Нагревательный кабель — это… Что такое Нагревательный кабель?
Кабельная система обогрева — система, преобразующая электроэнергию в тепло за счёт теплового действия тока в нагревательных элементах, выполненных в виде специальных кабелей.
Устройство
Система обогрева состоит из одного или нескольких отрезков нагревательного кабеля и, возможно, термостата и датчика температуры.
Кабель
Различают резистивные и саморегулирующиеся кабели. Резистивный кабель представляет собой один или два тонких металлических спиралевидных проводника, заключённые в изоляцию. Такой кабель относительно дёшев, но выпускается отрезками с наперёд выбранными длиной и сопротивлением, поэтому его невозможно резать на произвольную длину. Однопроводный кабель подключается обоими концами. Для двухпроводных кабелей возможно подключение с одного конца, при этом на втором конце проводники соединяются накоротко и изолируются. Во многих случаях возможность подключения с одного конца обеспечивает преимущество, поскольку при этом требуется меньшая длина подводящих кабелей. Плюсом является низкая стоимость, отсутствие пусковых токов, постоянство мощности по времени. Развитием этой идеи является секционный (зональный) нагревательный кабель. Вдоль такого кабеля идут два проводника низкого сопротивления, а между ними с определённым шагом подключаются короткие отрезки спиралевидных нагревательных проводников. Такой кабель дороже и толще обычного двухпроводного, его можно свободно резать с определённым шагом, он подключается с одного конца. Недостатки — возможность локального перегрева кабеля, появление при монтаже холодных зон в начале и конце контура. Преимуществами являются невысокая стоимость, отсутствие пусковых токов, постоянство мощности по времени, более технологичный монтаж по сравнению с резистивным кабелем, высокая надёжность нагревательного контура, так как при повреждении или локальном перегреве и выхода одной или несколько греющих зон из строя у кабеля не работает только повреждённая зона. Саморегулирующийся кабель содержит два неизолированных проводника, заключённые в специальную пластмассу. В зависимости от температуры сопротивление пластмассы изменяется, что позволяет кабелю регулировать выдачу тепла в каждой точке длины самостоятельно. Такие кабели выпускают «настроенными» на определённую температуру, например, температуру таяния льда. Для классификации таких кабелей применяют два показателя: первый показатель — мощность погонного метра кабеля при 10 °С, второй показатель — мощность кабеля во льду или в воде. Саморегулирующиеся кабели очень надёжны, экономичны, при монтаже их можно нарезать на необходимые длины, при некачественном монтаже переходных и концевых муфт и попадании влаги на тепловыделяющую матрицу возможен выход кабеля из строя. К кабелям для систем обогрева в большинстве случаев предъявляются повышенные требования. При использовании для систем обогрева необходимо обеспечить высочайший уровень электробезопасности, поэтому кабели для таких применений имеют экран из металлической или медной сетки между внешней изоляцией и изоляцией жил, этот экран следует заземлять. Для использования на открытом воздухе изоляция кабеля должна быть устойчива к действию ультрафиолетового излучения Солнца.
Управляющая аппаратура
Резистивные кабели дают всегда примерно одну и ту же мощность тепла, поэтому для получения требуемой температуры их используют совместно с термостатами и датчиками, которые измеряют температуру воздуха в помещении, грунта или кровли (в зависимости от назначения системы).
Применение
Кабельные системы обогрева находят широчайшее применение. Их преимуществами являются малые габаритные размеры кабеля и широкие возможности по передаче электроэнергии. Примерами применений являются:
- Тёплый пол. Кабель устанавливается под покрытием пола либо в нижележащий слой бетона, либо в специальную металлическую сборку. Такая система повышает комфортность помещения и может использоваться как самостоятельная система отопления.
- Подогрев твердеющего бетона. Твердение бетонной массы требует поддержания определённых температур, что может быть затруднительно в холодное время года. Возможно крепление нагревательного кабеля к арматуре будущего железобетонного изделия. В таком случае используется относительно дешёвый кабель с минимальной изоляцией, который затем так и остаётся в изделии.
- Обогрев зеркал. В помещениях с повышенной влажностью на более холодную поверхность зеркал выпадает конденсат, что затрудняет пользование зеркалами. Размещение кабельной системы обогрева за стеклом зеркала позволяет решить эту проблему.
- Защита труб от промерзания. Трубы, которым угрожает промерзание, предпочтительно заключать в теплоизоляция, которая замедляет охлаждение трубы. В ряде случаев потери тепла столь сильны, что эффективнее не усиливать теплоизоляцию, а компенсировать потери подогревом. В таком случае нагревательный кабель укладывается вдоль трубы (возможно, навивается на неё), а затем они вместе с трубой заключаются в теплоизоляцию.
- Поддержание постоянной температуры технологических жидкостей и воды в пищевой, химической, нефтяной промышленности.
- Растапливание снега и льда. Обледенение лестниц, пандусов, кровель и водосточных труб можно устранить путём растапливания снега и льда и увода талой воды с обогреваемой поверхности. Для лестниц и пандусов кабель монтируется под их покрытие, для кровель — от свеса крыши до снегозадержания, внутри водосточных желобов, для водосточных труб — внутри труб по всей их длины и вплоть до ливневой канализации (если есть). Также обогреваются ендовы, места примыкания к «тёплым» стенам. Такая система используется в автоматическом режиме с применением метеостанции или термостата с датчиками температуры, она настраивается на обогрев в условиях, когда есть риск обледенения (температуры вблизи нуля по Цельсию — от -12 до +3).
Преимущества
Главным преимуществом кабельных систем является относительно малое сечение кабелей, благодаря чему добавление таких систем мало увеличивает габариты конструкций, в которые они устанавливаются. Кроме того, энергия в такие системы подаётся также с помощью относительно тонких кабелей, которые легко монтируются, в результате их монтаж проще, чем систем на основе горячей воды. Потери энергии в таких системах значительно меньше, чем в системах с горячей водой, поскольку подводящие кабели выполняются с низким сопротивлением и потери на нагрев в них ничтожны, в то время как горячая вода более заметно охлаждается при передаче.
