Кабельна система обігріву

Ка́бельна систе́ма обігрі́ву — система, що перетворює електроенергію в тепло за рахунок теплової дії струму в нагрівальних елементах, виконаних у вигляді спеціальних кабелів.

Термомат для теплого дому

Будова

Система обігріву складається з одного або декількох відрізків нагрівального кабелю і, як правило, терморегулятора і датчика температури.

Кабель

Розрізняють резистивні і саморегульовані кабелі.

Резистивні кабелі

Резистивний кабель має один або два тонких металевих провідника, які охоплені ізоляцією - одножильний або двожильний кабель. Такий кабель відносно дешевий, але випускається відрізками з наперед вибраною довжиною і опором, тому його неможливо різати на довільну довжину. Одножильний кабель підключається обома кінцями. Для двожильного кабелю підключення виконується з одного кінця, при цьому на другому кінці провідники з'єднуються накоротко і ізолюються (виконується кінцева муфта). У багатьох випадках можливість підключення з одного кінця забезпечує перевагу, оскільки, зазвичай, при цьому потрібна менша довжина кабелів живлення.

Плюсом є низька вартість, відсутність пускових струмів, постійність потужності за часом. Розвитком цієї ідеї є секційний (зональний) нагрівальний кабель. Уздовж такого кабелю йдуть два провідники низького опори, а між ними з певним кроком підключаються короткі відрізки спіралеподібних нагрівальних провідників. Такий кабель дорожчий і товщий звичайного двопровідного, його можна вільно різати з певним кроком, він підмикається з одного кінця.

Недоліки — можливість локального перегріву кабелю, поява при монтажі холодних зон на початку і кінці контуру. Перевагами є невисока вартість, відсутність пускових струмів, постійність потужності за часом, технологічніший монтаж в порівнянні з резистивним кабелем, висока надійність нагрівального контуру, оскільки при пошкодженні або локальному перегріві і виходу одній або декілька гріючих зон з ладу у кабелю не працює тільки пошкоджена зона.

Саморегульований кабель

Саморегульований кабель містить два неізольовані провідники, охоплені/замонолічені в спеціальну пластмасу з домішками які проводять електричний струм (домішки - зазвичай, вугільна пил). Залежно від температури пластмаса розширюється/стискається і відповідно опір пластмаси змінюється, що дозволяє кабелю регулювати видачу тепла окремо в кожній точці довжини. Такі кабелі випускають «налаштованими» на певну температуру, наприклад, температуру танення льоду. Для класифікації таких кабелів застосовують два показники: перший показник — потужність на метр кабелю при 10 °C, другий показник — потужність кабелю у льоді або у воді. Саморегульовані кабелі дуже надійні, економічні, при монтажі їх можна нарізувати на необхідні довжини, при неякісному монтажі перехідних і кінцевих муфт і попаданні вологи на тепловидільну матрицю можливий вихід кабелю з ладу.

Вимоги до кабелів

До кабелів для систем обігріву в більшості випадків пред'являються підвищені вимоги. При використанні для систем обігріву необхідно забезпечити високий рівень електробезпеки. Нагрівальні кабелі для таких застосувань мають електроізоляцію нагрівальних провідників, поверх якої розташовано захисний екран з металевого або мідного дроту або фольги і зовнішню ізоляцію. Захисний екран належить заземлювати. Для використання на відкритому повітрі ізоляція кабелю має бути стійка до дії ультрафіолетового випромінювання Сонця.

Апаратура керування

Резистивні кабелі завжди виділяють одну і ту ж кількість теплоти, тому для підтримання необхідної температури їх використовують спільно з терморегуляторами і датчиками температури, які залежно від призначення системи вимірюють температуру повітря, підлоги, ґрунта, трубопроводу тощо.

Застосування

Кабельні системи обігріву знаходять щонайширше застосування. Їх перевагами є малі габаритні розміри кабелю, використання електроенергії для нагріву, легкість монтажу тощо. Прикладами застосувань є:

