Ohrievací drôt: oblasti použitia a spôsoby inštalácie - Oprava bytu vlastnými rukami, konštrukcia, dizajn

Vykurovacia časť na ohrev vody

Našou súčasnou témou sú elektrické vykurovacie vodiče. Zistíme, aký druh vykurovacieho kábla nájdete v predaji, kde sa používajú káblové vykurovacie systémy a ako sú namontované. Začnime.

Princíp činnosti

Ako je dobre známe, pri prúde prúdu cez vodič s nenulovou odolnosťou sa uvoľňuje teplo. Jeho množstvo je úmerné odporu vodiča a štvorca hodnoty prúdu.

Celkové množstvo tepla sa môže vypočítať pomocou vzorca Joule-Lenz Q = I2 * R * t, v ktorom:

Q - požadované množstvo tepla v Joule;
I - prúd v zosilňovači;
R - úplný odpor vodiča v Omahe;
t - čas merania v sekundách.

Príklad aplikácie vzorca

Praktický dôsledok: na zníženie uvoľňovania tepla vodiča je potrebné minimalizovať prúd cez tento vodič. Môžete to urobiť bez straty energie zvýšením napätia. Preto sú všetky prenosové vedenia vysokonapäťové.

Typické napätie prenosových vedení - 220 - 500 tisíc voltov

Napriek tomu môže byť ako zdroj tepla použitý vodič ohrievaný pri prúdovom prúde. Na tomto princípe fungujú všetky prístroje na priame vykurovanie: elektrické sporáky, ohrievače, kotly atď.

Spájkovací kábel je špeciálny prípad takéhoto zariadenia. Jeho vlastnosť je zahriata na relatívne nízke teploty (zvyčajne do 40 ° C).

Typická teplota káblovej teplej podlahy

Ako však uvidíme neskôr, stoto pravidlo je výnimkou.

Hrubý výpočet teploty vykurovacej vodiče môžu byť vyrobené za použitia vzorca Q = C * m * (T2-T1), kde:

Q - stojí na vodiče tepla za časovú jednotku (počíta sa podľa vyššie uvedeného vzorca Joule-Lenz)
c - mernej tepelnej vodivé materiály (pre meď pri izbovej teplote sa rovná 380 J /kg (* C));
m - hmotnosť vodiča v kilogramoch;
t2 - požadovaná teplota po prúde prúdu;
t1 je počiatočná teplota vodiča.

Režim Upozorňujeme výpočet ignoruje vyžarované vykurovacím vodičom a odvádza teplo konvekciou. Skutočná teplota je nižšia, než sa predpokladalo, a rozdiel bude rásť vo forme tepla a zvýšenie tepelnej drôty.

Keď sa vodič rozptyľuje, viac tepla sa rozptýli

Tak vykonávať výpočty pre nasledujúce podmienky: medený drôt s odporom 10 ohmov a hmotnosťou 0,5 kg horúci prúd skrz prúd 10 A po dobu 20 sekúnd. Teplota v miestnosti je +20 stupňov.

Nahradí všetky hodnoty do vzorca: 102 x 10 x 20 = 380 * 0,5 (t2-20). Pri riešení jednoduchých rovníc dosahujeme 85 stupňov na stupnici Celzia.

odrody

Aký druh horúceho drôtu ponúka moderný trh?

pripojený videa vám povie viac o tom, ako nastaviť a kde je to vhodné samoregulačný vykurovací drôt.

jednojadrové odpory

Najjednoduchší konštruktívny a najlacnejší vykurovací kábel - jednočinnýrezistívny. Jedná sa o obyčajný drôt v izolácii s jedným prúdovým vodičom.

Toto rozhodnutie má niekoľko špecifických vlastností, ktoré veľmi sťažujú jeho použitie na domáce účely:

Kábel musí tvoriť uzavretú slučku, pretože obidva konce kábla musia byť pripojené k zdroju napájania;

Oba konce drôtu sú pripojené k napájaciemu zdroju

Vždy funguje pri menovitom výkone. Zníženie tepla sa dá dosiahnuť len znížením napájacieho napätia;
Prekrývanie drôtu vedie k jeho prehriatiu (pretože množstvo tepla sa zdvojnásobí v jednom bode), čo často spôsobuje zničenie izolácie a skrat;
Kábel sa nedá odrezať. Zníženie dĺžky vodiča pri konštantnom napájacom napätí zníži jeho celkový odpor a proporcionálne zvýšenie prúdového prúdu. Keďže odvod tepla je úmerný štvorcu prúdu, je zaručené prehriatie skráteného kábla.