Недостатки
Слабым местом кабельных систем является электробезопасность. При их монтаже необходимо соблюдать серьёзные меры предосторожности и обеспечивать правильное подключение всех компонентов (включая заземление), правильную укладку и защиту кабелей от механических повреждений. Также нагревательные кабели в ряде случаев могут перегреваться и выходить из строя или провоцировать пожар. Особенно этот недостаток присущ резистивным кабелям. Поэтому укладка кабеля должна обеспечивать ему достаточное охлаждение, предотвращать перехлёст отрезков кабеля, чтобы даже в крайних случаях перегрев был невозможен. Системы на основе исправного саморегулирующегося кабеля лишены такого недостатка, поскольку в месте пересечения им не грозит зональный перегрев: их греющие элементы снижают выделяемую мощность и исключают угрозу перегрева. Однако нужно понимать, что саморегулирующийся кабель может иметь скрытые дефекты, изменяющие свойства его материалов, в результате полностью исключить угрозу перегрева невозможно и поэтому при укладке любого кабеля необходимо заботиться об охлаждении. Для сравнения, системы на основе горячей воды лишены такого недостатка, поскольку их трубопроводы не могут нагреваться выше температуры сетевой воды.
Примеры выбора мощности
Необходимая мощность для обогрева кровли в российских условиях составляет от 150 до 250 Вт/м. Для обогрева водостоков и желобов необходимая мощность — от 25 до 40 Вт/м. Обогреваемая площадь свеса кровли у двухэтажного здания размером 10×10 м составляет примерно 28 м², длина желобов и водостоков — около 70 м, в этом случае потребляемая мощность составит примерно 6,5 кВт.
Wikimedia Foundation. 2010.
dic.academic.ru
Нагревательный кабель: два типа нагревательного кабеля
Нагревательный кабель производят различные компании, как зарубежные, так и отечественные. Разобраться в этом многообразии однотипного товара довольно сложно. В этой статье основные характеристики двух типов нагревательного кабеля. Кабельная система обогрева, это не только нагревательный кабель, но и «холодные провода», которыми подключают систему к электрической сети. Нагревательный кабель соединяется с «холодными проводами» при помощи специальной соединительной муфты.
Вступление
Нагревательный кабель это название электрического кабеля, используемого для обогрева в системах теплых полов, обогрева крыш, кровель, водостоков, наружного водопровода и канализации. Различают два типа нагревательного кабеля о которых пойдет речь дальше.
Важно! Кабельная система обогрева, это не только нагревательный кабель, но и «холодный провод», которым подключают систему к электрической сети. Нагревательный кабель соединяется с «холодным проводом» при помощи специальной соединительной муфты.
Резистивный и саморегулирующийся нагревательные кабели
В системах теплого пола используют два типа нагревательного кабеля:
- резистивный нагревательный кабель;
- саморегулирующийся нагревательный кабель.
Поговорим о плюсах и минусах обоих видов.
Резистивный нагревательный кабель
Название «резистивный» происходит от слова resistance – сопротивление, а сами резистивные кабели представляют из себя кабели с постоянным сопротивлением. Нагревательная жила является основным элементом резистивного кабеля. Электроэнергия проходящая по нагревательной жиле преобразуется в тепло, за счет эффекта Джоуля-Ленца, с минимальными потерями, равномерно по всей длине. Поверх такой жилы расположены слои изоляции, металлическая оплетка, как элемент заземления и выполняющая функции экранирующего элемента для электромагнитных полей. Самым верхним слоем является защитная оболочка.
Резистивный кабель бывает одножильным и двужильным.
Одножильный резистивный нагревательный кабель
Одножильный резистивный нагревательный кабель имеет только одну нагревательную жилу по всей длине и подключать такой кабель необходимо с обоих концов, так как ток может протекать только в замкнутой цепи. Подключив провод к сети, нужно расположить витки по всей поверхности пола так, чтобы второй конец кабеля вернулся в отправную точку, то есть оба конца кабеля нужно свести в одну точку.
При всей простоте такой укладки, возникает такой минус, как электромагнитное поле. Экранирующая оплетка борется с этим явлением довольно успешно и излучение такой системы ниже допустимого уровня, но при применении двухжильного резистивного кабеля результат снижения электромагнитного излучения гораздо лучше.
К преимуществу одножильного резистивного кабеля можно отнести его сравнительно невысокую стоимость.
Двухжильный резистивный кабель
В этом виде нагревательный кабель помимо нагревательной жилы присутствует еще и вторая жила – токопроводящая. Провода проходят параллельно , а токи будут течь в разные стороны, за счет чего происходит взаимная компенсация электромагнитных полей, что значительно снижает излучение, по сравнению с одножильным резистивным кабелем. Подключается двухжильный кабель с одного конца, а на втором крепится специальная муфта. Этот кабель удобнее одножильного при монтаже, но и дороже.
Двужильный кабель предпочтительнее для жилых помещений, т.к. почти не создает электрических полей.
Плюсы резистивного кабеля
Низкая стоимость, простота конструкции и малое время монтажа нагревательных секций на объекте отличает резистивный кабель. Такой кабель достаточно эластичен и принимает любую форму, с любым радиусом изгиба. Так же этот кабель можно укладывать в несколько слоев.
Недостатки резистивного кабеля
К недостаткам резистивного кабеля относится необходимость использовать секции определенной длины, что усложняет проектирование и монтаж системы.
Места соединения «горячего» и «холодного» концов кабеля испытывают тепловые напряжения и от качества муфты зависит долговечность всей системы. Как показывает практика, муфта – самое критичное место в системе «теплый пол».
Так же при плохом контакте нагревательного провода со стяжкой, или в случае, когда поверхность пола заставлена мебелью, кабель может перегреваться, что не лучшим образом влияет на срок эксплуатации теплого пола.
Еще один момент, о котором следует упомянуть. В системе используется датчик температуры, который закладывается в стяжку и передает информацию на термостат. Если Вы накрыли место, где находится датчик температуры ковриком, или поставили мебель, то о корректной работе системы говорить не приходится.
Саморегулирующийся кабель
Саморегулирующийся кабель обладает свойством изменять мощность на любом своем участке в зависимости от условий, в которых он работает. В качестве нагревательного элемента в саморегулирующемся кабеле выступает полимерная матрица.
