В регионах с суровым климатом греющий провод поможет решить проблему перемерзания инженерных сетей. Установить проводник можно как на стадии строительства дома, так и в уже эксплуатируемых зданиях. Монтаж эффективной системы обогрева подразумевает правильный выбор греющего кабеля. Для этого нужно знать о его видах, характеристиках и способах подключения.
Что это такое, применение
Греющий кабель — это гибкий проводник, представляющий собой одножильный, двухжильный или трехжильный провод. Основная функция кабельной продукции этого типа заключается в преобразовании электрической энергии в тепло, что становится возможным благодаря удельному сопротивлению металла.
Кабельный обогрев используется не только для обеспечения бесперебойного функционирования трубопроводов. С его помощью можно решать и другие задачи.
- Монтировать систему «тёплый пол».
- Укладывать по периметру кровли, тем самым предотвращая образования сосулек.
- Обогревать грунт в дачных теплицах и парниках.
- Осуществлять подогрев лестниц, пандусов, уличных площадок и дорожек.
- Конструировать системы антиобледенения на морских судах, в авиации и на железнодорожном транспорте.
Главное достоинство греющего провода в его гибкости. Провод можно уложить на любых криволинейных поверхностях. Привлекает в этой системе обогрева и простота её монтажа. Кабель, предназначенный для обогрева, состоит из нескольких элементов:
- центрального металлического провода;
- полимерной оболочки, которая может быть защищена экраном из фольги или медной оплётки (необходимы для предотвращения короткого замыкания и нейтрализации воздействия электромагнитного поля);
- внешней прочной оболочки из полихлорвинила или нержавеющей стали.
Виды греющего провода
Производители предлагают два вида греющего кабеля:
- резистивный;
- саморегулирующийся.
Мощность любого вида гибких проводников рассчитывается в ваттах на 1 погонный метр. Резистивные и саморегулирующиеся кабели имеют несколько технических характеристик, на которые ориентируются при выборе материала для устройства системы обогрева.
- Максимальная длина цепи. Этот параметр определяет предельную длину линии, в том числе разветвлённой. Напрямую зависит от толщины и удельного сопротивления провода, количества жил. При превышении допустимой длины цепи высок риск выхода из строя всей системы обогрева.
- Максимальная рабочая температура. Сообщает о возможности кабеля поддерживать рабочую температуру на протяжении длительного периода времени.
- Максимальная температура без нагрузки. Эта характеристика определяет условия эксплуатации кабеля в отключенном состоянии.
Независимо от вида проводников, различают три их линейки.
Таблица: виды греющего кабеля с характеристиками
Резистивный и саморегулирующийся кабели отличаются принципом действия и способами подключения. Каждый из этих проводников имеет свои достоинства и недостатки.
Резистивный: плюсы и минусы
Резистивный кабель отличается более простой конструкцией и невысокой ценой. Бывает трёх видов:
- одножильный;
- двухжильный;
- зональный.
При монтаже требует внимательности и аккуратности, так как вывод из строя одного из участков требует замены всей цепи. Отличительная особенность резистивного кабеля в том, что он обеспечивает стабильный равномерный нагрев по всей протяжённости трассы.
Выпускается в виде бухт и секций с заданной длиной и мощностью провода. Если заводское изделие укоротить, можно увеличить сопротивление проводника, и тем самым, повысить температуру его нагрева. Это чревато оплавлением изоляции и выходом системы обогрева из строя.
Многие производители резистивных кабелей сопровождают свою продукцию подробной инструкцией по монтажу и комплектуют следующими материалами:
- диском с видеоматериалами;
- гофротрубой для установки термодатчика;
- монтажной лентой.
Одножильный
Наиболее простой в конструкции проводник. Состоит из нескольких элементов:
- металлического провода (нагревательной жилы);
- изоляции из полимерных сплавов или окиси магния;
- медной оплётки, выступающей в качестве экрана;
- внешней изоляции.
Максимальная температура нагрева проводников этого вида — 60–65°С.
Двухжильный
Двухжильный отличается от одножильного количеством токопроводящих проводов и способом подключения. Является более мощным проводником, состоящим из нескольких элементов:
- двух нагревательных жил, каждая из которых находится во фторопластовой изоляции;
- одной дренажной жилы без изоляции (уложена поверх первых двух);
- экранирующей оболочки из фольги, охватывающей все три жилы;
- внешней термостойкой изоляции.
