Зонально резистивный греющий кабель. Греющий кабель как теплый пол

В случае возникновения опасности промерзания труб специалисты рекомендуют использовать кабель для их обогрева. Когда трубы находятся на открытом воздухе, или на глубине до полутора метров, или в не отапливаемых помещениях, прежде всего, необходимо воспользоваться кабелем для обогрева.

Кабель для обогрева зачастую применяют для того, чтобы предотвратить выпадение осадков твердых, поддерживать определенную температуру, обеспечить конкретную скорость прохождения в трубе жидкости.

Для обогрева труб применяются два типа кабелей: резистивные и саморегулирующие.

Резистивный кабель

Имеет высокое постоянное сопротивление. Отличается своей простотой и дешевизной. Такой кабель для обогрева труб состоит из внутренней жилы, которую производят из материала, обладающего высоким сопротивлением. Жила способна выделять тепло только тогда, когда проходит ток.

Жила полностью находится в пластиковой изоляции, а сверху имеет медную оплетку. Резать такой кабель нет возможности, поскольку его изготавливают стандартной длины. Его мощность постоянна и равняется 10-20 Вт на один метр кабеля.

Основные минусы резистивного кабеля: невысокая износостойкость и возможность перегрева, благодаря которому он быстро выходит из строя. Для того, чтобы не случался перегрев, следует использовать термодатчики, которые будут отключать обогрев во время достижения установленной температуры.

Резистивный кабель бывает двух видов - линейным и зональным. Кабель линейный для обогрева труб обладает теплом, которое выделяется благодаря эффекту Джоуля-Ленца в период прохождения тока. Конструкция кабеля имеет некоторую особенность, когда нагревательная жила испытывает полный упадок примененного напряжения, однако, ее перегрев не происходит.

Может иметь длину более нескольких сотен метров. Существует одножильный, двужильный или с несколькими жилами в виде линий или спиралей. Резать произвольно такой кабель нет возможности.

Зональный кабель отличается от линейного кабеля конструктивным исполнением. Зональный кабель имеет две токопроводящие параллельные жилы. Изоляция токопроводящей жилы обладает «окнами», смещенными относительно друг друга на установленное расстояние. Сверху жилы покрываются тонкой проволочной спиралью, произведенной из сплава с высоким сопротивлением.

Резка зонального кабеля возможна на определенные секции с минимальной длиной 1,5-2 метра. Зональный кабель называют кабелем, обладающим высокой мощностью, за счет того, нет зависимости мощности от температуры.

Кабель саморегулирующий для обогрева

Обладает переменным сопротивлением, то есть существует зависимость от температуры. Увеличение теплоотдачи происходит тогда, когда происходит понижение температуры, и наоборот, когда температура повышается, происходит уменьшение теплоотдачи.

Так же, как и резистивный кабель, саморегулирующий кабель для обогрева труб состоит из двух параллельных жил, однако, жилы не имеют изоляции друг от друга. Они находятся в полимерной матрице или соединяются благодаря спиральным полимерным нитям. Процесс саморегулирования производится за счет значительного увеличения сопротивления во время нагревания тепловыделяющего устройства кабеля, которое изготовлено из проводящего полимерного материала.

Особенности, которые имеет кабель саморегулирующий для водопроводного обогрева:

Благодаря двум параллельным проводникам обеспечивается постоянное напряжение по всей длине;

Благодаря термопластичной оболочке выполняется изоляция и защита от влаги и истирания;

Благодаря оплетке происходит заземление и дополнительная защита от механического влияния.

Когда происходит понижение наружной температуры, кабель для обогрева водопроводных труб самостоятельно справляется с понижением теплового выхода, таким образом, снижается потребление электрической энергии или вовсе нет необходимости в применении термодатчиков. Можно сразу подключать кабель к сети.

Даже, невзирая на то, что кабель саморегулирующий стоит дороже, чем резистивный, экономить не стоит, поскольку использование саморегулирующего кабеля полностью оправдается благодаря уменьшению расходов в период службы.

Достоинства:

Для резистивного кабеля важна однородная среда по всей длине, которую очень трудно обеспечивать. Именно поэтому часто такой кабель перегревается и выходит из строя. Что касается саморегулирующего кабеля, то уменьшение температуры на участках с маленьким теплоотводом происходит самостоятельно, при этом температура в других областях сохраняется;

Высокая стойкость к резким перепадам напряжения, даже в том случае, когда повышенное напряжение сохраняется длительный период времени;

Есть возможность выполнения перехлеста кабеля;

Резка кабеля может выполняться на необходимую длину.