Строение кабеля напоминает двухжильный резистивный, но в отличии от первого, в саморегулирующемся кабеле обе жилы не нагревательные, а токопроводящие. Между этими жилами расположен полимерный материал, который и выполняет функции нагревательного элемента. Сопротивление полимерной матрицы очень сильно зависит от ее температуры. Если какой то участок перегревается, его сопротивление увеличивается, что приводит к снижению силы тока и тепловыделения. Этот эффект возникает только в месте перерегрева, а остальной кабель по прежнему нормально работает.Использование саморегулирующегося кабеля для устройства теплого пола даёт неоспоримые преимущества, но обычно стоит в несколько раз дороже варианта с резистивным кабелем.
Специально для сайта: Все про ремонт квартиры
Другие статьи раздела: Ремонт пола
похожие статьи:
www.otdelochnik24.ru
Нагревательный кабель — ТеплоВики — энциклопедия отопления
Материал из ТеплоВики — энциклопедия отоплении
Нагревательный кабель (греющий кабель) – это проводник высокого сопротивления, нагревающийся при прохождении по нему электрического тока. Является основным элементом систем кабельного обогрева, широко применяемых для решения проблем обогрева в промышленности и быту. Спектр применения нагревательного кабеля – от подогрева полов в жилых помещениях до поддержания температурного режима в трубопроводах неограниченной длины.
Внешне нагревательные кабели напоминают обычные коаксиальные проводники, предназначенные для передачи телевизионных сигналов. В продажу они поступают в виде нагревательных секций (бухт) фиксированной длины, рассчитанных на определенную площадь, то есть готовые нагревательные секции нельзя сделать короче или длиннее. Длина «
Описание
Это специфический вид кабельных изделий, которые выполняют функцию приемника электроэнергии, а не передающей линии. В основе принципа работы нагревательного кабеля – преобразование электрической энергии в тепловую энергию. Преобразование электричества в тепло происходит оптимальным и экономичным способом, без использования топлива или окислителя. Основным параметром нагревательного кабеля является удельное тепловыделение (Вт/м), то есть мощность, выделяемая на единицу длины.
Главный конструктивный элемент кабеля – внутренняя жила, изготовленная из специального сплава с высоким электрическим сопротивлением. Снаружи ее защищает оболочка из полимерного изоляционного материала с экранирующей сеткой из медной проволоки или сплошного алюминиевого экрана. Все это располагается в поливинилхлоридной оболочке, обеспечивающей надежную защиту от внешней среды.
Жилы изготавливают из стали, меди с никелевым покрытием или нихрома. Для изоляции нагревательного элемента используют стекловолокно, кремнийорганическую резину, слюду, фторполимеры, для защитных оплеток – луженую или никелированную медную проволоку, а также нержавеющую стальную проволоку. Наружную оболочку изготавливают из устойчивого к коррозии полимера.
Класификация нагревательных кабелей
Нагревательные кабели могут иметь:
- одну жилу;
- несколько жил;
Нагревательные кабели имеют достаточно развитую номенклатуру и находят применение в самых разнообразных установках и устройствах. По схеме тепловыделения они подразделяются на:
Двухжильный нагревательный кабельОдножильный нагревательный кабель
Одножильный кабель недорогой по цене и простой по конструкции, но у него есть существенный недостаток – электромагнитное излучение.
Двухжильный кабель
В двужильном кабеле имеется токопроводящая жила, за счет которой уровень излучения снижается.
Резистивные кабели
Резистивные кабели делятся на:
- линейные;
- зональные.
Линейный резистивный кабель
В линейных тепло выделяется за счет эффекта Джоуля-Ленца при прохождении тока по нагревательной жиле. Кабель сконструирован таким образом, что в нагревательной жиле происходит полное падение приложенного напряжения, но не происходит перегрева выше допустимого значения. Длина секции может быть до нескольких сотен метров. Кабель такого типа бывает одножильным, двужильным или может иметь несколько нагревательных жил линейной или спиральной формы. Произвольная резка такого кабеля не допускается.
Зональный резистивный кабель
Принцип действия резистивных зональных кабелей такой же, различия имеются в их конструктивном исполнении. В зональном кабеле располагаются две параллельные изолированные токопроводящие жилы. В изоляции токопроводящих жил имеются «окна», смещенные по отношению друг к другу с заданным шагом. Поверх токопроводящих жил накладывают тонкую проволочную спираль из сплава высокого сопротивления. В «окнах» происходит замыкание спирали на жилы, а кабель становится набором резисторов, параллельно подключенных к токопроводящим жилам. Зональный кабель можно разрезать на секции, минимальная длина составляет 1,5 — 2 м, максимальную длину определяют сечением токопроводящих жил и линейной мощностью. Зональные кабели называют кабелями постоянной мощности, так как их мощность от температуры практически не зависит.
Саморегулирующиеся нагревательные кабели
Конструкция саморегулирующегося нагревательного кабеляПо конструкции саморегулирующиеся нагревательные кабели имеют сходство с резистивными зональными кабелями. В них также имеются две параллельные токопроводящие жилы, но без изолирующего покрытия. Токопроводящие жилы заключаются в полимерную проводящую матрицу, или соединяются посредством спиральных полимерных проводящих нитей. Саморегулирование происходит за счет того, что тепловыделяющий элемент кабеля, изготовленный из полимерного проводящего материала, существенно увеличивает сопротивление в процессе нагревания. Величина ТКр полимера в 12-18 раз больше, чем у проводника из меди.
Тепловыделение кабелей может меняться по длине и зависит от температуры окружающей среды. При ее повышении сопротивление полимера возрастает, а тепловыделение падает. Это и есть эффект саморегулирования, при котором не происходит перегревания и перегорания кабеля. Саморегулирующийся кабель можно нарезать в виде секций длиной от 20 см до нескольких десятков метров.
Кабели с минеральной изоляцией
Этот вид кабелей представляет собой металлический проводник с изоляцией из оксида магния (MgО) – компактированного неорганического минерала в цельной металлической оболочке из меди, медно-никелевых сплавов, нержавеющей или жаропрочной стали.
Проводник, представляющий собой токопроводящую жилу, изготавливается из меди, медных сплавов и сплавов сопротивления. Минеральный изолятор обладает ценными физическими свойствами, обеспечивает стабильность структуры и высокие диэлектрические свойства в широком диапазоне температур. Порошкообразный оксид магния признан самым надежным и высокоэффективным изолятором с высоким коэффициентом теплопроводности.