Одножильный и двухжильный резистивные кабели называют «последовательными», так как токопроводящие элементы в них расположены равномерно на всем протяжении провода. Наиболее надёжную продукцию предлагают следующие компании:
- норвежская NEXANS;
- финская ENSTO;
- DEVI (Дания);
- испанская CEILHIT;
- украинская «ЭКСОН»;
- российская «ССТ».
Зональный
Зональный резистивный кабель иначе называют «параллельным». Он отличается от двух предыдущих видов проводников резистивного типа конструкционным решением.
- Состоит из двух токопроводящих жил. Через определённое расстояние (100–150 см) в изоляции жил предусмотрены «контактные окна».
- Поверх жил уложена спираль, изготовленная из сплава с высоким удельным сопротивлением.
- Спираль в точках своего изгиба (контактных окнах) поочерёдно замыкается с каждой из двух жил. При этом образуются параллельно расположенные зоны нагрева, максимальная длина которых может оставлять 200 см.
Зоны образуют систему нагревательных элементов — резисторов и являются самостоятельными, независимыми от других, секциями системы обогрева.
Преимущества зонального кабеля:
- гарантирует стабильность мощности, независимо от температуры окружающей среды;
- позволяет проектировать системы любой длины без потери силы нагрева.
Саморегулирующийся: плюсы и минусы
Саморегулирующийся кабель работает по другому принципу и является более эффективным и экономичным проводником. Состоит из следующих элементов:
- Двух медных жил, покрытых сплавом олова или меди.
- Термопластичной матрицы, в которую впрессованы жилы.
- Первого и второго слоя внутренней изоляции.
- Медной оплётки.
- Внешней изоляции.
Регулирующий элемент — полимерная матрица, в состав которой входит углерод. В зависимости от температуры, в ней образуется разное количество токопроводящих связей, возникающих под действием углерода.
Термопластичная матрица и жилы расположены по всей длине провода. Поэтому ему не грозит перегрев или образование «холодных» зон, которые возможны у параллельного резистивного кабеля. Теплоотдача саморегулирующегося не зависит от его длины. Потому можно отрезать секцию нужного размера и в монтаже не опасаться перехлестов проводов друг с другом.
Принцип работы саморегулирующегося кабеля
- При подаче напряжения на токопроводники (жилы), начинается их нагрев.
- В это время в матрице образуются множественные слаботочные электрические цепи.
- При нагреве матрица из термопластичной пластмассы увеличивается в размерах, вследствие чего количество слаботочных связей уменьшается.
- При достижении заданной температуры проводник обретает состояние термического равновесия.
- Если температура окружающей среды повышается, число слаботочных связей в матрице продолжает снижаться, что приводит к более низкому потреблению электроэнергии.
- При понижении температуры окружающей среды матрица начинает уменьшаться в размерах и в ней возрастает количество связей, требующих электропитания. Проводник нагревается и отдаёт больше тепла.
Преимущества:
- простой монтаж;
- отсутствие риска перегрева при наложении отрезков кабеля друг на друга;
- нет необходимости в терморегуляторе.
Техника подключения кабеля для обогрева труб
Независимо от вида греющего кабеля, при его подключении нередко возникает необходимость в соединении секций между собой и установке муфт на концевые точки. Для выполнения этих работ потребуются следующие инструменты:
- отвёртка;
- канцелярский нож;
- пассатижи;
- бокорезы;
- промышленный фен.
Этапы выполнения работ по подготовке и изоляции концевой муфты:
- Отступив 20 мм от конца кабеля, ножом срезают внешнюю оболочку.
- С помощью отвёртки и пассатижей снимают металлическую оплётку.
- Если кабель саморегулирующийся, бокорезами отрезают 10 мм одной из токопроводящих жил вместе с находящейся на ней матрицей. В результате должно получиться два разных по длине провода.
- Вставляют кабель в термоусадочную муфту и начинают нагревать её промышленным феном. Оптимальная температура — 350°С.
- Зажимают торец горячей термоусадочной муфты пассатижами.
Этапы выполнения работ по соединению двух отрезков кабеля:
- Отступив от конца провода 20 мм, срезают внешнюю оболочку.
