Нагревателен проводник: области на приложение и методи за монтаж - Ремонт на апартамента със собствените си ръце, строителство, дизайн

Отоплителна секция за отопление на водоснабдяването

Сегашната ни тема е електрически нагревателни проводници. Ще разберем какъв вид нагревателен кабел може да се намери в продажба, където се използват кабелните отоплителни системи и как се монтират. Да започнем.

Принцип на действие

Както е добре известно, когато ток преминава през проводник с ненулево съпротивление, топлината се освобождава. Неговото количество е пропорционално на съпротивлението на проводника и квадрата на стойността на тока.

Общото количество топлина може да се изчисли с помощта на формулата на Joule-Lenz Q = I2 * R * t, в която:

Q - желаното количество топлина в джаула;
I - ток в проводник в усилватели;
R - пълно съпротивление на проводника в Omaha;
t - време на измерване в секунди.

Пример за прилагане на формулата

Практическа последица: за да се намали отделянето на топлина от проводник, е необходимо да се минимизира токът през него. Можете да направите това, без да губите мощност чрез увеличаване на напрежението. Ето защо всички преносни линии са с високо напрежение.

Типично напрежение на електропроводи - 220-500 хил. Волта

Въпреки това, проводник, нагрят при токов поток, може също да се използва като източник на топлина. По този принцип работят всички устройства с директно нагряване: електрически печки, нагреватели, котли и др.

Кабелът за запояване е специален случай на такова устройство. Неговата характеристика е загряване до относително ниски температури (обикновено в рамките на 40 ° С).

Типична температура на топъл под на кабела

Както ще видим по-късно, стова правило е изключение.

Грубо изчисляване на температурата на нагряване на проводниците може да се направи по формулата Q = c * m * (t2-t1), където:

Q - се разпределя към проводника на единица времева топлина (изчислява се по горната формула Joule-Lenz);
c - специфичната топлина на материала на проводника (за мед при стайна температура е равна на 380 J /(kg * C));
m - маса на проводника в килограми;
t2 - желаната температура след потока на тока;
t1 е началната температура на проводника.

Забележка: в изчислителната схема не се взема предвид излъчването, излъчвано от проводника при нагряване и разсейване поради конвекционната топлина. Действителната температура ще бъде по-ниска от изчислената, а разликата ще се увеличи с нагряването и ще увеличи топлинната мощност на проводника.

Тъй като проводникът се разсейва, повече топлина се разсейва

Да направим изчисленията за следните условия: меден проводник с съпротивление 10 ома и маса от 0,5 кг се нагрява от тока 10 А за 20 секунди. Стайната температура е +20 градуса.

Заменяме всички стойности по формулата: 102 * 10 * 20 = 380 * 0,5 (t2-20). Като решим просто уравнение, получаваме 85 градуса по Целзий.

сортове

Какъв вид гореща жица предлага съвременен пазар?

Прикрепеният видеоклип ще ви разкаже повече за това как се подрежда и къде се прилага саморегулиращият се нагревател.

едножилен резистивен

Най-простият конструктивен и най-евтин нагревателен кабел - еднодействащсъпротивителни. Той е обикновен проводник, изолиран с един токов проводник.

Това решение има няколко специфични характеристики, което го прави много трудно да се използва за битови цели:

Кабелът трябва да образува затворен контур, тъй като двата края на кабела трябва да бъдат свързани към електрозахранването;

Двата края на проводника са свързани към електрозахранването

Той винаги работи при номинална мощност. Намаляването на топлината може да се постигне само чрез намаляване на захранващото напрежение;
Припокриването на жицата води до неговото прегряване (тъй като количеството топлина се удвоява в една точка), което често води до унищожаване на изолацията и късо съединение;
Кабелът не може да се отреже. Намаляването на дължината на проводника при постоянно напрежение ще намали неговото общо съпротивление и пропорционално увеличение на токовия ток през него. Тъй като разсейването на топлината е пропорционално на квадрата на тока, се гарантира прегряване на съкратения кабел.

