Основа кабельної системи опалення
Основою є, безумовно, нагрівальний кабель. Зовні він нагадує коаксіальний провідник, який використовується для передачі телевізійних сигналів, проте його призначення - перетворення протікає по ньому електричного струму в тепло.
Зазвичай невелика частина електроенергії перетворюється в тепло в будь-якому кабелі або дроті, але вона становить дуже малу величину (1-3%), причому приймається цілий комплекс заходів щодо її зниження. Для нагрівальних кабелів все навпаки: 100% потужності повинні бути перетворені в тепло, причому виділення цієї потужності на одиниці довжини кабелю (питоме тепловиділення) - найважливіший технічний параметр нагрівальних кабелів. У цьому сенсі нагрівальний кабель повинен бути нагрівальним елементом, виконаним по кабельній технології.
Є кілька основних видів нагрівальних кабелів:
- резистивні;
- саморегулюючі;
- зональні.
резистивні кабелі
Резистивні кабелі (від resistance - опір) - це кабелі з постійним опором. Вони являють собою дріт, одягнену в ізоляцію. Дріт має внутрішній опір і при підключенні до електричної мережі рівномірно нагрівається по всій довжині. Серйозним недоліком резистивних кабелів є наявність "гарячого" і "холодного"-решт, тобто місця з'єднання нагрівального кабелю з електричним дротом. Циклічну зміну температури "гарячого" кінця при постійній температурі "холодного" призводить до виникнення теплових напружень в муфті. Як показує практика, переважна більшість випадків виходу кабелю з ладу пов'язано саме з нею. Справа в тому, що якість муфти є одним з найважливіших критеріїв успішного вибору кабелю. Вона повинна забезпечувати герметичність сполучного вузла і надійний електричний контакт протягом багатьох років. Різні фірми використовують різні варіанти з'єднань (паяння, зварювання, опресовування) і герметизації (застосування термоусадочної пластмаси, заливка полімеризуються компаундами). Надійність і довговічність при цьому визначаються і досконалістю використаної технології, і якістю виконання вузла.
Резистивні кабелі використовуються секціями певної довжини, що залежить від виконання кабелю і напруги живлення. Рекомендуються до застосування тільки з терморегулятором.
Сьогодні найбільш поширені чотири конструкції резистивних нагрівальних кабелів:
- Одножильна;
- одножильним екранованим;
- двохжильна;
- двохжильна екранована.
На поверхні кабелю присутній маркування, що дозволяє безпомилково визначити тип кабелю, напруга живлення, питому потужність і дату випуску.
Екранований одножильний кабель
Єдина жила одножильного екранованого кабелю може виконуватися з ніхрому, оцинкованої сталі, латуні або іншого матеріалу, що становить ноу-хау фірми. Ізоляцію жили роблять двох-, трьох- і чотиришаровій. Для неї використовують ПВХ, зшитий поліетилен, тефлон (фторопласт), силіконову гуму. Температура нагрівальної жили при правильному монтажі і експлуатації системи не перевищує 80 ° С, в той час як ізоляція витримує більш 100 ° С. Чим менше розрахункове значення температури жили, тим легше ізоляція витримує перевантаження і кабель довше служить. Правда, питома потужність його при цьому знижується і доводиться укладати його щільніше.
Поверх внутрішньої ізоляції монтується екран із сталевого або мідного дроту, алюмінієвої фольги або свинцю, службовець, перш за все, цілям безпеки. Він захищає ізоляцію і жилу від механічних пошкоджень і є заземлюючим проводом. Але головне - екран істотно зменшує створюване кабелем електромагнітне випромінювання. А якщо при цьому використовувати додаткову тефлонову ізоляцію, то кабель успішно витримає і дворазові навантаження.
Зовні екрану наноситься захисна оболонка, як правило, з ПВХ. Нагрівальна секція з одножильного кабелю містить дві муфти і два холодних кінця. При розкладці на підлозі обидва кінці нагрівальної жили повинні підходити до термостата (точки підключення до мережі).
Конструкція двожильного нагрівального кабелю
У двожильних кабелях використовуються, залежно від конструкції, дві нагрівальні або одна нагрівальна і одна живить жили (що живить - з мідного дроту). У нагрівальної секції з двожильного кабелю на одному кінці всі дроти надійно з'єднуються і армуються кінцевою заглушкою, а на іншому завершуються муфтою і холодними кінцями для підключення до мережі.
Завдяки такій конструкції секція має ряд переваг.
По-перше, магнітні поля обох проводів із струмом замикаються один на одного і частково взаємно компенсуються.
По-друге, монтаж нагрівальної секції з двожильного нагрівального кабелю простіше, тому що не потрібно підводити другий кінець назад до термостата.
Ізоляція нагрівальних кабелів найбільш популярних марок кабелів витримує температуру До 105 ° С.
Термін служби нагрівальних кабелів
Нагрівальні кабелі, випущені провідними виробниками з сучасних матеріалів, мають терміни служби 25-50 років і більше.
саморегульовані кабелі
На відміну від резистивних, саморегулюючі кабелі здатні змінювати віддається ними потужність в залежності від температури навколишнього середовища. При підвищенні температури навколишнього середовища потужність, що виділяється кабелем, зменшується, а при зниженні температури - збільшується. Цьому сприяє живить конструкція саморегулюючого кабелю: між двома паралельними токонесущей жилами знаходиться композит, що складається з полімеру з вкрапленнями струмопровідний матеріал. При підвищенні температури полімер розширюється, за рахунок чого зв'язку між цими вкрапленнями порушуються, що еквівалентно збільшенню провідникові. Природно, ток падає і потужність, що виділяється кабелем, зменшується. При зниженні температури навколишнього середовища відбувається зворотний процес. Причому дана зміна потужності відбувається на кожному сантиметрі кабелю окремо, а не на всій довжині і саме там, де змінилася температура!
Саморегульовані кабелі дорожче резистивних, однак при розумному проектуванні вартість систем на їх основі перевищує вартість системи на резистивних кабелях лише на 15-25%, оскільки необхідно менше розподільних кабелів, при цьому вельми економно використовується гріючий кабель. Крім того, саморегулюючі системи більш надійні і економічні. Саме тому їх використовують при обігріві покрівлі та трубопроводів.
Зональні нагрівальні кабелі
Тепловиділяючим елементом тут є спірально накладена на дві ізольовані струмопровідні жили дріт зі сплаву високого опору. Крок з'єднання спіралі з струмопровідними жилами приблизно 1м. Таким чином, формуються зони тепловиділення, з'єднані паралельно.
Зональні кабелі багато в чому подібні до резистивним, але мають одне з переваг саморегулюючих: їх можна різати безпосередньо на об'єкті (але для цього необхідно знати точне місцезнаходження зонних контактів), тим самим зменшується перевитрата кабелю. Є можливість використання кінцевого ділянки до першого зонного контакту в якості "холодного" монтажного кінця. Вся конструкція оточена ізоляцією, екранами і захисними оболонками. Живиться з одного кінця.
Використання кабелів в житлових приміщеннях