Območni uporni grelni kabel. Grelni kabel kot topla tla

V primeru nevarnosti zmrzovanja cevi strokovnjaki priporočajo uporabo kabla za njihovo ogrevanje. Ko so cevi na prostem, na globini do enega in pol metra ali v neogrevanih prostorih, je treba najprej uporabiti grelni kabel.

Grelni kabel se pogosto uporablja za preprečevanje trdnih padavin, vzdrževanje določene temperature in zagotavljanje določene stopnje pretoka tekočine v cevi.

Za grelne cevi se uporabljata dve vrsti kablov: uporovni in samoregulacijski.

Uporovni kabel

Ima visoko trajno odpornost. Razlikuje se po svoji preprostosti in poceni. Tak kabel za ogrevanje cevi je sestavljen iz notranjega jedra, ki je izdelan iz materiala z visoko odpornostjo. Jedro je sposobno proizvajati toploto samo, ko teče tok.

Jedro je v celoti v plastični izolaciji, na vrhu pa ima bakreno pletenico. Takšnega kabla ni mogoče rezati, saj je izdelan v standardni dolžini. Njegova moč je konstantna in znaša 10-20 vatov na meter kabla.

Glavne pomanjkljivosti uporovnega kabla so: nizka odpornost proti obrabi in možnost pregrevanja, zaradi česar hitro odpove. Da bi preprečili pregrevanje, uporabite termične senzorje, ki izklopijo ogrevanje, ko je dosežena nastavljena temperatura.

Obstajata dve vrsti uporovnih kablov - linearni in conski. Linearni kabel za ogrevalne cevi ima toploto, ki se sprošča zaradi Joule-Lenzovega učinka med prehodom toka. Zasnova kabla ima nekaj posebnosti, ko grelno jedro doživi popoln padec uporabljene napetosti, vendar ne pride do pregrevanja.

Dolžina je lahko več kot sto metrov. Obstaja enožilni, dvojedrni ali z več jedri v obliki črt ali spiral. Takšnega kabla ni mogoče poljubno rezati.

Zonski kabel se od linearnega razlikuje po svoji zasnovi. Conski kabel ima dva vzporedna tokovna vodnika. Izolacija prevodnikov ima "okna" zamaknjena druga glede na drugo za nastavljeno razdaljo. Od zgoraj so jedra prekrita s tanko žično spiralo iz zlitine z visoko odpornostjo.

Conski kabel je mogoče razrezati na določene odseke z najmanjšo dolžino 1,5-2 metra. Zonski kabel se imenuje kabel z veliko močjo, ker ni odvisnosti moči od temperature.

Samoregulacijski kabel za ogrevanje

Ima spremenljiv upor, to pomeni, da je odvisna od temperature. Povečanje prenosa toplote se pojavi, ko se temperatura zniža, in obratno, ko se temperatura dvigne, pride do zmanjšanja prenosa toplote.

Tako kot uporovni kabel je tudi samoregulacijski cevni grelni kabel sestavljen iz dveh vzporednih pramenov, vendar nista izolirani drug od drugega. So v polimerni matriki ali povezani s spiralnimi polimernimi nitmi. Postopek samoregulacije se izvaja zaradi znatnega povečanja upora med segrevanjem naprave za proizvodnjo toplote kabla, ki je izdelana iz prevodnega polimernega materiala.

Lastnosti, ki jih ima samoregulacijski kabel za vodovodno ogrevanje:

Zahvaljujoč dvema vzporednima prevodnikoma je po celotni dolžini zagotovljena konstantna napetost;

Zahvaljujoč termoplastični lupini se izvaja izolacija in zaščita pred vlago in obrabo;

Zahvaljujoč pletenici pride do ozemljitve in dodatne zaščite pred mehanskimi vplivi.

Ko se zunanja temperatura zniža, se grelni kabel za vodovodne cevi sam spopade z zmanjšanjem toplotne moči in tako zmanjša porabo električne energije ali pa temperaturnih senzorjev sploh ni treba uporabljati. Kabel lahko takoj priključite na omrežje.

Čeprav je samoregulacijski kabel dražji od uporovnega, se ne splača varčevati, saj bo uporaba samoregulirnega kabla zaradi zmanjšanja stroškov v življenjski dobi popolnoma upravičena.

prednosti:

Za uporovni kabel je pomembno homogeno okolje po celotni dolžini, kar je zelo težko zagotoviti. Zato se tak kabel pogosto pregreje in odpove. Kar zadeva samoregulacijski kabel, se znižanje temperature na območjih z majhnim hladilnikom pojavi neodvisno, medtem ko se temperatura na drugih območjih vzdržuje;

Visoka odpornost na nenadne padce napetosti, tudi če se povečana napetost vzdržuje dlje časa;

Možno je izvesti prekrivanje kablov;

Kabel je mogoče razrezati na zahtevano dolžino.