Если будет допускаться игнорирование устройств системы обогрева, в водосточных желобах будет постоянно образовываться при перепадах температуры наледь, которая способна существенно увеличивать механическую нагрузку на механизмы крепления желобов и водостоков. Возникающая таким образом наледь значительно сокращает период эксплуатации водостока, а если брать по максимуму, то может привести к разрушению некоторых устройств фасада.

Целью установки обогревающей системы водостока является беспрерывный сток талых вод, для чего обеспечиваются незамерзающие проточные каналы. Установка кабеля для обогрева дает возможность полного исключения образования наледи на устройствах водостока и других участках, где есть высокая вероятность ее возникновения. При этом создается работоспособность водостока на протяжении всего зимнего периода.

Работоспособность обогревающих систем приходится на период оттепелей - осень и весна, когда температура колеблется от -5 до +3 градусов. Как правило, система обогрева оборудована термодатчиками, с помощью которых происходит самостоятельное управление работой всей системы.

Инженерные участки, на которых чаще всего укладывается кабель для обогрева:

Желоба водостока;

Воронки и зоны вокруг воронок;

Дренажные и водосборные лотки;

Карнизы;

Трубы ливневой канализации.

Кабель для обогрева кровли

Такой кабель полностью предотвращает возникновение на кровле наледи. Однако, стоит заметить, что эффективная работа кабеля для обогрева кровли возможна только в осенний и весенний период, а также во время оттепелей. Объясняется это тем, что при температуре меньше минус 15 градусов такая система обогрева является бесполезной. Более того, есть возможность нанести вред кровле.

В настоящее время греющий кабель повсеместно используется для создания качественных систем электрообогрева. Его основная функция - преобразовывать электрический ток, протекающий по нему, в обычное тепло. К преимуществам систем на основе греющего кабеля относится экономия на обслуживании, простота и удобство монтажа. Современные системы обогрева на основе греющих кабелей находят широкое применение в промышленности и для хозяйственных нужд.

В основном греющие кабели используют для обогрева труб и трубопроводов, различных емкостей, цистерн и других технологических объектов; обогрева площадок перед домами или перед коттеджами, предотвращения обледенения кровель, для создания систем «теплый пол».

Существует три вида греющего кабеля: резистивный, зональный и саморегулирующийся кабель. Каждый из этих двух видов имеет свои преимущества и свои недостатки. Однако наибольшее распространение в современных системах электрообогрева получил именно саморегулирующийся греющий кабель способности регулировать теплоотдачу и существенно экономить электроэнергию .

Резистивный греющий кабель

Принцип действия резистивного греющего кабеля, как следует из названия, зависит исключительно от постоянного неизменного по всей длине сопротивления. Тепло в резистивном кабеле выделяет металлическая жила. Безопасность применения кабеля обеспечивается надежной изоляцией.

Отличительной особенностью данного вида кабеля является его повышенная эластичность, что позволяет ему принимать нужную форму. Эластичность дает возможность укладывать его на поверхностях любой конфигурации. Резистивный греющий кабель обеспечивает повышенную погонную мощность и при необходимости может быть уложены в несколько слоев. Такой кабель, как правило, нарезают на заводах в виде готовых кабельных секций определенной длины, снабженных специальными муфтами. К недостаткам этого вида кабеля относится невозможность регулирования теплоотдачи. Это означает, что существует высокая вероятность перерасхода электроэнергии. Плюс ко всему резистивный кабель требует ухода: удаления мусора, чтобы избежать перегрева.

Зональный греющий кабель

С одержит две параллельные изолированные токопроводящие жилы. Поверх токопроводящих жил наложена спираль из проволоки с большим омическим сопротивлением, которая через контактные окна попеременно замыкается то с одной, то с другой токопроводящей жилой, образуя параллельные нагревательные элементы - «зоны». Каждая «зона» представляет независимый нагреватель длиной около 1 м.

Тепловая мощность резистивных и зональных кабелей практически не зависит от температуры. Для обеспечения длительной и надежной работы кабелей этих типов весьма важно обеспечить расчетные условия теплоотдачи, чтобы не вызвать недопустимого перегрева.

Саморегулирующийся греющий кабель

В противовес резистивному саморегулирующийся нагревательный кабель обеспечивает экономный расход электроэнергии; обладает высокой максимальной мощностью; его можно нарезать на куски любой длины, что дает экономию материала и стоимости монтажных работ.

Саморегулирующийся кабель может изменять вырабатываемую мощность на каждом своем участке в зависимости от температуры окружающей среды. Основной элемент данного кабеля - специальная пластиковая матрица. Удельное тепловыделение - от 6 до 100 Вт/м - может изменяться по длине секции в зависимости от фактических потерь тепла. Таким образом каждый участок кабеля как бы приспосабливается к внешним условиям. Тепловыделение нормируется в жестко определенных условиях и обычно входит в наименование кабеля.