Преимущества кабеля с минеральной изоляцией
Кабели с минеральной изоляцией и медной оболочкой обладают целым рядом преимуществ:
- Кабели этого вида характеризуются высокими механическими свойствами, которые обеспечиваются благодаря цельной механической оболочке;
- Абсолютная стойкость и герметичность в различных средах;
- Устойчивостью к действию УФ–излучения, максимальной защитой от электромагнитного излучения;
- Очень низкий коэффициент линейного расширения;
- Отличаются высокой погонной мощностью и длительным сроком эксплуатации, который составляет 60-80 лет.
Применение нагревательных кабелей
Нагревательные кабели широко применяются в быту и в промышленности.
В быту их применяют для:
В промышленности:
- Для обогрева труб и трубопроводов;
- Различных резервуаров и емкостей;
- Разогрева продуктов питания;
- Поддержания технологической температуры;
- Подогрева пола морозильных камер.
Тёплый пол
Встроенные кабельные системы Тёплый пол могут применяться для отопления жилых и производственных помещений. Характеризуются повышенным комфортом, удобной эксплуатацией и значительной экономией электроэнергии, обеспечивают равномерное и оптимальное распределение тепла. Устанавливается в конструкцию любого типа – в бетонные, деревянные и другие виды полов в толщу цементной стяжки, укладываемой под декоративным покрытием пола.
Обогрев водостоков и кровли
Обогрев водостоков при помощи нагревательных кабелей обеспечивает работоспособность системы организованного водостока в течение зимы и межсезонья, помогает решить проблему обледенения крыш, образования сосулек и обеспечивает безопасность прохожих. Кроме того, системы обогрева снижают расходы на ремонт кровли. Для обогрева кровли и водостоков чаще всего применяют саморегулирующиеся греющие кабели, которые монтируются вдоль водосточных труб и путей стока воды, на ендовах, водометах, карнизах и примыканиях.
Обогрев водопровода
Системы кабельного обогрева широко применяются для защиты трубопроводов от промерзания и повреждения. Их устанавливают снаружи или внутри трубы. Греющий кабель для водопровода подбирают так, чтобы потери тепла трубопровода не превышали выделяемого системой тепла. Кабель укладывается в один или несколько параллельных рядов. Применяется также способ укладки кабеля по спирали. Для крепления используют липкую ленту или стягивающую металлическую сетку. Снаружи трубу с кабелем обматывают фольгой.
Обогрев труб и трубопроводов в промышленности
Системы обогрева трубопроводов предохраняют не только от замерзания в них воды, но и от кристаллизации, чрезмерного загустения различных веществ и закупорки труб при перекачке нефтепродуктов, химикатов и других жидкостей. Вследствие промерзания водопроводных труб они лопаются, а трубопроводы, используемые для подачи топлива, закупориваются и выводят из строя оборудование. Для трубопроводов длиной более 150 м и трубопроводов для вязких жидкостей применяются зональные или специальные резистивные греющие кабели постоянной мощности для высоких температур. Системы кабельного обогрева компенсируют теплопотери содержимого трубопроводов и предотвращают выпадение конденсата при прохождении по тубам газообразных продуктов. Система обогрева трубопроводов состоит из нагревательной части, распределительной и информационной сети, а также системы управления.
Обогрев резервуаров и емкостей, разогрев продукта, поддержание технологической температуры
Прохождение технологической цепочки в современной промышленности требует определенного температурного режима, который обеспечивает промышленный обогрев емкостей, резервуаров и других объектов. Обогрев резервуаров и емкостей производится для поддержания необходимой температуры их содержимого – нефти, нефтепродуктов, химических веществ, пищевых продуктов и воды. Основными его задачами является технологический обогрев, предотвращение замерзания, компенсация теплопотерь и стартовый разогрев. Для обогрева резервуаров и емкостей могут использоваться все виды кабелей. Система обогрева состоит из нагревательного кабеля и аксессуаров, контрольно-распределительной сети, осуществляющей передачу сигналов и питание, и системы управления.
Подогрев пола морозильных камер
Полы в морозильных камерах находятся в постоянном взаимодействии с грунтом, который промерзает и вспучивается. В результате этого разрушается не только пол, но и само сооружение. Во избежание этого, в морозильных камерах устанавливают системы защиты грунта от промерзания. Широкое применение получили системы кабельного обогрева. Нагревательный кабель укладывается между холодной поверхностью и фундаментом. При укладке теплоизоляционных полов греющий кабель прокладывают ниже теплоизолирующего слоя. Система кабельного обогрева морозильных камер надежна, долговечна, безопасна и не требует профилактического ремонта.
Нагревательные кабели находят широкое применение во многих отраслях промышленности, их используют в устройствах самых разных размеров и мощностей – от греющих элементов в бытовых приборах до систем обогрева железнодорожных путей, стадионов, взлетных площадок и магистралей трубопроводов.
См.также
Литература
- Лещинская Л.В., Малышев А.А. Отопление загородного дома / Яценко В.А.. — Москва: Аделант, ООО, 2005. — С. 271-273. — 384 с. — 5000 экз. — ISBN 5-93642-032-9
Источники
ru.teplowiki.org
Нагревательный кабель. Теплый пол – типы нагревательных кабелей
Электрический теплый пол не способен выполнять функции системы отопления без нагревательного кабеля – отдавать тепло. Именно нагревательный кабель является основной составляющей в устройстве теплого пола. Благодаря нагревательному кабелю происходит преобразование электрической энергии в тепловую, обеспечивая при этом необходимый уровень комфорта.
Система обогрева, для которой в качестве источника тепла используются нагревательные кабели, по-другому называют кабельной системой обогрева.
Кабельная система обогрева состоит из нагревательного и силового кабеля. Нагревательный служит для выделения тепла, силовой для подключение нагревательного к источнику питания. Силовые кабели в кабельной системе обогрева еще называют «холодными». Соединяются нагревательные и силовые кабели с помощью соединительных муфт.
Виды нагревательных кабелей
По принципу выделения тепла нагревательные кабели делятся на резистивные и саморегулирующиеся.
Нагревательным элементом резистивного кабеля является металлическая жила выполненная из меди, латуни или нихрома. Нагревательная жила покрывается термоустойчивой двух или трехслойной ПХВ изоляцией, способной выдерживать с запасом рабочую температура кабеля, а также защитить его от механических повреждений.