Če je dovoljeno zanemariti naprave ogrevalnega sistema, se bo med temperaturnimi spremembami v žlebovih nenehno tvorila zmrzal, kar lahko znatno poveča mehansko obremenitev mehanizmov za pritrditev žlebov in žlebov. Zmrzal, ki nastane na ta način, znatno skrajša čas delovanja odtoka, in če ga maksimalno izkoristi, lahko privede do uničenja nekaterih fasadnih naprav.

Namen vgradnje drenažnega sistema ogrevanja je neprekinjen pretok taline vode, za katerega so predvideni pretočni kanali brez zmrzovanja. Namestitev grelnega kabla omogoča popolno odpravo nastajanja ledu na odtočnih napravah in drugih območjih, kjer obstaja velika verjetnost njegovega pojava. Hkrati se ustvarja delovanje odtoka skozi celotno zimsko obdobje.

Učinkovitost ogrevalnih sistemov pade na obdobje odmrzovanja - jeseni in spomladi, ko se temperatura giblje od -5 do +3 stopinj. Ogrevalni sistem je praviloma opremljen s temperaturnimi senzorji, s pomočjo katerih se neodvisno nadzoruje delovanje celotnega sistema.

Inženirska območja, kjer se najpogosteje polaga grelni kabel:

žlebovi;

Lijaki in območja okoli lijakov;

Pladnji za odvodnjavanje in zbiranje vode;

Kornice;

Cevi za nevihtno kanalizacijo.

Grelni kabel strehe

Tak kabel popolnoma prepreči nastanek ledu na strehi. Vendar je treba omeniti, da je učinkovito delovanje kabla za ogrevanje strehe možno le jeseni in spomladi, pa tudi med odmrzovanjem. To je razloženo z dejstvom, da je pri temperaturah pod minus 15 stopinj takšen ogrevalni sistem neuporaben. Poleg tega je možno poškodovati streho.

Trenutno se grelni kabel široko uporablja za ustvarjanje visokokakovostnih električnih ogrevalnih sistemov. Njegova glavna funkcija je pretvarjanje električnega toka, ki teče skozenj, v običajno toploto. Prednosti ogrevalnih kabelskih sistemov vključujejo prihranke pri vzdrževanju, enostavnost in enostavnost namestitve. Sodobni ogrevalni sistemi na osnovi grelnih kablov se pogosto uporabljajo v industriji in za gospodinjske potrebe.

V osnovi se grelni kabli uporabljajo za ogrevanje cevi in ​​cevovodov, različnih posod, rezervoarjev in drugih tehnoloških predmetov; ogrevanje površin pred hišami ali pred kočami, preprečevanje zaledenitve streh, za ustvarjanje sistemov "topla tla".

Obstajajo tri vrste grelnega kabla: uporovni, conski in samoregulacijski. Vsaka od teh dveh vrst ima svoje prednosti in slabosti. Vendar pa samoregulacija grelni kabel zmogljivosti uravnava prenos toplote in znatno prihrani energijo.

Uporovni grelni kabel

Načelo delovanja uporovnega grelnega kabla, kot pove že ime, je odvisno samo od stalnega konstantnega upora vzdolž celotne dolžine. Toplota v uporovnem kablu nastaja s kovinskim jedrom. Varnost kabla zagotavlja zanesljiva izolacija.

Posebnost te vrste kabla je njegova povečana elastičnost, ki mu omogoča, da prevzame želeno obliko. Elastičnost omogoča polaganje na površine katere koli konfiguracije. Uporovni grelni kabel zagotavlja povečan vnos toplote in ga je po potrebi mogoče položiti v več plasteh. Tak kabel se praviloma v tovarnah razreže v obliki končnih kabelskih odsekov določene dolžine, opremljenih s posebnimi spojkami. Pomanjkljivosti te vrste kabla vključujejo nezmožnost regulacije prenosa toplote. To pomeni, da obstaja velika možnost prekoračitve moči. Poleg tega uporovni kabel zahteva vzdrževanje: odstranjevanje ostankov, da se izognete pregrevanju.