Да се запознаем с чифт образци от еднопосочни кабели:

изображение	описание
тел PSTN	Нагревателният проводник PNRS се използва за нагряване на бетона при отрицателни температури. Той монолизира и не се използва многократно, следователно сред приоритетите на производителя - минималната цена на линеен метър. PNSR използва тоководещо ядро от изгоряла стомана в полиетиленова обвивка; С диаметър 1,2 мм, разходът струва само 1,44 рубли.
тел за външни	Отоплителните кабели се използват за нагревателни елементи на технологичното оборудване (битум, екструдери и др.) И са предназначени за работа при температури от 550-800 градуса. Неговите характеристики - използване като проводник на високотемпературни сплави и изолация от фибростъкло. Рутинният метър на тел с диаметър 1.2 mm струва 340 рубли.

Интересно е, че резистивните нискотемпературни кабели често се осигуряват чрез екраниране на свързващо средство, предназначено да предпазва електрониката от посочените токове. Въпреки това, авторът има сериозни съмнения в полза на екраниране: всички пречки и неуспехи в работата на компютърните технологии и радио, той не гледа, дори и в непосредствена близост до кабелна система за отопление, без плитка.

Еднокомпонен кабел с оплетка

\ t

Двустранен резистивен

Единствената му разлика от разгледаното по-горе решение е вторият проводник на веригата, който позволява свързването на кабела, осигурен от крайното съединение към захранването от едната страна. Всички други характеристики са еднакви: постоянна дължина на секцията, прегряване с преливане и постоянна мощност.

Горене, резистивен, бифуркатен

\ t

зонални

Зоналният кабел е еволюционното развитие на резистивен. В него са свързани два токопроводими проводника с нисък импеданс, които действат като нагревателни елементи.

Този дизайн ви позволява да отрежете кабела с сегменти с произволна дължина: с това ще се промени консумацията на енергия,но температурата на нагряване ще остане непроменена, тъй като дължината на всеки отделен нагревателен елемент не се променя.

Устройство и характеристики на зоновия кабел

саморегулиране

Всички проблеми на резистивния кабел са успешно и много остроумно решени в така наречения саморегулиращ се кабел.

Как е организирано?

Между две медни жилки с ниско съпротивление са поставени полупроводникови матрици на полимер-диелектрик с висок коефициент на линейно разширение в нагряването. Полимерът се добавя фино диспергиран материал (например графитен прах).

Саморегулиращ се кабел със запечатана изолация

Какво дава това?

Автоматичен контрол на температурата. Когато средата се охлажда, полимерната матрица намалява по размер, а частиците на проводника образуват повече тоководещи вериги. Това води до увеличаване на консумацията на енергия и до производство на топлина;

механизъм за саморегулиране

\ t

Независимост на терморегулацията за различните участъци на кабела. С разликата в температурата между секциите броят на токопренасящите вериги в тях ще бъде различен;
Безопасност на експлоатацията. Припокриването на кабела вече не води до неговото прегряване: с повишаването на температурата, мощността, консумирана от матрицата в областта на припокриване, ще спадне до минимум;
Ефективност на разходите. Кабелът намалява консумацията на енергия при топло време;
Възможност за рязане на жицата с сегменти с произволна дължина. В същото време пълната мощност на секцията ще се промени отново, ноне за отопление.

Интересно: Саморегулиращият се кабел съществува както във версия с високо напрежение, захранвана от 220 волта, така и във версия с ниско напрежение. 12-волтовият кабел остава безопасен дори когато изолацията е повредена и се използва, по-специално, за отопление на аквариуми и инкубатори.

Загряване на жици 12 волта за отопление на аквариуми и инкубатори

прилагане

Къде се използват кабелните отоплителни системи?

Тук са най-типичните области на ежедневната им употреба:

Електрически подово отопление с полагане на кабел с винт или под облицовка, в слой от лепило за плочки;

Топла настилка върху лоджия

Защита на външните площадки (спортни, детски, паркинг за автомобили и др.) От образуването на лед и свит сняг;
Отоплителни системи за покриви и улуци. Те предотвратяват замразяването на коритата в извън сезона и натрупването на опасен сняг на покрива;

Отопление на скалите на покрива и горичката

Отопление на водопроводи и канализации при тяхното открито полагане или полагане в почвата над нивото на замръзване;
Отопление на резервоари (резервоари за съхранение на вода, септични ями и др.).