- Отвёрткой расслаивают металлическую оплётку и скручивают все тонкие проводки в жгут. Загибают его в сторону противоположного конца кабеля и прижимают к внешней оболочке.
- Снимают промежуточную изоляцию.
- Зачищают жилы и раздвигают их в противоположные стороны.
- Если провод саморегулирующийся, матрицу срезают в виде треугольника.
- Аналогичным образом подготавливают конец другого отрезка провода.
- На один из кабелей надевают термоусадочную трубку крупного сечения.
- Вставляют жилы двух кабелей в узкие термоусадочные трубки (для каждой жилы — своя трубка) и приступают к нагреву.
- Закрывают место изоляции крупной термоусадочной трубкой и нагревают её феном.
Видео: как подключить греющий кабель
Как установить и подключить резистивный провод своими руками
В комплект поставки резистивных кабелей входят температурные датчики, управляющая автоматика, термоусадочные трубки. Установка одножильного проводника осуществляется подключением обоих его концов к терморегулятору. Двухжильный подключают только одним концом, второй изолируют с помощью концевой заглушки.
Термодатчик устанавливают на внешней стороне трубы так, чтобы он находился на одинаковом расстоянии от начала и конца магистрали. Кабель можно проложить внутри или поверх труб. В первом случае потребуется менее мощный проводник. Варианты укладки провода:
- прямой линией;
- волнообразно;
- по спирали.
Рекомендуемая мощность греющего резистивного кабеля для труб разного сечения:
- 15–25 мм — 10 Вт;
- 25–40 мм — 16 Вт;
- 40–60 мм — 24 Вт;
- 60–80 мм — 30 Вт.
Трубопровод с обогревом посредством резистивного кабеля не нуждается в утеплении, так как проводники этого вида способны поддерживать стабильность температуры за счёт контроля со стороны датчиков.
Монтаж саморегулирующегося кабеля
Саморегулирующийся кабель может продаваться метражом или готовыми к установке комплектами. В первом случае при монтаже потребуется установка муфт. При устройстве обогрева полипропиленовых и металлопластиковых труб рекомендуется предварительно укрыть их фольгой на всем протяжении трубопровода. Это обеспечит равномерное распределение тепла.
При установке кабеля снаружи магистрали рекомендуется укладывать его спиралью с шагом 4–5 см. Прокладка внутри труб возможна только линейным способом: провод протягивают от одного конца магистрали до другого.
Независимо от способа монтажа греющего кабеля, инженерную сеть теплоизолируют любым удобным способом: с помощью пенопластовых скорлуп, минеральной ваты, материалов на основе вспененного полиэтилена. Руководствуются правилом: чем толще слой теплоизоляции, тем лучше.
Если кабель устанавливают внутри трубы, достаточно мощности 10 Вт. При наружном монтаже требуется 17–30 Вт, в зависимости от толщины теплоизолирующего слоя и климатических условий региона.
teplo.guru
Виды кабелей для обогрева
Резистивные модели
Проводники, которые применяются для укладки теплого пола, а также для обогрева канализационных и водопроводных труб, работают по единому принципу. Все они обладают достаточно высоким сопротивлением, и когда по ним идет ток, нагреваются. Значительная часть тепла передается оплетке провода, а от нее — окружающим объектам.
И все же разница в работе разных нагревательных кабелей присутствует. По способу распределения тепла изделия делятся на:
- Резистивные.
- Саморегулирующие.
Резистивный кабель — это проводник с постоянной степенью нагрева, которая регулируется только изменением подаваемого напряжения. Из-за этого подключаются резистивные кабели почти всегда через терморегулятор, автоматически управляющий питанием и не допускающий перегрева.
Виды резистивных греющих кабелей:
- Одножильные — самые простые и доступные. Основа — нихромовый провод с фиксированным сопротивлением. При включении провод греется, передавая тепло полимерной термостойкой оболочке и медной оплетке. За гидроизоляцию обычно отвечает герметичный кожух.
Конструкция оплетки и оболочек отличается у разных моделей. Например, для закладки в нагруженную стяжку я бы рекомендовал выбирать так называемые бронированные кабели. У них более толстая оплетка, которая хуже проводит тепло, но значительно лучше противостоит сжатию.