Zonski grelni kabel

Z vsebuje dve vzporedno izolirani prevodni žici. Nad prevodnimi žicami se prekriva spirala žice z visoko ohmsko upornostjo, ki se izmenično zapira skozi kontaktna okna z eno ali drugo prevodno žico in tvori vzporedne grelne elemente - "cone". Vsaka "cona" predstavlja samostojen grelec dolžine približno 1 m.

Toplotna moč uporovnih in conskih kablov je praktično neodvisna od temperature. Za zagotovitev dolgoročnega in zanesljivega delovanja teh vrst kablov je zelo pomembno zagotoviti konstrukcijske pogoje za prenos toplote, da ne pride do nesprejemljivega pregrevanja.

Samoregulacijski grelni kabel

V nasprotju z uporovnim samoregulacijskim grelnim kablom zagotavlja ekonomično porabo energije; ima visoko največjo moč; lahko ga razrežemo na poljubne dolžine, kar prihrani stroške materiala in namestitve.

Samoregulacijski kabel lahko spreminja proizvedeno moč v vsakem od svojih odsekov glede na temperaturo okolice. Glavni element tega kabla je posebna plastična matrica. Specifično sproščanje toplote - od 6 do 100 W/m - se lahko razlikuje po dolžini odseka, odvisno od dejanske toplotne izgube. Tako se vsak odsek kabla tako rekoč prilagaja zunanjim pogojem. Odvajanje toplote je normalizirano pod strogo določenimi pogoji in je običajno vključeno v ime kabla.

Samoregulacijski kabel ima dva vzporedna vodnika. Prevodna jedra so obdana s prevodno plastiko, v kateri nastaja toplota. Za plastiko je značilna odvisnost prevodnosti od temperature, temperaturni uporni koeficient prevodne plastike pa je za red večji od koeficienta bakra ali jekla. To je tisto, kar kablu omogoča samoregulacijo toplotne moči. Tudi ta vrsta kabla lahko lokalno spreminja svojo moč, le v območju pregrevanja. Ta lastnost omogoča varno ogrevanje cevovodov in rezervoarjev, vključno s tistimi s spremenljivimi pogoji prenosa toplote po dolžini cevovoda.

Samoregulacijski kabel je dražji od uporovnega in to je morda njegova edina pomanjkljivost. Vendar pa ob pravilni zasnovi stroški sistemov, ki temeljijo na njem, presegajo stroške sistema na osnovi uporovnih kablov le za 15-25%, saj je potrebnih manj distribucijskih kablov. Toda glavna stvar je, da so takšni sistemi bolj zanesljivi in ​​ekonomični.

Ne bojte se, da bo samoregulacijski kabel izgorel, tudi če je preobremenjen ali pokrit z listi. Kabel sam samodejno prilagodi izhodno moč po optimalnem algoritmu. V tem primeru električna energija ni izgubljena. Tak samoregulacijski kabel je bistveno dražji, a je tudi bolj vzdržljiv in zanesljiv pri delovanju.

Primerjava lastnosti grelnih kablov

Sekcijski kabel

V klasičnem konceptu je kabel naprava za prenos električne energije ali električnega signala od točke "A" do točke "B", pri grelnih kablih pa je vse malo drugače. Njihova glavna naloga je oddajanje toplote po celotni dolžini ali na določenih območjih. Trenutno so na trgu tri vrste grelnih kablov: uporovni, conski in samoregulacijski grelni kabli. Od teh možnosti je slednja najdražja, a pogosto najbolj obetavna v smislu uporabe na skoraj vseh področjih.

Načelo delovanja

Razlika med samoregulacijskim kablom in uporovnim in zonskim kablom je v zasnovi in ​​principu delovanja. Skratka, uporovni kabel je dolg kotel, ki ga ni mogoče skrajšati. V tem primeru so tokovni vodniki grelni elementi.

Uporovni kabel.

Zonski grelni kabel je mogoče rezati tok v njem se napaja skozi vzporedne prevodnike, med katerimi je navit grelni element žice z visokim uporom. Skozi določene odseke se ta žica dotika enega od prevodnih jeder in zagotavlja ogrevanje odseka "cone"

Naprava za conski grelni kabel

Samoregulacijski grelni kabel je pametnejša zasnova. V notranjosti pletenic in zaslonov (odvisno od modifikacije) je glavni element kabla - dva bakrena vodnika, med katerima se nahajata grelna matrika. Videti je kot navaden gost polietilen, vendar ima lastnosti, ki dvigujejo ogrevanje kablov na povsem novo raven. Ta matrica je polprevodnik in s spremembo temperature spreminja svoje lastnosti.