Для того чтобы снизить электромагнитное излучение кабеля в процессе его эксплуатации, внутренняя изоляция покрывается специальным экраном из фольги свинца или проволочной оплетки. Также экранный материал выполняет роль заземления. Поверх экранного слоя располагается защитная оболочка.
Резистивные нагревательные кабели
По принципу исполнения резистивные нагревательные кабели подразделяются на следующие виды:
Одножильные нагревательные кабели — нагревательной частью в нем является металлическая жила, заключенная в изоляционный и экранирующий материал. Для подключения одножильного кабеля необходимо просто напросто подключить оба его конца к электросети. Для этого укладку теплого пола стараются сделать таким образом, чтобы начало и конец кабеля сходились в одной точке.
 |
|
Двухжильные нагревательные кабели — внутри двухжильного кабеля расположено две жилы. Одна жила является источником выделения тепла, другая является токопроводящим элементом. Преимущество двухжильного кабеля, по сравнению с одножильным в том, что при его укладке не нужно концы укладывать в одной точке.
 |
|
Нагревательные маты — представляют собой равномерно уложенный на специальной сетке нагревательный кабель в виде рулонов. Главное преимущество нагревательных матов в способе их укладки. Укладка нагревательных матов не требует стяжки.
Недостатком резистивных кабелей является то, что в местах плохого контакта кабеля со стяжкой возникает дополнительный перегрев, а это приводит к сокращению его срока эксплуатации.
Саморегулирующийся нагревательный кабель
Саморегулирующийся нагревательный кабель по своей конструкции более сложный, чем резистивный. Нагревающим элементом здесь служит полупроводниковая матрица.
Саморегулирующийся кабель состоит из двух токопроводящих жил покрытых внутренней защитной изоляцией, экраном, изоляционной оболочкой, полупроводниковой матрицы из саморегулирующего материала. За счет полупроводникового эффекта сопротивление такого кабеля по всей его длине неодинаковое и способно самостоятельно изменяется в зависимости от температуры.
 |
|
Если на каком либо участке кабеля возникает дополнительный перегрев его сопротивление, на этом участке увеличивается. Ток, протекающий на этом участке уменьшится и температура участка снизится. Причем такие процессы происходят только на участке с повышенным тепловыделением и на нормальную работу кабеля в целом это ни как не отразится.
Эта особенность покрывает недостаток резистивных кабелей и снижает риск выхода из строя кабельной системы обогрева из-за его перегрева на участках с некачественной стяжкой. Теплый пол проложенный саморегулирующимся нагревательным кабелем с этой стороны хоть и обладает рядом преимуществ, однако цена его по сравнению с резистивным в 3-5 раза дороже.
Похожие материалы на сайте:
Понравилась статья — сохрани на стену!
electricvdome.ru
Нагревательный кабель: конструкция и применение
Нагревательные кабели – это уникальный вид кабельных изделий. Главная их особенность заключается в том, что они способны преобразовывать электрическую энергию в тепло. Соответственно они выполняют функцию приема электрической энергии, а не передающей линии. Обычно нагревательный кабель используется в виде отдельных секций. При чем по этой длите будет происходить полное падение приложенного напряжения.
Двухжильный нагревательный кабель
Исходя из этого рассматривать одну нагревательную секцию можно, как обычный приемник электрической энергии. Длина кабельных линий может составлять от нескольких метров до нескольких сотен метров. Преобразование электрической энергии в тепло будет происходить самым оптимальным и экономичным способом. Нагревательные кабели на сегодняшний день находят свое применение в самых разнообразных сферах.
Разновидности кабелей по схеме тепловыделения
Теперь пришло время более детально ознакомиться с основными видами нагревательного кабеля.
Резистивные линейные
Это нагревательные кабели, в которых выделение тепла будет происходить по закону Джоуля-Ленца. Кабель изначально конструируют таким образом, чтобы в нагревательной жиле имело место полное падение приложенного напряжения. При этом перегрев элементов не должен превышать допустимых значений. Порой длина кабельной линии может составлять несколько сотен метров.
Резистивный линейный нагревательный кабель
Резистивные линейные кабели могут иметь одну, две или несколько параллельных нагревательных жил, которые имеют линейную или спиральную форму. Самовольно резать кабель по длине не допускается.
Тепловая мощность резистивных линейных кабелей может уменьшаться. Величина изменения будет зависеть от величины температурного коэффициента сопротивления материала нагревательной жилы. Наименьшее изменение сопротивления можно будет наблюдать у сплавов высокого сопротивления.
Резистивные зональные
Принцип действия этих кабелей практически ничем не отличается от предыдущего типа. Главное отличие заключается в конструктивном исполнении. В их конструкции присутствует две параллельные изолированные токопроводящие жилы. Изоляция может иметь периодически расположенные «окна». Они смещены друг относительно друга с заданным шагом. Обычно он составляет 1 мм. Сверху этих двух жил в дальнейшем будет накладываться спираль, которую делают из сплава высокого сопротивления.
В специальных «окнах» спираль будет замыкаться на токопроводящие жилы. В результате кабель представляет собою набор подключенных параллельно к токопроводящим жилам сопротивлений. Зональный кабель является достаточно удобным, так как при необходимости его легко можно будет разрезать в любом удобном месте. Минимальная длина нагревательной секции составляет 1.5-2 метра.
Резистивный зональный нагревательный кабель
Максимальная длина секции определяется сечением токопроводящих жил и линейной мощностью. Нагревательный элемент выполняют из сплавов высокого сопротивления и поэтому их мощность практически не будет зависеть от температуры. Поэтому их смело можно назвать кабелями постоянной мощности.
Саморегулирующиеся кабели имеют конструкцию, которая частично похожа на конструкцию резистивных зональных кабелей. Она также будет содержать в себе две пары резистивных зональных кабелей. Токопроводящие жилы заключены в полимерную проводящую матрицу или соединяются через спиральные полимерные проводящие нити.
Любой участок этого кабеля самостоятельно может менять степень нагрева
Эффекта саморегулирования можно достичь благодаря тому, что тепловыделяющий элемент, выполненный из полимерного материала увеличивает свое значение при нагреве. Величина ТКр составляет 0.05-0.075.