Саморегулирующийся кабель имеет две параллельные токопроводящие жилы. Токопроводящие жилы окружены проводящей пластмассой, в которой и происходит выделение тепла. Для пластмассы характерна зависимость проводимости от температуры, а температурный коэффициент сопротивления проводящих пластмасс на порядок больше, чем у меди или стали. Именно это и позволяет кабелю саморегулировать тепловую мощность. Также данный вид кабеля способен изменять свою мощность локально, только в зоне перегрева. Это свойство позволяет делать безопасными системы обогрева трубопроводов и резервуаров, в том числе с переменными по длине трубопровода условиями теплоотдачи.

Саморегулирующийся кабель дороже резистивного, и это, пожалуй, единственный его недостаток. Однако при грамотном проектировании, стоимость систем на его основе превышает стоимость системы на резистивных кабелях лишь на 15-25%, поскольку распределительных кабелей требуется меньше. Но главное - такие системы более надежны и экономичны.

Не стоит опасаться, что саморегулирующийся кабель перегорит, даже если он перехлестнулся, либо его завалило листвой. Кабель сам автоматически регулирует выделяемую мощность по оптимальному алгоритму. Электроэнергия при этом не расходуется понапрасну. Такой саморегулирующийся кабель существенно дороже, но он и более долговечен и надежен в эксплуатации.

Сравнение характеристик нагревательных кабелей

Кабель в разрезе

В классическом понятии кабель – устройство для транспортировки электричества или электрического сигнала из точки «А» в точку «В», однако с греющими кабелями все немного не так. Их основная задача – излучать тепло на всей своей протяженности или на определенных участках. В данный момент на рынке есть три вида греющих кабелей резистивный, зональный и саморегулирующий греющий кабели. Из этих вариантов последний – самый дорогой, но зачастую самый перспективный в плане использования практически во всех сферах.

Принцип работы

Отличие саморегулирующего кабеля от резистивного и зонального заключается в конструкции и принципе работы. Если кратко, то резистивный кабель – это длинный кипятильник, без возможности его укоротить. В этом случае проводники тока являются нагревательными элементами.

Резистивный кабель.

Зональный греющий кабель можно обрезать, т.к. ток в нем поставляется по параллельным жилам, между которыми намотан греющий элемент из проволоки с высоким сопротивлением. Через определенные участки эта проволока касается одной из токопроводящих жил и обеспечивает нагрев участка «зоны»

Устройство зонального греющего кабеля

Саморегулирующий греющий кабель представляет собой более «умную» конструкцию. Внутри оплеток и экранов (в зависимости от модификации) находится основной элемент кабеля – две медные токопроводящие жилы, между которыми располагается греющая матрица . Выглядит она как обычный плотный полиэтилен, однако обладает качествами, которые выводят обогрев кабелем на принципиально новый уровень. Эта матрица – полупроводник, и она меняет свои свойства при изменении температуры.

Саморегулирующий кабель. Что внутри

Пример с теплыми полами

Допустим, вы делаете с помощью такого кабеля теплые полы. Но в разных комнатах, обычно, разная исходная температура пола, например в ванной она одна, а в прихожей – другая. Более того, в одной и той же комнате исходная температура пола может значительно различаться и если вы будете использовать резистивный или зональный кабель, то достичь баланса комфортного пола можно, но только разбивая комнаты на «холодные» и «теплые» зоны. Для этого нужно будет устанавливать дополнительные терморегуляторы и тепловые датчики… Не очень приятная перспектива, особенно с учетом тех недостатков, о которых мы напишем чуть ниже.

Обустройство теплого пола с помощью кабеля

Саморегулирующий кабель позволяет исключить из схемы терморегулятор вообще. Он сам регулирует, где нужно греть сильнее, а где слабее за счет своей матрицы. Допустим, вы вошли домой с мороза и оставили свои заснеженные ботинки на полу с саморегулирующим кабелем. Так вот, участок с ботинками будет нагреваться сильнее всех остальных участков ровно до тех пор, пока не нагреет ваши ботинки до заданной температуры.

Это значительно экономит электроэнергию за счет того, что греется только тот участок, который нуждается в обогреве .

Пример с водопроводом

Использование греющего кабеля для обогрева водопровода

Чтобы в сильный мороз не замерзла вода в водопроводе, вы обмотали . Любой вентиль (водосчетчик, фильтр грубой очистки и т.д.) имеет сложную геометрическую форму, которая не позволяет кабелю касаться непосредственно металла. Если вы будете использовать именно саморегулирующий греющий кабель, то основной расход электричества будет идти на нагрев именно тех участков, которые касаются металла, т.к. там теплоотдача будет наиболее выражена. КПД кабеля при этом возрастает в несколько раз по сравнению с другими системами кабельного обогрева

Пример с обогревом кровли

При обогреве кровли от обледенения вы практически никогда не сможете угадать, в каком участке будет наиболее опасный для возникновения сосулек участок. Используя этот кабель с полупроводниковой матрицей, вы можете быть уверены, что будет согрет именно тот участок, на котором было больше всего льда/воды.