Samoregulacijski kabel. Kaj je notri

Primer talnega ogrevanja

Recimo, da s takim kablom naredite talno gretje. Toda v različnih prostorih je običajno različna začetna temperatura tal, na primer v kopalnici je ena, na hodniku pa drugačna. Poleg tega se v isti sobi lahko začetna temperatura tal znatno razlikuje, in če uporabljate uporovni ali zonski kabel, lahko dosežete udobno ravnovesje tal, vendar le z razdelitvijo prostorov na "hladno" in "toplo" cono. Da bi to naredili, bo treba namestiti dodatne termostate in termične senzorje ... Ni zelo prijetna možnost, še posebej glede na pomanjkljivosti, o katerih bomo pisali spodaj.

Ureditev toplega poda s kablom

Samoregulacijski kabel vam omogoča, da v celoti izključite termostat iz vezja. Sam uravnava, kje je treba greti močneje, kje pa šibkeje zaradi svoje matrice. Recimo, da ste prišli domov z mraza in svoje zasnežene škornje pustili na tleh s samoregulacijskim kablom. Območje s škornji se bo torej segrelo bolj kot vsa druga področja točno dokler ne segreje vaših škornjev na nastavljeno temperaturo.

To znatno prihrani električno energijo zaradi dejstva, da se segreje samo območje, ki potrebuje ogrevanje.

Primer vodovodne instalacije

Uporaba grelnega kabla za ogrevanje vodovodne cevi

Da v hudi zmrzali voda v vodovodu ne zmrzne, ste jo zavili. Vsak ventil (vodomer, grobi filter itd.) Ima zapleteno geometrijsko obliko, ki ne omogoča, da se kabel neposredno dotakne kovine. Če uporabljate samoregulacijski grelni kabel, bo glavna poraba električne energije namenjena ogrevanju točno tistih območij, ki se dotikajo kovine, ker. kjer je prenos toplote najbolj izrazit. Hkrati se učinkovitost kabla večkrat poveča v primerjavi z drugimi sistemi za ogrevanje kablov.

Primer ogrevanja strehe

Pri ogrevanju strehe od žleda skoraj nikoli ne boste mogli uganiti, na katerem območju bo najbolj nevarno območje za nastanek poledice. Z uporabo tega polprevodniškega matričnega kabla ste lahko prepričani, da bo območje z največ ledu/vode ogreto.

Ogrevanje strehe s samoregulacijskim kablom

Koristni namig: Če boste za ogrevanje strehe uporabljali kabel, izberite vrsto, ki je odporna na UV žarke in dobro prenaša visoke temperature, npr. temperatura strehe se poleti dvigne na 50-60 stopinj. Na primer, Raychem ETL-10 lahko prenese temperature do 65 stopinj.

Prednosti

Poleg naštetih glavnih je še nekaj "čipov", ki dopolnjujejo sliko.

• Kabel je mogoče razrezati na poljubno dolžino, začenši od 20 cm, to na noben način ne bo vplivalo na njegove lastnosti. Ne bo hladnih območij, pa tudi območij z visokimi temperaturami
• Med namestitvijo se lahko prekriža. To še posebej velja pri ogrevanju vodovodnih enot. Kabel na križišču se ne pregreje in ne odpove
• Ko se pokvari, ostane funkcionalen. Če se iz nekega razloga jedro, ki prenaša tok, znotraj kabla zlomi, se bo do te točke še vedno segrelo
• Pri grelnih ceveh s samoregulacijskim kablom je treba v notranjost cevi namestiti modifikacije, kar bistveno poveča učinkovitost
• Ne potrebuje toplotnega senzorja in termostata. Priklopi se neposredno v vtičnico ali stikalo
• Enostavnost povezave, obstajajo posebni kompleti za priključitev na elektriko, znotraj cevi, tesnjenje konca kabla.

slabosti

No, kam brez njih? Glavna je seveda cena. Odvisno od modifikacije je 2-3 krat dražji od enake moči/dolžine za uporovne in conske grelne kable.