  • Тепла підлога. Кабель встановлюється під покриттям підлоги, або в нижній шар бетону або в спеціальну теплопроводну конструкцію. Використовується терморегулятор з датчиком температури підлоги (встановлюється в підлозі).Така система підтримує постійну температуру підлоги й значно підвищує комфорт у приміщенні.
  • Опалення через підлогу. Кабель встановлюється під покриттям підлоги, або в нижній шар бетону або в спеціальну теплопровідну конструкцію. Використовується терморегулятор з датчиком температури повітря (розташовується, як правило, на стіні приміщення). Така система значно підвищує комфортність приміщення і може використовуватися як самостійна система опалення.
  • Підігрів бетону. Затвердіння бетонної маси вимагає підтримки певних температур, що може бути важкодосяжним у холодну пору року. Можливе кріплення нагрівального кабелю до арматури майбутнього залізобетонного виробу. У такому разі використовується відносно дешевий кабель з мінімальною ізоляцією, який потім залишається у виробі.
  • Обігрів дзеркал. У приміщеннях з підвищеною вологістю на холоднішу поверхню дзеркал випадає конденсат, що ускладнює користування дзеркалами, наприклад, у ванній кімнаті, автомобілі. Розміщення кабельної системи обігріву за склом дзеркала дозволяє вирішити цю проблему.
  • Захист трубопроводів від замерзання. Трубопроводи, яким загрожує промерзання, переважно укладають у теплоізоляцію, яка уповільнює охолоджування труби. У більшості випадків втрати тепла настільки сильні, що необхідно компенсувати їх втрати підігрівом. У такому разі нагрівальний кабель укладається вздовж труби (можливо, навивається на неї), приклеюється алюмінієвою стрічкою, а потім разом з трубою теплоізолюються.
  • Підтримка постійної температури технологічних рідин і води в харчовій, хімічній, нафтовій промисловості тощо.
  • Розтоплення снігу і льоду. Обмерзання сходів, пандусів, покрівель, водостічних труб тощо можна усунути шляхом розтоплення снігу і льоду і відведення талої води з поверхні, що обігрівається. Для сходів і пандусів кабель вмонтовується під їх покриття, для крівель — від схилу даху до снігозатримання, усередині ринв, для водостічних труб — усередині труб по всієї їх довжини і аж до зливової каналізації (якщо є). Також обігріваються ендови, місця примикання до «теплих» стін. Така система працює в автоматичному режимі із застосуванням метеостанції або з терморегулятором з датчиками температури. Система керування налаштовується на обігрів в умовах, коли є ризик обмерзання (температури близько нуля за Цельсієм — від —12 до +3).

Переваги

Головною перевагою нагрівальних кабельних систем є відносно малий діаметр кабелів, завдяки чому додавання таких систем мало збільшує габарити конструкцій, на/в які вони встановлюються. Крім того, живлення системи подається також за допомогою відносно тонких кабелів, які легко монтуються. В результаті монтаж кабельної системи більш простий, ніж системи на основі труби з гарячою водою. Втрати енергії в таких системах значно менші, ніж в водяних системах, оскільки кабелі, що підводять, виконуються з низьким опором і втрати на нагрів в них незначні, тоді як гаряча вода помітніше охолоджується при передачі.

Недоліки

Важливим місцем кабельних систем є електробезпека. При їх монтажі необхідно дотримувати норм та правил стосовно запобіжних заходів і забезпечувати правильне підключення всіх компонентів (включаючи заземлення і захисну автоматику), правильне укладання і захист кабелів від механічних пошкоджень. Також нагрівальні кабелі у ряді випадків можуть перегріватися і виходити з ладу. Особливо цей недолік властивий резистивним кабелям. Нагрівальні кабелі в ряді випадків можуть при перегріві провокувати пожежу[1]. Тому укладання кабелю повинне забезпечувати йому достатнє охолодження, запобігати перетинання ліній кабелю, щоб навіть у крайніх випадках перегрів був неможливий. Системи на основі справного саморегульованого кабелю позбавлені такого недоліку, оскільки в місці перетину їм не загрожує зональний перегрів: їх нагрівальні елементи знижують потужність, що виділяється, і виключають загрозу перегріву. Проте потрібно розуміти, що саморегульований кабель може мати приховані дефекти, що змінюють властивості його матеріалів, в результаті повністю виключити загрозу перегріву неможливо і тому при укладанні будь-якого кабелю необхідно піклуватися про правильність монтажу. Для порівняння, системи на основі гарячої води позбавлені такого недоліку, оскільки їх трубопроводи не можуть нагріватися вище за температуру води мережі, однак у них значно більші наслідки аварійних ситуацій пов'язані з протіканням води.

Приклади вибору потужності

  • Необхідна потужність для "Теплої підлоги" як правило становить 135 Вт/м², для ванних кімнат - 160 Вт/м², максимально у підлогу встановлюється до 200 Вт/м².
  • Необхідна потужність для "Опалення через підлогу" застосовується на рівні не меншому за розрахункові тепловтрати (зазвичай від 50 до 200 Вт/м²).

Зауваження. У конструкцію підлоги повинна бути встановлена теплоїзоляція товщиною за діючими нормами та правилами.

  • Необхідна потужність для захисту трубопроводів з водою від замерзання становить 10 до 15 Вт/м, за умови застосування теплоїзоляції товщиною не менше діаметра труби.
  • Необхідна потужність для систем антиобледеніння на покрівлі, в єндовах тощо в українських умовах становить від 250 до 400 Вт/м².
  • Для обігріву водостоків і жолобів необхідна потужність становить  — від 30 до 60 Вт/м, залежно від діаметра.

Приклад. Площа схилу покрівлі, що обігрівається, у двоповерхової будівлі розміром 10×10 м становить приблизно 28 м², довжина жолобів і водостоків — близько 70 м, в цьому випадку встановлена потужність системи антиобледеніння складе приблизно 6,5 кВт.

Див. також

Примітки

  1. Займання теплих підлог. Процитовано 20 лютого 2019.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.