Objavme sa pár vzoriek jednosmerných káblov:

image	popis
drôt PSTN	Vykurovací kábel PNRS sa používa na ohrev betónu pri negatívnych teplotách. Jedná sa o monolity a nie je použitý opakovane, preto medzi priority výrobcu - minimálna cena lineárneho metra. PNSR používa jadro nesúce prúd z pálenej ocele v polyetylénovej škrupine; Pri priemere 1,2 mm, meter stojí iba 1,44 rubľov.
drôt pre externé	Vykurovacie vodiče sa používajú na vykurovanie prvkov technologických zariadení (bitúmen, extrudéry atď.) A sú určené na prevádzku pri teplotách 550 až 800 stupňov. Jeho vlastnosti - používať ako vodič z vysokoteplotných zliatin a izolácie sklolaminátu. Rutinný meter drôtu s priemerom 1,2 mm stojí 340 rubľov.

Zaujímavé je, že odporové káble s nízkou teplotou sa často dodávajú tienením spojiva navrhnutého na ochranu elektroniky pred citovanými prúdmi. Avšak autor má vážne pochybnosti v prospech tienenia: akékoľvek prekážky a zlyhania v práci v oblasti výpočtovej techniky a rozhlasu, nehlídal ani v bezprostrednej blízkosti káblového vykurovacieho systému bez opások.

Jednodielny kábel s opletením

Obojstranný odpor

Jeho jediným rozdielom od riešenia, ktoré sme študovali vyššie, je druhý vodič, ktorý umožňuje pripojenie kábla, ktorý je pripojený koncovkou, k napájacej sieti jednou stranou. Všetky ostatné funkcie sú rovnaké: konštantná dĺžka úseku, prehriatie s prepadmi a konštantný výkon.

Horiace, odporové, rozkrojené

zóny

Zónový kábel je evolučný vývoj odporového. V ňom sú dva vodiče nesúce prúd s nízkou impedanciou navzájom prepojené vodiče, ktoré pôsobia ako vykurovacie prvky.

Táto konštrukcia umožňuje rezanie kábla segmentmi ľubovoľnej dĺžky: tým sa zmení spotreba energie,ale teplota vykurovania zostane nezmenená, pretože dĺžka každého jednotlivého vykurovacieho telesa sa nemení.

Zariadenie a vlastnosti zónového kábla

samoregulačné

Všetky problémy odporového kábla sú úspešne a veľmi vtipne riešené v takzvanom samoregulačnom kábli.

Ako je dohodnuté?

Medzi dvoma medenými žilami s nízkou odolnosťou je umiestnená polovodičová matrica z polymérneho dielektrika s vysokým koeficientom lineárnej rozťažnosti vo vykurovaní. Polyméru sa pridá jemne dispergovaný materiál (napríklad grafitový prach).

Samoregulačný kábel s utesnenou izoláciou

Čo to dáva?

Automatická regulácia teploty. Keď sa médium ochladí, veľkosť polymérnej matrice klesá a častice vodiča vytvárajú reťazce nesúce prúd. To vedie k zvýšeniu spotreby energie ak tvorbe tepla;

samoregulačný mechanizmus

Nezávislosť termoregulácie pre rôzne časti kábla. Pri rozdielnych teplotách medzi jednotlivými úsekmi bude počet prúdových reťazcov v nich rôzny;
Bezpečnosť prevádzky. Prekrytie kábla už nevedie k jeho prehriatiu: s nárastom teploty bude výkon spotrebovaný matricou v oblasti prekrytia klesať na minimum;
Efektívnosť nákladov. Kábel znižuje spotrebu energie v teplom počasí;
Schopnosť rezať drôt segmentmi ľubovoľnej dĺžky. Zároveň sa úplne zmení plná sila sekcie, alenie jej vykurovanie.

Zaujímavé: Samoregulačný kábel existuje ako vo vysokonapäťovej verzii, napájanej 220 V, tak aj vo verzii s nízkym napätím. 12-voltový kábel zostáva bezpečný aj pri poškodení izolácie a používa sa najmä na ohrev akvárií a inkubátorov.

Ohrievanie vodičov 12 voltov na ohrev akvárií a inkubátorov

aplikácia

Kde sa používajú vykurovacie systémy káblov?

Tu sú najtypickejšie oblasti ich každodenného použitia:

Elektrické vyhrievané podlahy s kladením káblov v skrutke alebo pod obkladačkami, vo vrstve lepidla na dlaždice;

Teplá podlaha na lodžii

ochrana vonkajších plošín (šport, deti, parkovisko pre autá atď.) Od vytvorenia ľadu a snehu;
Vykurovacie systémy pre strechy a žľaby. Zabraňujú zamrznutiu žľabov v mimosezóne a nahromadeniu nebezpečného snehu na streche;

Ohrev horniny strechy a háje

Ohrev vodovodných potrubí a splaškov pri ich otvorenom pokládaní alebo položení v pôde nad úroveň mrazu;
Vykurovanie nádrží (zásobné nádrže na vodu, septiky atď.).