Druga pomembna pomanjkljivost je, da samoregulacijski kabel ne more hitro segreti/odtajati določenega območja. Preprosto ne bo vroče od nazivne temperature. Ta kabel je zasnovan tako, da je ves čas vklopljen, dobra, nizka poraba energije vam omogoča, da ga neboleče preživite za vašo denarnico

Tretja pomanjkljivost, a bolj značilnost tega grelnega elementa, je povečana začetna obremenitev. Recimo, da ima vaš kabel oznako 50W m.p. (50 vatov na linearni meter) - to pomeni, da bo, ko je kabel priključen na omrežje, obremenitev znašala 80-100 vatov na meter, dokler se kabel prvič ne segreje (1-5 minut) - ta funkcija mora biti upoštevati pri polaganju ožičenja ustreznega odseka.

Povezava

Nekateri modeli samoregulacijskih grelnih kablov imajo dodatne pletenice in zaščitne zaslone. Razmislili bomo o povezavi kabla z dvema izolacijskima pletenicama.

1. Prvo izolacijo razrežemo in odstranimo na dolžino 40 mm;
2. Pod njim je bakrena pletenica (mleta) - zvijemo jo v snop;
3. Pod pletenico je notranja izolacija - odstraniti jo je treba do notranje matrice (je črne barve) za dolžino 30 mm;
4. Po tem je sama matrica previdno odrezana, tako da so žice, ki prenašajo tok, izpostavljene enaki dolžini 30 mm;
5. Na žice (tokovne in ozemljene) so nameščene toplokrčljive cevi dolžine 25 mm, nameščene so s sušilcem za lase, najpogosteje pa z vžigalnikom J;
6. Tokovne žice se lahko nato združijo z drugo toplotno skrčljivo cevjo in sedijo skupaj;
7. Kabel je pripravljen za priključitev.

Postopek rezanja kabla

Kot lahko vidite, pri povezovanju tega kabla z običajnim napajalnim kablom z ozemljitvijo ni bistvene razlike. Obstajajo razlike v zaključku zaključka takega kabla. Ker grelni kabel je končni element in ni povezan z ničemer - njegov konec mora biti pravilno končan. Proizvajalci samoregulacijskih grelnih kablov prodajajo posebne komplete za njihovo rezanje in zaključevanje. Delo je sledeče:

1. Prvi sloj izolacije se odstrani na dolžino 20 mm;
2. Na 10 mm daljšo bakreno pletenico je nameščena toplotno skrčljiva cev;
3. Po krčenju, dokler se cev ne ohladi, se prosti konec vpne s kleščami;
4. Vse to po ohlajanju namažemo s plastjo silikonske tesnilne mase
5. Na celotno strukturo je nameščena še ena toplotno skrčljiva cev večjega premera, ki prekriva notranjo cev za 20 mm v obe smeri.
6. Krči se s sušilcem za lase, dokler se na koncu ne pojavi ekstrudiran silikon.
7. Cev se upogne in stisne s kleščami, dokler se ne ohladi

Vrstni red dela na zaključku kabla

Po takšnih manipulacijah lahko kabel varno gre na najbolj nevarna in mokra mesta. Vlage se ne boji več.

Uporovni grelni kabel se od drugih grelnih elementov razlikuje po majhnih dimenzijah in enostavnosti namestitve. Kot grelni element v napravi se uporablja prevodnik, ki ima visoko odpornost. V tem članku bomo obravnavali napravo in načelo delovanja uporovnega grelnega kabla.

Oblikovne značilnosti

Kako je urejen dirigent? Njegova zasnova temelji na jeklenih jedrih (eno ali dve), odvisno od tega je uporovni grelni kabel razdeljen na dve vrsti: z enim in z dvema jedrima. Prevodno jedro je izolirano s posebnim materialom. Pri nekaterih vrstah zasnova vključuje dve plasti izolacije. Na izolacijski material se nanese zaščitni zaslon iz kovine (zaščitna pletenica). Njegov namen je zaščita pred mehanskimi poškodbami, pa tudi uporaba kot ozemljitev. Za popolno zaščito se uporablja zunanja zaščitna lupina.

Uporovni grelni kabel z enim jedrom ima eno jedro, ki prenaša grelni tok, ki zavzema celotno dolžino konstrukcije. Uporaba takšne naprave velja za najbolj stroškovno učinkovito, saj je odporna na visoke temperature plastike. Napajanje se napaja z obeh strani naprave. Takšna shema lahko tvori nekatere meje v načrtu namestitve, saj je treba ogrevalni vodnik vrniti na točko njegove povezave. Obstaja tudi potreba po uporabi dodatnih napajalnih sistemov.

Dvožilna zasnova vključuje dve žici: grelno in tokovno. Električni tok se dovaja na en konec žice, na drugem koncu pa je nameščena sklopka. Pri pripravi projekta je ta možnost oblikovanja veliko bolj udobna za uporabo.