Индуктивные нагревательные кабели
В их конструкции присутствуют ферромагнитные элементы, а токопроводящие жилы накладываются вокруг ферромагнитных элементов в виде обмотки. Она индуцирует в сердечнике переменный магнитный ток. Эффекта тепловыделения удалось добиться благодаря резистивных потерь в обмотке и за счет резистивных потерь в сердечнике, которые возникают от наведенных токов.
Нагревательный кабель индуктивного типа
Потери в сердечнике могут составлять от 20 до 80% общих потерь в кабеле. В первом случае потери, которые происходят в обмотке будут небольшими, и она незначительно нагревается за счет собственных потерь. Это в свою очередь позволяет получить достаточно большую линейную мощность.
Также на сегодняшний день существует метод обогрева трубопроводов с помощью «СКИН эффекта». Его можно рассматривать, как один из вариантов индуктивного кабеля. В этом случае роль индуктирующей обмотки будет выполнять изолирующая жила большого сечения, а роль индуктора стальная трубка, в которой располагается эта жила. Тепло будет выделяться не только в жиле, но и в трубе за счет вихревых токов.
Область применения нагревательных кабелей
Устройства, в которых активно используются нагревательные кабели могут значительно отличаться друг от друга по размерам, рабочей температуре или тепловой мощности. Поэтому диапазон применения подобной продукции достаточно широкий.
Обогреваемая одежда, коврики и одеяла
Как правило, электрические одеяла, коврики, обувь сидения с подогревом имеют небольшую мощность. Она составляет от 10 до 50 Вт. Рабочая температура нагревательных элементов при этом не будет превышать 50 градусов. Именно такая температура считается полностью безопасной для человека.
Нагревательный кабель встроен в одеяло
Системы обогрева помещений
В подобных системах нагревательные кабели используются, как тепловыделяющий элемент. Наглядным примером может стать система теплый пол или электрические плинтуса. Эти устройства равномерно размещают по комнате, и они хорошо ее обогревают. При необходимости монтаж кабеля можно выполнить на полу или стене. С точки зрения условий теплоотдачи кабель лучше всего монтировать в цементную стяжку.
Нагревательный кабель для обогрева пола
Температура на обогреваемой поверхности обычно составляет 22-26 градусов, но порой может достигать и 36. Суммарная мощность подобной системы может иметь достаточно широкие пределы: от 100 Вт до сотен кВт.
Антиобледелительные системы для тротуаров и лестниц
Кабели для пола специалисты чаще всего монтируют в толщу бетонной основы. Эти системы могут функционировать только когда на поверхность выпадает снег или появляется лед. Мощность систем, которые предназначаются для открытых поверхностей может колебаться в диапазоне от 200 до 350 Вт на кв.м.
Кабель отлично подойдет для обогрева открытых площадей
Сюда также можно отнести антиобледелительные системы, которые предназначаются для спортивных площадок, опасных участков дорог и взлетно-посадочных полос. Суммарная мощность таких систем может достигать нескольких мегаватт.
Антиобледелительные системы для крыш
Такие системы предназначаются, чтобы предотвратить закупоривание стоков льдом или образование сосулек. Чаще всего строители размещают нагревательные кабели вдоль стоков и опасных участков на крыше. Как правило, мощность кабелей на квадратный метр составляет около 25-40 Вт. Этого вполне хватит для того, чтобы снег растаял.
При отсутствии снега и льда температура нагревательного кабеля составляет около 5-7 градусов. В процессе плавления снега температура на доли градусы превышает отметку в 0.
Системы обогрева трубопроводов и тротуаров
Трубопроводные системы отличаются достаточно большой протяжностью. Поэтому нагревательные кабели лучше всего справятся с задачей их обогрева. На практике специалисты могут использовать следующие типы нагревательных кабелей для труб:
- Предотвращающие замораживание.
- Поддерживающие на трубе температуру выше нормальной.
Основным назначением подобных систем является компенсация потерь тепла от трубы в окружающую среду.
Обогрев труб
Монтаж нагревательных секций на трубу нужно монтировать сверху. Суммарная мощность подобной системы будет зависеть от длины трубопровода. При использовании подобных систем у вас появится замечательная возможность предотвратить образование ледяных пробок.
Выводы
Как видите, нагревательные кабели действительно востребованные. Они сравнительно недавно появились на рынке, но уже успели завоевать покупателей и приобрели широкую сферу использования. Надеемся, что эта информация была полезной и интересной.
Рекомендуем к ознакомлению: vse-elektrichestvo.ru/novosti/volnovoj-generator-anakonda.html.
vse-elektrichestvo.ru
Нагревательные кабели. Современный монтаж электропроводки и теплых полов
Нагревательные кабели
Основой конструкции теплых полов, безусловно, является нагревательный кабель (НК). Внешне он напоминает радиочастотные кабели для передачи телевизионных сигналов, однако его назначение – не передавать электрические сигналы или мощность на расстояние, а преобразовывать протекающий по нему электрический ток 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 – все 100 % мощности должны быть преобразованы в тепло, причем выделение этой мощности на единицу длины кабеля (удельное тепловыделение) – важнейший технический параметр нагревательных кабелей. В этом смысле нагревательный кабель – не кабель, а нагревательный элемент, выполненный по кабельной технологии.
У нагревательных кабелей для систем «теплый пол» различных производителей характерны удельные тепловыделения от 17 до 21 Вт/м, причем увеличение этого параметра нежелательно и вовсе не свидетельствует о каких-либо специальных достоинствах. Во-первых, при укладке кабеля в пол возможно образование воздушной полости вблизи поверхности, при этом возникает перегрев материала кабеля и увеличивается риск выхода его из строя. Во-вторых, при увеличении удельной мощности кабеля его длина, приходящаяся на определенную площадь, сокращается. При этом возможно такое увеличение расстояния между отдельными нитками, что станет заметной неравномерность нагрева. У всех производителей величина допустимого расстояния между соседними нитками может колебаться от 5–6 до 10–12 см. Уменьшение линейной мощности ниже указанных величин приводит к перерасходу кабеля и появлению риска недопустимого сближения соседних ниток кабеля.
Во время работы «теплого пола» кабель нагревается до 60–70 °C, а материалы изоляции и оболочки выдерживают температуры выше 10 °C. Это один из секретов высокой надежности «теплых полов».