Káblové vykurovanie nádrží

Je zaujímavé, že autor tohto článku je samoregulačný kábel zodpovedný za vykurovanie strechy manzardu umiestneného na prednej strane domu a otvorenie septiku. Vykurovací systém preukázal, že jeho účinnosť je zriedkaváOmrznutie v Kryme: dokonca aj pri -20 ° С kanalizácia aj naďalej fungovala.

Teraz je čas odpovedať na niekoľko otázok týkajúcich sa inštalácie vykurovacieho drôtu vlastnými rukami:

Aký by mal byť špecifický výkon teplého kábla pri inštalácii elektrickej teplej podlahy?

Kvalitatívna izolácia miestnosti - 150 wattov na štvorcový meter povrchu. Pre nevykurované priestory sa môže zvýšiť na 200 - 250 wattov.

Typická sila teplých podlahových systémov - 150 - 220 wattov na m2

Treba si ujasniť, že skutočná priemerná spotreba energie v dôsledku práce termostatu bude aspoň dvakrát tak nízka. Výkonová rezerva je potrebná iba na rýchle zahriatie podlahy.

Aké je maximálne zaťaženie jedného termostatu pre podlahu kábla?

Pri absencii iných pokynov výrobcu termostatu - 3600 wattov. S vyšším výkonom na teplom podlahe prebieha niekoľko kontúr s nezávislým regulovaním teploty.

Maximálne zaťaženie termostatu je 3,6 kW

Aká je sila kábla, ktorú treba vziať na zohrievanie potrubí?

Pokyn závisí od priemeru rúry:

Pri prívode vody je dostatok 10 wattov na meter;
Pre kanalizáciu s priemerom 50 mm - 16 wattov;
Pre 110-milimetrovú kanalizáciu - 30 W /m

Špecifické napájanie je zvyčajne indikované v označení kábla

Ako pripojiť samoregulačný kábel na napätie 220 voltov naJedlo?

Normálny viacžilový drôt s dvoma alebo troma (ak je vybavený tienením opleteným) s žilami a vidličkou. Spojenie žíl je vykonávané medenými rukávmi pod lisom. Izolácia spojov je zabezpečená zmršťovacou rúrkou; Ona je tiež izolovaná na konci vykurovacieho kábla.

Postupnosť montáže vykurovacieho úseku

Sada pre zostavu sekcií

Je možné položiť vykurovací kábel vo vnútri vodovodu alebo kanalizácie?

Vo vodovodných potrubiach - môžete. Kábel je vybavený tesniacim uzáverom.

Vnútorné vykurovanie prívodu vody

V kanalizačnom systéme nie je možné.

Existuje niekoľko dôvodov:

Kábel zhromažďuje odpadky (vlasy, papier atď.) A prispieva k upchatiu kanalizácie;
Je veľmi pravdepodobné, že bude navinutý na kábli alebo drôte a poškodený pri čistení upchatia;
Agresívny domáci odpad počas 2 až 3 rokov narušuje tepelné zmršťovanie a vedie k výpadu vykurovacieho úseku.

Kábel s celopodnikovou škrupinou však môže byť uzavretý v septikovej nádrži alebo v studne. Autor káblového vykurovania nádrže je usporiadaný práve takto: niekoľko otočení samoregulovaného kábla je uzavreté v spodnej časti nádrže, pričom spojenie s chladným koncom a konečnou spojkou sú vonku.

Kábel je uzavretý v septiku; konečné spojenie a pripojenie za studeným koncom sú mimo nádrže

Ako opraviťvykurovací kábel pre vodovodné alebo kanalizačné potrubia?

Je umiestnená pod tepelnou izoláciou a je lepená hliníkovou páskou. Povrch odrážajúci hliníkovú pásku znižuje tepelné straty spôsobené žiarením a pomáha ohrievať rúrku.

V ohrievanej kanalizačnej rúrke s lepeným hliníkovým škótcom je ohrev káblom

Ak je odtok odpadových vôd otvorený (bez izolácie), kábel by mal byť dodatočne pripevnený polyetylénovými potermi. Hliníková páska je krehká a ľahko roztrhnutá a plášť samoregulačného kábla je celkom tuhý a elastický.

Polyetylénové zátky poskytujú dodatočné upevnenie kábla