Načelo delovanja

Opisano je načelo delovanja zasnove, ki pravi, da bo z enakomernim električnim tokom vzdolž celotne dolžine vezja toplota nastajala na katerem koli območju. Večji kot je upor na tem področju, močnejša je toplota. Z drugimi besedami, princip delovanja je podoben električnemu grelniku: skozi prevodnik teče tok, ki proizvaja toploto. Močnejši bo, če bosta upor prevodnika in moč električnega toka večji.

Zato uporovni grelni kabel vsebuje grelni element, ki je sestavljen iz zlitin z nizkim prečnim prerezom in visoko odpornostjo. Prodaja se po določeni dolžini, vsak kos prevodnika ima stalen upor in sposobnost sproščanja enake količine toplote.

Načelo delovanja enožilnega prevodnika je naslednje: ker povezava z električno energijo poteka z dveh koncev, se uporovni grelni kabel potegne v zanki, tako da sta oba konca izdelka na enem mestu. Takšna povezava je prikazana na spodnjem diagramu (levo):

Načelo delovanja dvožilnega uporovnega kabla se razlikuje od prejšnjega. Uporaba dveh jeder vam omogoča, da dveh koncev izdelka ne pripeljete na eno mesto. Diagram na desni prikazuje pravilno povezavo.

To načelo delovanja praviloma omogoča uporabo naprave v gospodinjstvu in toplotnih ceveh majhnih velikosti. In da bi delo potekalo pravilno, je dovoljeno uporabljati cevi s premerom največ 40 mm.

Prednosti in slabosti

Načelo delovanja uporovnega kabla ima svoje prednosti in slabosti. Prednosti izdelka so naslednje:

• dostopni stroški;
• preprosta naprava;
• s pravilno namestitvijo traja več desetletij;
• pomembni kazalniki upornosti;
• pri dolgotrajni uporabi se ohrani stabilnost parametrov.

Sistem ogrevanja "topla tla" je že dolgo dokazal svojo učinkovitost in udobje, zato se pogosto uporablja po vsem svetu. Temeljno vprašanje je, kateri vir energije se uporablja za proizvodnjo toplote? Dokler obstaja sodobna razlika v cenah energentov, je za človeka ceneje kuriti trda goriva ali ogljikovodike, s prejeto toploto segrevati vodo in jo nato črpati skozi cevi toplega dna. Vendar je veliko bolj priročno uporabljati grelni kabel kot toplo tla, ne pa zapleten sistem cevovodov, kolektorskih sklopov in črpalk. Prevlada ogljikovodikov na energetskem trgu ne bo trajala večno in bolj priročna za prenos in rabo električne energije se bo neizogibno vedno bolj uporabljala za ogrevanje.

Grelni kabel kot topla tla

Teoretični izobraževalni program za ogrevanje kablov

Kot je znano iz šolskega tečaja fizike, električni tok ni nič drugega kot usmerjeno gibanje nabitih delcev pod vplivom električnega polja. Če ima katera koli snov tako proste nabite delce, ki se lahko premikajo, se imenuje prevodnik, če pa ne, potem dielektrik. Tiste snovi, ki lahko spremenijo število delcev glede na nekatere zunanje dejavnike, imenujemo polprevodniki. V navadnih kovinah naboj nosijo elektroni, v elektrolitih kationi in anioni, v plinih pa elektroni in ioni.

Vsak prevodnik ne dopušča, da bi tok nabitih delcev prost prehajal, ampak nanj izvaja določen upor, kar je fizično razloženo z dejstvom, da delci trčijo v atome prevodnika, jih "zrahljajo", izgubijo energijo in posledično se energija električnega toka delno pretvori v notranjo energijo prevodnika, ki se izraža v njegovem segrevanju.

Sposobnost prevodnika, da se upre pretoku električnega toka, se povsem logično imenuje upor.

Grelni kabli temeljijo na lastnosti vodnikov z odpornostjo, da se segrejejo, ko teče električni tok.

Kot je razvidno iz formule, je upor odvisen od upornosti, ki se nanaša na referenčne podatke (za določen material je nespremenjena), dolžine prevodnika in njegovega preseka. Specifične upornosti različnih prevodnikov si lahko ogledate v tabeli.

Upornost glavnih prevodnikov

Očitno je za prenos električne energije potrebno uporabiti materiale z najnižjo upornostjo - potem bo odstotek izgub nizek. To so aluminij, baker in jeklo velikega preseka za izdelavo kablov, žic, daljnovodov. V elektroniki se uporabljajo srebro, zlato, kositer, platina.

