции, в том числе на покрытие пола. Греющие кабеля могут прокладываться в материале стяжки, в плиточном клее, в специальных сборках из металла. Подводящие силовые кабеля, имеющие низкое сопротивление, называют «холодными» или монтажными концами.
Классификация нагревательных кабелей
Казалось бы, чего проще? Надо взять материал, имеющий высокое удельное сопротивление, сделать из него кабель, подсчитать выделяемое им тепло и все готово. Но на деле это все далеко не так, нагревающие кабеля должны отвечать набору определенных требований, о которых будет рассказано ниже.
В кабельных системах обогрева (КСО) могут применяться совершенно разные по конструкции, применяемым материалам, удельной мощности кабеля, в зависимости от назначения:
- Отопление помещения. Прежде всего, используется система «теплый пол», но еще применяют и теплые стены и даже теплый потолок. Обычно электрические теплые полы делают для комфорта или дополнительного отопления в довесок основной системе. В качестве основного источника тепла их применение не рекомендуется из-за нерентабельности и в большинстве случаев недопустимо, так как никакая электроснабжающая организация не выдаст разрешения на выделенную мощность.
По теплому полу комфортно не только ходить, но и сидеть на нем
- Обогрев кровли и водостоков эффективнее всего при помощи нагревательных кабелей, так как они спасают от дорогостоящего ремонта крыши, а также исключают травматизм от падающих сосулек.
Обогрев кровли продлевает ее срок службы
- Обогрев крыльца, лестниц, пандусов, въезда в гараж, пространства под воротами въезда на территорию дома. В зимнее время выгоды от комфорта и безопасности при применении КСО в этих местах ощутимы.
На обогреваемом крыльце никогда не будет скользко
- Обогрев трубопроводов в частных домах. Трубы всегда необходимо прокладывать ниже глубины промерзания грунта, но бывает, что в местах выхода, прохода через фундамент, даже теплоизоляция не помогает уберечь трубы от промерзания. Нагревательные кабели – лучшее спасение.
Обогрев труб
Резистивный греющий кабель
В самом названии этого вида кабеля имеется в виду, что он представляет собой резистивную нагрузку — своего рода вытянутый проводник, имеющий постоянное сопротивление, которое больше, чем сопротивление «холодных кабелей»: силовых и монтажных. Нагрев происходит проводящими медными или из специального сплава, нагревательными жилами, заключенными в изоляцию. Поверх изоляции обязательно применен экран из медной оплетки или фольгированной оболочки вместе с дренажной жилой.
Экран выполняет очень важные функции:
- Экран уменьшает электромагнитное излучение, которое свойственно любым проводникам с током, особенно переменным.
- Экран подключен к заземлению (проводнику PE), которое является частью системы уравнивания потенциалов (СУП). Если произойдет пробой изоляции, то токи утечки замкнутся на экран, и уйдут в землю, что защитит человека от поражения электрическим током. Дополнительно это вызовет срабатывание автоматических выключателей и устройств защитного отключения (УЗО).
Резистивные кабели по своему исполнению бывают:
Строение резистивных греющих кабелей
- Одножильный резистивный кабель – для нагревания используется одна токопроводящая жила. Это самый недорогой вид греющих кабелей требует тщательной укладки, так как начало и конец этого кабеля должны сходится в одной точке и подключаться к специальным регулирующим устройствам – термостатам.
- Двухжильный нагревательный кабель в центральной части имеет две жилы, заключенные в экран. При этом либо обе жилы могут быть нагревательными, либо одна жила нагревательная, а другая питающая или как ее называют – возвратная. На конце секции двухжильного кабеля есть специальная концевая муфта, соединяющая две нагревательные жилы и изолирующая кабель. Преимущества двухжильного кабеля очевидны — для его укладки его просто надо уложить по схеме змейкой, без надобности возвращать назад к термостату. Уровень электромагнитного излучения у двухжильного кабеля гораздо меньше, чем одножильного, так как в греющих жилах токи текут встречно. Очевидно, что такие кабели дороже.