- Двужильные — более сложные за счет того, что у них токопроводящая и нагревательная жилы разделены. С другой стороны, они не дают таких сильных электромагнитных наводок при той же эффективности нагрева.
- Зональные — самые сложные конструкции с сегментной изоляцией. В местах стыка отдельных сегментов изоляции (обычно через каждые 0,8–1 м) оплетка замыкается на токонесущую жилу. Благодаря этому каждый сегмент нагревается отдельно, что позволяет выровнять температуру трубы или отапливаемого участка пола.
К достоинствам резистивных проводников я бы отнес простоту и приемлемую стоимость.
Если же говорить о минусах, то это обязательное подсоединение к терморегулятору, невозможность обрезки по длине, а также риск перегорания при недостаточно эффективном теплоотведении.
Модели с саморегуляцией
Альтернатива резистивным моделям — саморегулирующийся нагревательный кабель. Его тоже можно подключать через термостат, но и сама конструкция изделия обеспечивает защиту от перегрева:
- Основа кабеля — две токопроводящие жилы. Обычно используются нихромовые проводники в экранирующей оплетке и надежной изоляции.
- За нагрев и регулировку работы отвечает матрица. Она располагается между проводниками и представляет собой пластину, проводимость которой зависит от температуры. Чем сильнее нагревается матрица, тем меньше на ней остается токопроводящих дорожек, и тем меньше будет поступающее напряжение.
- Главное достоинство системы — обратная связь. Чтобы кабель не перегорал при перехлесте, плохом отведении тепла и т. д., матрица автоматически снижает его проводимость при достижении определенной температуры. Благодаря этому не только сохраняется целостность проводника, но и повышается эффективность обогрева.
За счет повышения КПД можно неплохо сэкономить. Это лучше всего ощущается при использовании теплых полов в достаточно больших помещениях.
Недостатки саморегулирующихся изделий:
- Малый срок службы теплового кабеля. После 10–15 лет службы в матрице начинают накапливаться ошибки, и возрастает риск перегрева из-за неэффективной регуляции. Вот почему я бы не советовал закладывать саморегулирующиеся проводники в капитальную стяжку.
- Высокая цена. Самые дешевые модели стоят около 200–350 рублей за метр, что значительно дороже резистивных изделий.
С другой стороны, при монтаже своими руками саморегулирующиеся изделия можно резать на фрагменты нужной длины. Это не только удобно, но и экономно: мы можем купить кабель именно той длины, который нужен для прокладки снаружи либо внутри трубы или для обогрева участка пола.
Пример 1. Обогрев труб
Закрепление проводника снаружи
Одна из сфер, в которой традиционно применяют греющие кабели — это обогрев канализационных и водопроводных труб. Установка таких изделий позволяет защитить содержимое трубы от замерзания даже в самые сильные морозы, так что ледяные пробки не образуются и риск порыва будет минимальным.
Монтаж нагревательного кабеля может быть выполнен как снаружи трубы, так и внутри трубного просвета. Первый способ более простой и более распространенный, так что начну описание я именно с него:
Иллюстрация | Этап установки наружного обогрева |
Зачистка жил.
Конец кабеля, который мы будем подключать к проводу питания, очищаем от изоляции и оплетки, обнажая токопроводящие жилы. |
|
Соединение.
Используя скрутки или концевики, соединяем жилы провода для подключения к сети с жилами греющего кабеля, соблюдая полярность. |
|
Изоляция соединения.
Все места соединения проводов изолируем с помощью термоусадочных трубок. После завершения монтажа общую муфту надвигаем на место стыка и прогреваем строительным феном, тщательно изолируя контакты и защищая их от влаги. |
|
Подготовка поверхности трубы.
Металлические трубы очищаем от пыли и ржавчины. Пластиковые трубы желательно обернуть фольгой для лучшей теплопроводности. |
|
Установка кабеля.
Наклеиваем кабель на фольгированную поверхность, фиксируя его сверху скотчем с алюминиевым покрытием. |
|
Фиксация стяжками.
Для повышения надежности закрепляем кабель пластиковыми стяжками. Стараемся не повредить при этом изоляцию проводника. |
|
Теплоизоляционный кожух.