Če se prevodniki uporabljajo za ogrevanje, se lastnosti, ki škodujejo prenosu izgube energije, izkažejo za zelo koristne za pridobivanje toplote, zato so izbrani materiali z visoko upornostjo: volfram, nikrom, pocinkano jeklo, različne zlitine, ki proizvajalec grelnika lahko obdrži skrivnost.

Za oceno količine toplotne energije, ki jo prevodnik lahko sprosti, ko skozenj teče električni tok, se uporablja Joule-Lenzov zakon, odkrit že v 19. stoletju.

Joule-Lenzov zakon

Po tem zakonu je količina toplote Q enaka delu A in je neposredno odvisna od kvadrata tokovne jakosti - I, upora - R in časovnega intervala Δt.

Iz zgornjega diagrama je razvidno, da v zaprtem krogu teče tok, merjen z ampermetrom, in bo enak v vsakem njegovem odseku. V rezervoarju za vodo je grelni element R, katerega upor je toliko večji od drugih prevodnikov, da jih je mogoče preprosto zanemariti. Po Joule-Lenzovem zakonu se pri uporu R sprosti določena količina toplote, ki bo začela segrevati vodo v rezervoarju, medtem ko se v drugih delih vezja ne bo sproščala toplota. Reostat lahko spremeni tok v tokokrogu in količina proizvedene toplote se bo ustrezno spremenila.

Shema poskusa, ki potrjuje delovanje Joule-Lenzovega zakona

Učinek tega zakona vidimo na primeru električnih kotličkov, likalnikov, kotlov, kjer je upor njihovih termoelektričnih grelnikov - grelnih elementov veliko večji od električne napeljave. Zato oddajajo več toplote. Grelni kabel je enak grelni element, le da ima daljšo dolžino, zato se toplota ne sprošča lokalno, temveč vzdolž celotne dolžine kabla. Toplota, ki jo sprošča kabel, se prenaša na gradbene konstrukcije, vključno s talno oblogo. Grelne kable je mogoče položiti v material estriha, v lepilo za ploščice, v posebne kovinske sklope. Vodilni napajalni kabli z nizkim uporom se imenujejo "hladni" ali montažni konci.

Razvrstitev grelnih kablov

Zdi se, kaj je lažje? Vzeti morate material, ki ima visoko upornost, iz njega narediti kabel, izračunati toploto, ki jo ustvari, in končali ste. Toda v resnici to še zdaleč ni tako; grelni kabli morajo izpolnjevati niz posebnih zahtev, o katerih bomo razpravljali v nadaljevanju.

V kabelskih ogrevalnih sistemih (KSO), ki se lahko uporabljajo popolnoma drugačne oblike, uporabljenih materialov, gostote moči kabla, odvisno od namena:

• Ogrevanje prostorov. Najprej se uporablja sistem "topla tla", uporabljajo pa se tudi tople stene in celo topel strop. Običajno je električno talno ogrevanje narejeno za udobje ali dodatno ogrevanje poleg glavnega sistema. Kot glavni vir toplote njihova uporaba zaradi nedonosnosti ni priporočljiva in je v večini primerov nesprejemljiva, saj nobena elektroenergetska organizacija ne bo izdala dovoljenja za dodeljeno moč.

Na toplih tleh je udobno ne le hoditi, ampak tudi sedeti na njem

• Ogrevanje streh in žlebov je najbolj učinkovito z grelnimi kabli, saj vam prihranijo draga popravila strehe, odpravijo pa tudi poškodbe zaradi padajočih poledic.

Ogrevanje strehe podaljšuje njeno življenjsko dobo

• Ogrevanje verande, stopnic, klančin, vhoda v garažo, prostora pod vrati vhoda na ozemlje hiše. Pozimi sta udobje in varnost uporabe družbene odgovornosti podjetij na teh območjih oprijemljiva.

Na ogrevani verandi nikoli ne bo spolzko

• Ogrevanje cevovodov v zasebnih hišah. Cevi je treba vedno polagati pod globino zmrzovanja tal, vendar se zgodi, da na izstopnih mestih, prehod skozi temelj, tudi toplotna izolacija ne pomaga zaščititi cevi pred zmrzovanjem. Grelni kabli so vaša najboljša izbira.