Обогрев крыши саморегулирующимся кабелем

Полезный совет: если вы собираетесь использовать кабель для обогрева кровли, стоит выбрать тип, устойчивый к ультрафиолетовому излучению и нормально переносил высокую температуру, т.к. температура кровли летом поднимается до 50-60 градусов. Например, Raychem ETL-10 выдерживает температуру 65 градусов.

Преимущества

Кроме главных перечисленных, есть еще несколько «фишек», которые дополняют картину

• Кабель можно отрезать любой длины, начиная с 20 см. Это никак не повлияет на его свойства. Не будет непрогретых участков, как и участков с повышенной температурой
• При монтаже можно перекрещивать. Особенно актуально при согревании водопроводных узлов. Кабель в месте скрещивания не перегревается и не выходит из строя
• Остается работоспособным при обрыве. Если по каким-то причинам оборвется токоведущая жила внутри кабеля, то до этого места он все-равно будет греть
• В случае обогрева труб саморегулирующим кабелем, есть модификации для размещения внутри трубы, что значительно повышает КПД
• Не требует теплодатчика и терморегулятора. Подключается напрямую в розетку или к выключателю
• Простота подключения, есть специальные наборы для подключения к электричеству, внутрь трубы, заделки конца кабеля.

Недостатки

Ну куда ж без них? Основной – это конечно же цена. В зависимости от модификации она бывает в 2-3 раза дороже аналогичной мощности/длины для резистивных и зональных греющих кабелей.

Второй значительный недостаток – саморегулирующим кабелем нельзя быстро обогреть/оттаять тот или иной участок. Он просто не нагреется выше номинальной температуры. Этот кабель предназначен скорее для того, чтобы быть включенным постоянно, благо, низкое энергопотребление позволяет пережить это безболезненно для вашего кошелька

Третий недостаток, а скорее особенность этого отопительного элемента – повышенная стартовая нагрузка. Допустим на вашем кабеле маркировка 50Вт м.п. (50 Ватт на один погонный метр) – это означает, что при включении кабеля в сеть нагрузка будет составлять 80-100 Ватт на метр до тех пор, пока кабель первый раз не прогреется (1-5 минут) – эту особенность стоит учитывать при прокладке проводки соответствующего сечения.

Подключение

Некоторые модели саморегулирующих греющих кабелей имеют дополнительные оплетки и защитные экраны. Мы рассмотрим подключение кабеля с двумя изоляционными оплетками.

1. Надрезаем и снимаем первую изоляцию на длину 40 мм;
2. Под ней находится медная оплетка (земля) – скручиваем ее в жгут;
3. Под оплеткой находится внутренняя изоляция – её нужно зачистить до внутренней матрицы (она черного цвета) на длину 30 мм;
4. После этого аккуратно срезается сама матрица, оголяя токоведущие провода, на ту же длину 30мм;
5. На провода (токоведущие и землю) надеваются термоусадочные трубки, длиной 25 мм, усаживаются феном, но чаще всего зажигалкой J;
6. Токоведущие провода после этого можно объединить еще одной термоусадочной трубкой и усадить их вместе;
7. Кабель готов к подключению.

Порядок разделки кабеля

Как видно, никакого принципиального отличия в подключении данного кабеля от обычного силового с заземлением нет. Различия есть в заделке оконцовки такого кабеля. Т.к. греющий кабель – окончательный элемент и ни к чему не подключается – его конец должен быть соответствующим образом заделан. Производители саморегулирующих греющих кабелей продают специальные комплекты для их разделки и оконцовки. Работа же сводится к следующему:

1. Зачищается первый слой изоляции на длину 20мм;
2. На медную оплетку надевается термоусадочная трубка по длине на 10 мм больше;
3. После усадки, пока трубка не остыла, свободный конец зажимается плоскогубцами;
4. Все это после остывания намазывается слоем силиконового герметика
5. На всю эту конструкцию надевается еще одна термоусадочная трубка большего диаметра, чтобы перекрывать внутреннюю трубку на 20 мм в обе стороны
6. Усаживается феном до тех пор, пока на конце не появится выдавленный силикон.
7. Трубка загибается и зажимается плоскогубцами пока не остыла

Порядок работ по оконцовке кабеля

После таких манипуляций кабель смело может отправляться в самые опасные и мокрые места. Влага ему теперь не страшна.

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 , 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.

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.