Для повышения эффективности кабельного обогрева надеваем на трубу с установленным проводником теплоизоляционный кожух из пенопласта, пенополиуретана или аналогичного материала. Фиксируем утеплитель металлизированным скотчем. |
|
Установка на трубу большого диаметра.
При теплоизоляции канализационных труб используется спиральная схема прокладки кабеля. Это позволяет максимально эффективно обогревать трубу по окружности и предотвращает образование ледяных пробок. |
|
Наклеивание отражающего слоя.
Каждый виток проклеиваем фольгированным скотчем для более эффективной теплопередачи. |
|
Обогрев запорной арматуры.
Чтобы при необходимости мы могли разобрать систему для замены крана, прочистки трубы и т.д., кабель напротив запорных элементов закрепляется в виде петли. Длина петли подбирается таким образом, чтобы мы могли обернуть ею трубу и зафиксировать проводник. |
Более подробно ознакомиться с методикой закрепления греющих проводов на трубах вам поможет видео, приведенное в этой статье, а также фото- и видеоматериалы из других статей раздела.
Заведение греющего элемента внутрь трубы
Прокладка кабеля в трубе также возможна. Более того, в ряде случаев — например, когда есть риск хищения или когда нужно обогреть уже проложенный контур — это единственное разумное решение.
Технология закладки нагревательных элементов в трубы диаметром от 20 мм и более показана в таблице.
Как соединить нагревательный элемент с проводником, используемым для подключения к сети, я уже рассказал в предыдущем разделе.
Иллюстрация | Этап монтажа кабеля в просвет трубы |
Сборка проходки.
Для установки кабеля внутрь трубы сначала монтируем так называемую «проходку» — комплект из фитингов, обеспечивающий герметичное заведение проводника в трубный просвет. Для герметизации проводника в проходке устанавливается сальник с шайбой, который фиксируется прижимной гайкой. |
|
Надевание герметизирующего узла.
На греющий кабель с концевиком надеваем:
Сложнее всего именно с сальником, потому что диаметр отверстия в нем меньше диаметра кабеля и тем более — меньше диаметра концевой защитной муфты. При надевании стараемся не повредить деталь, потому что это приведет к утрате герметичности. |
|
Пропуск через проходной фитинг.
Нагревательный кабель заводим в проходку и протягиваем по всей длине, до тех пор, пока сальниковый узел не сместится к точке соединения греющего кабеля с кабелем питания. |
|
Заведение в трубу.
Проходной фитинг устанавливается на входе в нужную трубу и фиксируется накидными гайками. После этого мы продвигаем кабель внутрь трубного просвета, пока он полностью не переместится туда, куда нужно. |
|
Фиксация сальника.
Сальниковый узел закрепляем на проходке прижимной гайкой. Гайку нужно закрутить плотно, но при этом не перетянуть. Так сальник прижмется к кабелю, но не повредит изоляцию. |
Пример 2. Обогрев полов
Расчет кабельного обогрева
Кроме защиты труб от мороза нагревательные кабели используются и для устройства систем обогрева полов. В отличие от пленочного теплого пола кабель удобен в первую очередь тем, что плотность его укладки можно регулировать.
Эффективность обогрева пола уложенным в стяжку кабелем обеспечивается его правильной раскладкой. При этом необходимо ориентироваться на потребляемую мощность помещения:
Помещение | Необходимая удельная мощность для обогрева, Вт/м2 |
Открытая площадка | 180 и выше |
Балкон/лоджия | 140 |
Спальня | 120 |
Детская | 120 |
Гостиная | 100 |
Кухня | 100 |
Прихожая | 100 |
Санузел | 130 |
Рассчитывая теплый пол, обратите внимание, что нагревательные кабели укладываются только на участках, свободных от мебели. Проводники, расположенные под тяжелым гарнитуром, могут пострадать либо от давления, либо от перегрева из-за плохого отведения тепла. Ну, и греть дно шкафа или кухонные тумбы за свой счет — тоже не лучшая идея.
Расчеты проводим так:
- Вычисляем нужную длину кабеля. Для этого умножаем полезную площадь помещения на удельную потребляемую мощность и делим на погонную мощность самого кабеля (указывается производителем).