Ogrevanje cevi

Uporovni grelni kabel

Že samo ime te vrste kabla pomeni, da gre za uporovno obremenitev - nekakšen podolgovat vodnik s konstantnim uporom, ki je večji od upora "hladnih kablov": moč in namestitev. Ogrevanje poteka s prevodnimi bakrenimi ali posebnimi zlitinami za ogrevanje, zaprtimi v izolaciji. Na vrhu izolacije je nujno nameščen zaslon iz bakrene pletenice ali folije, skupaj z drenažnim jedrom.

Zaslon opravlja zelo pomembne funkcije:

• Zaslon zmanjša elektromagnetno sevanje, ki je značilno za vse prevodnike s tokom, zlasti za izmenične.
• Zaslon je priključen na ozemljitev (PE vodnik), ki je del sistema za izenačenje potencialov (PSS). Če pride do okvare izolacije, se tokovi puščanja zaprejo na zaslon in gredo v tla, kar bo osebo zaščitilo pred električnim udarom. Poleg tega bo to povzročilo delovanje odklopnikov in naprav na diferenčni tok (RCD).

Uporovni kabli v svoji zasnovi so:

Zgradba uporovnih grelnih kablov

• Enožilni uporovni kabel - eno prevodno jedro se uporablja za ogrevanje. To je najcenejša vrsta grelnih kablov in zahteva skrbno polaganje, saj se morata začetek in konec tega kabla zbližati na eni točki in biti povezana s posebnimi krmilnimi napravami - termostati.
• Dvožilni grelni kabel v osrednjem delu ima dve jedri, zaprti v zaslon. V tem primeru sta lahko oba vodnika grelna, ali pa en vodnik ogreva, drugi pa napajalni ali, kot se imenuje, vračljiv. Na koncu dvožilnega kabelskega odseka je poseben končni tulec, ki povezuje dve grelni žici in izolira kabel. Prednosti dvožilnega kabla so očitne - če ga želite položiti, ga morate samo položiti v serpentinastem vzorcu, ne da bi ga bilo treba vrniti nazaj na termostat. Raven elektromagnetnega sevanja v dvožilnem kablu je veliko manjša kot pri enožilnem kablu, saj tokovi tečejo v grelnih vodnikih v nasprotni smeri. Očitno so ti kabli dražji.

Uporovni kabli se prodajajo v že pripravljenih odsekih, ki imajo fiksno dolžino, ki je sploh ne smete spreminjati. zakaj? Dejstvo je, da je najpomembnejša značilnost vsakega grelnega kabla specifična moč, ki jo sprosti en linearni meter kabla. Mora biti v območju 10-20 W / m in v nobenem primeru več, saj bo to povzročilo pregrevanje kabla in njegovo okvaro. Na primer, ko se uporovni kabel skrajša za polovico, se upor prepolovi, kar po Joule-Lenzovem zakonu vodi do dvakratnega povečanja količine toplote, material kabla pa za to ni zasnovan.

Komplet uporovnih kablov fiksne dolžine z montažnim kompletom

Dolžina odseka je izbrana na podlagi izračunov. Proizvajalci proizvajajo komplete z dolžino odsekov od 10 do 110 metrov, tako da je vedno mogoče izbrati potreben kabel z zahtevano gostoto moči. Obstajajo uporovni kabli na kolutih, ki jih je mogoče razrezati na poljubno dolžino, vendar je to prerogativ strokovnjakov, ki so sposobni narediti potrebne izračune.

Prednosti uporovnega grelnega kabla:

• Razumna cena.
• Trajnost lastnosti.
• Odsotnost udarnih tokov ne zahteva uporabe posebnih odklopnikov tipa C.

Slabosti uporovnega kabla so:

• Pri nepismeni namestitvi obstaja nevarnost lokalnega pregrevanja, kar bo povzročilo okvaro kabla.
• Nemožnost zmanjšanja dolžine grelnega kabla brez spreminjanja lastnosti.
• Kabel mora biti opremljen s potrebnimi parametri prenosa toplote.

Uporovni zonski (sečni) kabel

Razvoj uporovnih grelnih kablov je bil izum zonskega (sečnega) kabla, pri katerem skozi središče potekata dva vodnika z nizkim uporom, zaprta v izolaciji. Preko vodnikov je navita tuljava žice z visokim uporom. Po določenem intervalu (običajno 1 meter) se ta žica izmenično poveže z enim in nato z drugim osrednjim vodnikom. Očitno bo v tem primeru vsak odsek (območje) neodvisen grelni element, podobno kot vzporedna povezava uporov.