Кабелно нагряване на резервоари

Интересно е, че авторът на тази статия е саморегулиращият се кабел, отговорен за подгряването на покрива на мансардата, поставен в предната част на къщата, и за отваряне на септичната яма. Отоплителната система е показала своята ефективност за рядкостИзмръзване на Крим: дори при -20 ° С канализацията продължава да функционира.

инсталация

Сега е време да отговорим на няколко въпроса, по един или друг начин, свързани с инсталирането на отоплителна жица със собствените си ръце:

Каква трябва да бъде специфичната мощност на топъл кабел при монтирането на електрически топъл под?

За качествена изолация на помещението - 150 вата на квадратен метър повърхност. За неотопляеми помещения може да се увеличи до 200-250 вата.

Типична мощност на топлите подови системи - 150-220 вата на m2

Струва си да се изясни: действителната средна консумация на енергия, дължаща се на работата на термостата, ще бъде поне два пъти по-ниска. Резервът на мощност е необходим само за бързо загряване на пода.

Какво е максималното натоварване на един термостат за топъл под?

При липса на други инструкции на производителя на термостата - 3600 вата. С по-голяма мощност на топлия под се извършват няколко контура с независим контрол на температурата.

Максималното натоварване на термостата е 3,6 kW

Каква е силата на кабела да поеме за отопление на тръбопроводите?

Инструкцията зависи от диаметъра на тръбата:

За водоснабдяване достатъчно 10 вата на метър;
За отпадни води с диаметър 50 mm - 16 вата;
За 110-милиметрова канализационна система - 30 W /m

Специфичната мощност обикновено се посочва при маркиране на кабели

Как да свържете саморегулиращ се кабел за напрежение 220 V къмХрана?

Обикновен многожилен проводник с две или три (ако е снабден с екранирана оплетка) с жилки и вилица. Връзката на вените се извършва от медни втулки под притискащото устройство. Изолирането на връзките се осигурява от свиваща тръба; Тя също е изолирана от края на нагревателния кабел.

Последователност на сглобяване на отоплителната секция

Комплект за сглобяване на участък

Възможно ли е да се постави нагревателен кабел във водоснабдителната или канализационната система?

В тръбите за вода - можете. Кабелът е снабден с уплътнителен уплътнител.

Вътрешно отопление на водоснабдяването

В канализацията - не е възможно.

Съществуват няколко причини:

Кабелът ще събира отпадъци (коса, хартия и др.) И ще допринесе за запушване на канализацията;
Много е вероятно да бъде навит на кабел или жица и да се повреди при почистване на запушването;
Агресивните битови отпадъци за 2-3 години подкопават свиването на топлината и водят до излизане от отоплителната секция.

Въпреки това, част от кабела с цяла фабрична обвивка може да бъде затворена в септична яма или филтър. Авторът на кабелното отопление на резервоара е организиран по следния начин: няколко оборота на саморегулирания кабел са затворени в дъното на резервоара, с връзка със студения край и крайният съединител е отвън.

Кабелът е затворен в септична яма; крайната връзка и свързването на студения край са извън резервоара

Как да се поправикабел за вода или канализация?

Той е поставен под топлинна изолация и е залепен с алуминиева лента. Повърхността, отразяваща алуминиевата лента, намалява загубите на топлина, дължащи се на радиация, и спомага за нагряване на тръбата.

На снимката - затоплена тръба с лепилен алуминиев скоч се нагрява чрез кабел

При отворен (без изолация) канализационен канал кабелът трябва допълнително да се фиксира с полиетиленови замазки. Алуминиевата лента е крехка и лесно разкъсвана, а корпусът на саморегулиращия се кабел е доста твърд и еластичен.

Полиетиленовите запушалки осигуряват допълнително фиксиране на кабелите