В продажу практически никогда не поступает нагревательный кабель как таковой. Для быстрого и надежного производства работ потребитель получает так называемые нагревательные секции (НС) – отрезки кабеля фиксированной длины, соединенные специальными муфтами с так называемыми «холодными концами» – отрезками соединительных проводов, предназначенными для соединения нагревательного («горячего») кабеля с электрической сетью. Длина «холодных концов» также фиксирована и составляет у всех производителей от 0,75 до 2 м. Обычно этого вполне достаточно для выведения проводов в распаечную коробку на стене. Следует отметить, что именно нагревательная секция – основа «теплых полов», а муфта (или муфты), соединяющие холодные провода с постоянно нагревающимся и остывающим нагревательным кабелем – самый критичный элемент конструкции «теплого пола». От ее надежности зависит срок службы всей системы, поэтому производители обычно испытывают НС несколько раз и в весьма жестких условиях. Ведь, в отличие от обычных кабелей полная замена НК в системе «теплый пол», как правило, невозможна без полного разрушения приповерхностной части конструкции пола.
Нагревательные кабели, выпущенные ведущими производителями из современных материалов, имеют сроки службы 25–50 лет. Сроки службы нагревательных секций приближаются к этим цифрам, и составляют не менее 15–20 лет. Следует отметить, что в информационных материалах фирм-дистрибъюторов часто указываются сроки гарантий от 12 до 16 лет, что заметно меньше реального срока службы. Эти цифры заведомо поражают воображение потребителя, поскольку несравнимо больше сроков гарантий, привычных для техники, – 12–24 месяца. На самом деле величина этих цифр отражает лишь то, что современная технология производства оборудования для «теплых полов» позволяет произвести не просто надежный, а сверхнадежный продукт. Реально разница в сроке гарантий не имеет под собой сколько-нибудь значимого смысла для потребителя. Скорее важно наличие сети фирм-дистрибъюторов, реально обеспечивающих выполнение работ по проверке системы в случае возникновения каких-либо неполадок.
Сегодня наиболее распространены две конструкции резистивных нагревательных кабелей для «теплых полов» – одножильная экранированная и двухжильная экранированная. НС из одножильного кабеля содержит две муфты и два «холодных конца», в то время как НС из двухжильного кабеля на одном конце армируется концевой заглушкой, а на другом – муфтой и «холодным концом». Соответственно, различаются и схемы укладки. Как правило, схема укладки двухжильного кабеля проще, но сам кабель у всех производителей несколько дороже одножильного – ведь по всей длине греющей части вдоль нагревательной жилы уложена питающая жила, причем вся эта конструкция покрыта металлическим экраном (как правило, оплетка), и защитной оболочкой. Наличие защитного экрана обязательно по требованиям ПУЭ (Правила эксплуатации электроустановок), причем в своем сечении он должен быть эквивалентен 1,0 мм2 медного проводника. Как правило, на поверхности кабеля присутствует маркировка, позволяющая безошибочно определить тип кабеля, напряжение питания, удельную мощность и дату выпуска.
Поделитесь на страничкеСледующая глава >
hobby.wikireading.ru
Гибкий нагревательный провод для электрических грелок и одеял (варианты)
Изобретение относится к электротехнике, в частности к электротермии. Гибкий нагревательный провод для электрических грелок и одеял представляет собой токопроводящую шину с удельным сопротивлением 0,01…0,1 Ом·мм2/м, намотанную на выполненный капроновым сердечник или скрученную с ним, а токопроводящая шина с сердечником намотана на центральный сердечник, который может быть выполнен полиамидным, диаметр которого больше диаметра сердечника, на который намотана токопроводящая шина, причем намотанная на центральный сердечник токопроводящая шина в оболочке охвачена наружной оболочкой. Изобретение обеспечивает максимально увеличенную гибкость жилы и гарантию от межвиткового замыкания. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к электротехнике, в частности к электротермии.
Известны нагревательные провода и кабели, используемые для нагрева объектов нефтяной и газовой промышленности, строительных конструкций из бетона, промышленных устройств, отдельных частей транспортных средств и предметов быта. Нагревательные провода и кабели содержат токопроводящую жилу и изоляцию как обязательные элементы. При протекании электрического тока по токопроводящей жиле происходит ее нагрев. Токопроводящие жилы выполнены из нихромовой или стальной поволоки, а изоляция — из нагревостойкого пластиката (полимерного материала). Нихромовая или стальная поволоки имеют высокую жесткость и малую стойкость к многократным изгибам.
При протекании электрического тока по токопроводящей жиле происходит ее нагрев за счет теплового действия тока. Количество тепла, выделяющегося в проводе (кабеле), пропорционально произведению квадрата протекающего тока и сопротивления провода. Удельная тепловая мощность нагревательного провода аналогично равна произведению квадрата протекающего тока и сопротивления на 1 м провода.
С целью увеличения удельной тепловой мощности нагревательного провода токопроводящую жилу изготавливают из материалов с высоким удельным электрическим сопротивлением, например нихрома, константана, стали, углеродных нитей, или для повышения удельной тепловой мощности это увеличение протекающего тока, что приводит к сильному разогреву жилы. В этом случае провод должен иметь нагревостойкую изоляцию.
Известен гибкий нагревательный провод, описанный в DE 2917639, Н05В 3/56, опубл., 20.02.1986, жила которого выполнена в виде спирали, намотанной на сердечник, а сверху наложена оболочка. Сердечник и оболочка выполнены из хлопка или вискозного волокна, пропитанных жидкостью, содержащей соединения фосфора и азота, и препятствующей возгоранию волокон. Данный провод предназначен для электрических грелок и одеял. Данное решение принято в качестве прототипа.
Недостатком этого гибкого нагревательного провода является использование в нем в качестве жилы нихрома, что снижает гибкость провода, и использование в качестве сердечника и оболочки пропитанных хлопковых или вискозных волокон, что не дает гарантии изоляции между витками жилы во время активной работы.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в создании гибкого нагревательного провода для электрических грелок и одеял, обладающих максимально увеличенной гибкостью жилы и абсолютной гарантией от межвиткового замыкания.
