Кабельна система обігріву

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

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

Будова[ред.ред. код]

Система обігріву складається з одного або декількох відрізків нагрівального кабелю і, можливо, термостата і давача температури.

Кабель[ред.ред. код]

Розрізняють резистивні і саморегульовані кабелі.

Резистивні кабелі

Резистивний кабель є один або два тонких металевих спіралеподібних провідники, охоплені ізоляцією. Такий кабель відносно дешевий, але випускається відрізками з наперед вибраною довжиною і опором, тому його неможливо різати на довільну довжину. Однопровідний кабель підмикається обома кінцями. Для двопровідних кабелів можливе підмикання з одного кінця, при цьому на другому кінці провідники з'єднуються накоротко і ізолюються. У багатьох випадках можливість підмикання з одного кінця забезпечує перевагу, оскільки 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 в спеціальну пластмасу. Залежно від температури опір пластмаси змінюється, що дозволяє кабелю регулювати видачу тепла в кожній точці довжини самостійно. Такі кабелі випускають «налаштованими» на певну температуру, наприклад, температуру танення льоду. Для класифікації таких кабелів застосовують два показники: перший показник — потужність подовжинного метра 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[ред.ред. код]

До кабелів для систем обігріву в більшості випадків пред'являються підвищені вимоги. При використанні для систем обігріву необхідно забезпечити високий рівень електробезпеки, тому кабелі для таких застосувань мають екран з металевої або мідної сітки між зовнішньою ізоляцією і ізоляцією жил, цей екран належить заземляти. Для використання на відкритому повітрі ізоляція кабелю має бути стійка до дії ультрафіолетового випромінювання Сонця.

Апаратура керування[ред.ред. код]

Резистивні кабелі дають завжди приблизно одну і ту ж потужність тепла, тому для отримання необхідної температури їх використовують спільно з термостатами і давачами, які вимірюють температуру повітря в приміщенні, ґрунта або крівлі (залежно від призначення системи).

Застосування[ред.ред. код]

Кабельні системи обігріву знаходять щонайширше застосування. Їх перевагами є малі габаритні розміри кабелю і широкі можливості по передачі електроенергії. Прикладами застосувань є:

  • Тепла підлога. Кабель встановлюється під покриттям підлоги або в нижній шар бетону, або в спеціальну металеву збірку. Така система підвищує комфортність приміщення і може використовуватися як самостійна система опалення.
  • Підігрів твердного бетону. Тверднення бетонної маси вимагає підтримки певних температур, що може бути важкодосяжним холодну пору року. Можливе кріплення нагрівального кабелю до арматури майбутнього залізобетонного виробу. У такому разі використовується відносно дешевий кабель з мінімальною ізоляцією, який потім так і залишається у виробі.
  • Обігрів дзеркал. У приміщеннях з підвищеною вологістю на холоднішу поверхню дзеркал випадає конденсат, що ускладнює користування дзеркалами (наприклад, в авто). Розміщення кабельної системи обігріву за склом дзеркала дозволяє вирішити цю проблему.
  • Захист труб від промерзання. Труби, яким загрожує промерзання, переважно укладають у теплоізоляцію, яка уповільнює охолоджування труби. У ряді випадків втрати тепла такі сильні, що ефективніше не підсилювати теплоізоляцію, а компенсувати втрати підігрівом. У такому разі нагрівальний кабель укладається уподовж труби (можливо, навивається на неї), а потім вони разом з трубою полягають в теплоізоляцію.
  • Підтримка постійної температури технологічних рідин і води в харчовій, хімічній, нафтовій промисловості.
  • Розтоплення снігу і льоду. Обмерзання сходів, пандусів, крівель і водостічних труб 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 використовується в автоматичному режимі із застосуванням метеостанції або термостата з давачами температури, вона налаштовується на обігрів в умовах, коли є ризик обмерзання (температури близько нуля за Цельсієм — від —12 до +3).

Переваги[ред.ред. код]

Головною перевагою кабельних систем є відносно малий перетин кабелів, завдяки чому додавання таких систем мало збільшує габарити конструкцій, в які вони встановлюються. Крім того, енергія в такі системи подається також за допомогою відносно тонких кабелів, які легко вмонтовуються, в результаті їх монтаж простіший, ніж систем на основі гарячої води. Втрати енергії в таких системах значно менші, ніж в системах з гарячою водою, оскільки кабелі, що підводять, виконуються з низьким опором і втрати на нагрів в них незначні, тоді як гаряча вода помітніше охолоджується при передачі.

Недоліки[ред.ред. код]

Слабким місцем кабельних систем є електробезпека. При їх монтажі необхідно дотримувати серйозні запобіжні засоби і забезпечувати правильне підімкнення всіх компонентів (включаючи заземлення), правильне укладання і захист кабелів від механічних пошкоджень. Також нагрівальні кабелі у ряді випадків можуть перегріватися і виходити з ладу або провокувати пожежу. Особливо цей недолік властивий резистивним кабелям. Тому укладання кабелю повинне забезпечувати йому достатнє охолоджування, запобігати перехлист відрізків 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 грійні 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 охолоджування. Для порівняння, системи на основі гарячої води позбавлені такого недоліку, оскільки їх трубопроводи не можуть нагріватися вище за температуру води мережі.

Приклади вибору потужності[ред.ред. код]

  • Необхідна потужність для обігріву крівлі в російських умовах становить від 150 до 250 Вт/м.
  • Для обігріву водостоків і жолобів необхідна потужність — від 25 до 40 Вт/м.
  • Площа схилу крівлі, що обігрівається, у двоповерхової будівлі розміром 10×10 м становить приблизно 28 м, довжина жолобів і водостоків — близько 70 м, в цьому випадку споживана потужність складе приблизно 6,5 кВт.

Див. також[ред.ред. код]