- Определяем шаг укладки. При этом площадь помещения умножаем на 100 и делим на дину кабеля в метрах, рассчитанную ранее. Получаем оптимальное расстояние между витками нагревательного проводника в сантиметрах.
Оптимальное значение шага — от 6 до 15 см. В этом случае прогрев получается и интенсивным, и достаточно равномерным (мы не чувствуем разницы между температурой разных участков пола).
Если по расчетам шаг получается более 15 см, то можно пойти двумя путями:
- Увеличить длину кабеля. Если мы возьмем проводник той же мощности, то получим запас по производительности. Если же при увеличении блины мы купим меньший кабель — нагрев останется на том же уровне, но есть шанс сэкономить.
- Увеличить толщину стяжки. За счёт более толстого слоя цемента поверх проводников прогреваться пол будет медленнее. Зато равномерность напольного обогрева возрастет.
При использовании матов все совсем просто: просто подбираем изделия с подходящей удельной мощностью. Принимая во внимание, что на рынке в основном представлены модели 120–160 Вт/м2, проблем быть не должно.
Технология монтажа кабельного теплого пола
Если вы все рассчитали, то нам остается разобраться, как правильно смонтировать сам пол.
Иллюстрация | Технология монтажа кабельного обогрева |
Подготовка монтажных отверстий.
В стене проделываем отверстие для установки распределительной коробки и терморегулятора. В полу вырезаем штробу для закладки термодатчика. |
|
Подведение проводов.
В отверстие устанавливаем подрозетник, через который заводим провод от щитка. Именно от него будет запитан кабельный теплый пол. |
|
Грунтовка полов.
Пол, на который будет уложен греющий кабель, очищаем от мусора и обрабатываем проникающей грунтовкой. Если покрытие имеет значительные неровности, то может потребоваться выравнивание стяжкой. |
|
Укладка теплоизоляции.
Если теплый пол укладывается не под клей или стяжку, а под другое напольное покрытие, то целесообразно уложить дополнительный теплоизоляционный слоя. Рулоны из фольгированного материала укладываются встык и проклеиваются скотчем. |
|
Раскладка нагревательных матов.
При использовании матов с кабелем, закреплённым на полимерной сетке, раскладываем изделия по полу. При оформлении поворота аккуратно разрезаем сетку, стараясь не повредить кабель. |
|
Крепление монтажных пластин.
При использовании кабеля, не закрепленного на матах, устанавливаем на пол стальные монтажные пластины. Фиксируем их к основанию анкерами с пластиковыми гильзами. |
|
Укладка кабеля из бухты.
Кабель укладываем с шагом, который мы определили при расчетах. Для фиксации прижимаем кабель выступами монтажных пластин. |
|
Укладка термодатчика.
Температурный датчик заводим в гофротрубу, закрываем заглушкой и укладываем в штробу в полу. Штробу заделываем раствором. Провод от датчика подводим к терморегулятору. |
|
Подключение терморегулятора.
Провода от температурного датчика, греющего кабеля и кабеля питания присоединяем к клеммной колодке терморегулятора. При подключении ориентируемся на маркировку клеммной колодки — важно не перепутать ноль и фазу от каждого провода. |
|
Проверка системы.
Устанавливаем терморегулятор в гнездо и подаем напряжение. Проверяем работоспособность всей системы: кабель должен нагреваться равномерно и достаточно быстро. Проверку проводим за одну-две минуты, чтобы исключить перегрев. |
|
Укладка клеевой смеси.
Поверх кабельных матов наносим около 5-10 см клеевой смеси для плитки. Разравниваем смесь шпателем и зубчатой теркой формируем борозды, не задевая проводники. Клей укладываем без пропусков, которые могут привести к ухудшению обогрева напольного покрытия из-за малой теплопроводности воздуха. |
|
Облицовка пола.
На клеевую смесь укладываем плитку. Стараемся, чтобы облицовка всей поверхностью соприкасалась с клеем — так теплопередача будет эффективнее. |
Заключение
Укладка и подключение греющего кабеля — не самые простые задачи, особенно для новичка. Но если ориентироваться на озвученные советы, а также внимательно изучить видео в этой статье, то большинство вопросов исчезнет само собой. Кроме того, обратившись ко мне в комментариях, вы всегда сможете получить консультацию по кабельному обогреву пола или труб.
otoplenie-gid.ru