Резистивные кабели продаются готовыми секциями, имеющими фиксированную длину, которую категорически нельзя изменять. Почему? Дело в том, что важнейшей характеристикой любого греющего кабеля является удельная мощность, выделяемая одним погонным метром кабеля. Она должна быть в диапазоне 10—20 Вт/м и ни в коем случае не больше, так как это приведет к перегреву кабеля и выходу его из строя. Например, при укорачивании резистивного кабеля вдвое, сопротивление уменьшается наполовину, что по закону Джоуля-Ленца ведет к двухкратному росту количества теплоты, а на это не рассчитан материал кабеля.
Комлект резистивного кабеля фиксированной длины вместе с монтажным комплектом
Длину секции подбирают исходя из расчетов. Производители выпускают комплекты с длиной секции от 10 до 110 метров, так что подобрать требуемый кабель с нужной удельной мощностью всегда возможно. Существуют резистивные кабели на катушках, с которых можно отрезать любую длину, но это прерогатива специалистов способных делать нужные расчеты.
Преимущества резистивного греющего кабеля:
- Разумная стоимость.
- Постоянство характеристик.
- Отсутствие пусковых токов не требует применения специальных автоматических выключателей типа C.
Недостатками резистивного кабеля являются:
- При неграмотном монтаже есть опасность локального перегрева, что приведет к выходу из строя кабеля.
- Невозможность уменьшать длину греющего кабеля без изменения характеристик.
- Кабелю нужно обеспечить нужные параметры теплоотдачи.
Резистивный зональный (секционный) кабель
Эволюцией развития резистивных греющих кабелей стало изобретение зонального (секционного) кабеля, в котором по центру проходят два проводника низкого сопротивления, заключенных в изоляцию. Поверх проводников намотана спираль из проволоки с высоким сопротивлением. Через определенный промежуток (обычно 1 метр) эта проволока подключается попеременно к одному, а затем к другому центральному проводнику. Очевидно, что в этом случае каждый участок (зона) будет представлять собой независимый от других нагревательный элемент, подобно параллельному подключению резисторов.
Фотогалерея (11 фото)
www.sanyo-electric.ru
Резистивный греющий кабель постоянного сопротивления
empstenup/ Март 20, 2018/ Интересное/ 0 comments
Владельцам частных домов не понаслышке знакома проблема обледенения крыльца и садовых дорожек в зимний период. Вариантов решения этой ситуации существует немало. Но наиболее эффективным считается монтирование на ступеньки нагревательного кабеля. Эту процедуру можно сделать и на бетоне, и на тротуарной плитке.
Установка резистивного греющего кабеля обеспечивает целый ряд преимуществ:
- минимальная вероятность травмирования людей;
- чистые и сухие ступеньки, дорожки в течение всей зимы;
- отсутствие риска повреждения плитки в ходе чистки;
- продлевается срок службы строительных материалов.
Затраты на монтаж не очень велики, а установив саморегулирующийся нагревательный кабель, о перерасходе электроэнергии также не придется беспокоиться. Алгоритм работы такого изделия цикличный: он автоматически включается и выключается при достижении нужной температуры. Сам кабель имеет две медные жилы, между которыми располагается нагревательная матрица. Внешняя оболочка изделия надежная, состоит из двойного изоляционного слоя.
При включении тока полимер нагревается, и кабель начинает излучать тепло. Осуществляя обогрев крыльца, кабель реагирует на его температуру.
Как только бетонная поверхность достигает оптимальной температуры, нагревательный элемент прекращает излучать тепло. Кабель охлаждается. При понижении температуры он снова начинает продуцировать тепло.
Двужильные кабели успешно применяются не только для обогрева ступенек крыльца и садовых дорожек. С их помощью уже давно обустраиваются системы нагрева кровли, уличных площадок, парковок, полов в холодильных отсеках, гаражах и подвалах. Такие изделия очень удобны тем, что позволяют регулировать не только площадь, но и длину укладки. При необходимости изделие можно резать на куски различной длины. Для владельцев «узорных» ступенек этот факт очень важен, и значительно упрощает процесс монтажа.
При монтаже обогрева ступенек крыльца кабель укладывается рядами. Расстояние между ними не должно быть менее 7-8 см. Производители двужильных кабелей постоянно совершенствуют свою продукцию. Одним из новшеств на рынке стали нагревательные маты. Они представляют собой полимерную подложку, на которой уже надежно зафиксированы греющие элементы в определенном порядке. Их использование избавляет от необходимости производить кропотливые расчеты перед укладкой изделия на подготовленную поверхность.
lost-empire.ru