1 Указанный технический результат достигается тем, что в гибком нагревательном проводе для электрических грелок и одеял, содержащем токопроводящую шину с удельным сопротивлением 0,01…0,1 Ом·мм2/м, намотанную на сердечник или скрученную с ним, при этом токопроводящая шина с сердечником охвачена оболочкой, сердечник, на котором намотана токопроводящая шина или с которым эта шина скручена, выполнен капроновым, а токопроводящая шина с сердечником намотана на центральный сердечник, диаметр которого больше диаметра сердечника, на который намотана токопроводящая шина, причем намотанная на центральный сердечник токопроводящая шина в оболочке охвачена наружной оболочкой.
2 Указанный технический результат достигается тем, что в гибком нагревательном проводе для электрических грелок и одеял, содержащем токопроводящую шину с удельным сопротивлением 0,01…0,1 Ом·мм2/м, намотанную на сердечник или скрученную с ним, при этом токопроводящая шина с сердечником охвачена оболочкой, сердечник, на котором намотана токопроводящая шина или с которым эта шина скручена, выполнен капроновым, а токопроводящая шина с сердечником намотана на центральный сердечник, диаметр которого больше диаметра сердечника, на который намотана токопроводящая шина, причем намотанная на центральный сердечник токопроводящая шина намотана на полиамидный сердечник большего диаметра, чем диаметр центрального сердечника, и охвачена наружной оболочкой.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящее изобретение поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг.1 представлен первый пример исполнения гибкого нагревательного провода;
фиг.2 — второй пример исполнения гибкого нагревательного провода.
Согласно настоящему изобретению рассматривается гибкий нагревательный провод для электрических грелок и одеял, который представляет собой токопроводящую шину с удельным сопротивлением 0,01…0,1 Ом·мм2/м, намотанную на капроновый сердечник или скрученную с ним, токопроводящая шина с сердечником намотана на центральный сердечник, диаметр которого больше диаметра сердечника, на который намотана токопроводящая шина, при этом намотанная на центральный сердечник токопроводящая шина в оболочке охвачена наружной оболочкой. Согласно другому варианту исполнения гибкий нагревательный провод для электрических грелок и одеял содержит ту же самую токопроводящую шину, так же намотанную на капроновый сердечник или скрученную с ним. Токопроводящая шина с сердечником намотана на центральный сердечник, диаметр которого больше диаметра сердечника, на который намотана токопроводящая шина, но при этом намотанная на центральный сердечник токопроводящая шина еще раз намотана на полиамидный сердечник большего диаметра, чем диаметр центрального сердечника, и охвачена наружной оболочкой.
Ниже рассматриваются конкретные примеры исполнения вариантов изобретения.
Пример по первому варианту (фиг.1) характеризуется применением в качестве жилы токопроводящей шины 1 с удельным сопротивлением 0,01…0,1 Ом·мм2/м, намотанной или совместно скрученной с капроновым промежуточным сердечником 2 диаметром 0,1…0,5 мм. В свою очередь капроновый промежуточный сердечник с шиной намотан на центральный (основной) сердечник 3 диаметром 0,5…1,5 мм. На весь сердечник наложена наружная оболочка 4 из полимерной композиции, в т.ч. не распространяющей горение (нг), и (или) повышенной огнестойкости (FR), и (или) пониженного дымогазовыделения (LS), и (или) пониженной активности продуктов дымогазовыделения (HF).
Токопроводящая жила может быть изготовлена из сплавов высокого сопротивления (нихром, фехраль и др.) и стальной оцинкованной проволоки. Изоляция (оболочка) может быть выполнена из фторопластовых пленок ПМФ, силикона (нагрев до +200°С), ПВХ (до +105°С), полиуретана (до +90°С).
Данный провод дает возможность создания нагревательных элементов для электрических грелок и одеял любой формы и температурного режима от 30°С до 60°C с потреблением минимального количества энергии. Для увеличения температурного режима до 80°С предлагаемый провод выполнен по первому варианту, но без оболочки 4 (фиг.2). Этот провод наматывается на полиамидный сердечник 5 диаметром 1…4 мм. На него накладывается наружная оболочка 6 из полимерной композиции, в т.ч. не распространяющей горение (нг), и (или) повышенной огнестойкости (FR), и (или) пониженного дымогазовыделения (LS), и (или) пониженной активности продуктов дымогазовыделения (HF).
Предлагаемый в качестве изобретения нагревательный провод имеет очень высокую гибкость и абсолютную гарантию от межвиткового замыкания. Также провод имеет малые размеры диаметром то 1,15 мм до 6,0 мм.
Заявленная конструкция может найти применение в различных областях, таких как строительство, сельское хозяйство и автомобилестроение, может использоваться для изготовления электрических матрасов, грелок, одеял и прочих бытовых товаров массового потребления, для создания нагревательных элементов для «теплых полов», подогрева почвы в теплицах, защиты трубопроводов от замерзания, подогрева сидений и руля автомобиля и т.д.
1. Гибкий нагревательный провод для электрических грелок и одеял, содержащий токопроводящую шину с удельным сопротивлением 0,01…0,1 Ом·мм2/м, намотанную на сердечник или скрученную с ним, при этом токопроводящая шина с сердечником охвачена оболочкой, отличающийся тем, что сердечник, на котором намотана токопроводящая шина или с которым эта шина скручена, выполнен капроновым, а токопроводящая шина с сердечником намотана на центральный сердечник, диаметр которого больше диаметра сердечника, на который намотана токопроводящая шина, причем намотанная на центральный сердечник токопроводящая шина в оболочке охвачена наружной оболочкой.
2. Гибкий нагревательный провод для электрических грелок и одеял, содержащий токопроводящую шину с удельным сопротивлением 0,01…0,1 Ом·мм2/м, намотанную на сердечник или скрученную с ним, при этом токопроводящая шина с сердечником охвачена оболочкой, отличающийся тем, что сердечник, на котором намотана токопроводящая шина или с которым эта шина скручена, выполнен капроновым, а токопроводящая шина с сердечником намотана на центральный сердечник, диаметр которого больше диаметра сердечника, на который намотана токопроводящая шина, причем намотанная на центральный сердечник токопроводящая шина намотана на полиамидный сердечник большего диаметра, чем диаметр центрального сердечника, и охвачена наружной оболочкой.
www.findpatent.ru