Ohřívací vodič: oblasti použití a způsoby instalace - Oprava bytu vlastníma rukama, konstrukce, design

Sekce ohřevu pro ohřev vody

Současným tématem jsou elektrické topné dráty. Zjistíme, jaký druh topného kabelu lze najít v prodeji, kde jsou používány kabelové topné systémy a jak jsou namontovány. Začněme.

Zásada působnosti

Jak je dobře známo, když proud proudí vodičem s nenulovou odolností, uvolní se teplo. Jeho množství je úměrné odporu vodiče a čtverci hodnoty proudu.

Celkové množství tepla může být vypočtena podle vzorce Joule-Lenz Q = I2 * R * t, kde:

Q - požadované množství tepla v Joule;
I - proud ve zesilovači;
R - úplný odpor vodiče v Omaha;
t - čas měření v sekundách.

Příklad použití vzorce

Praktický důsledek: ke snížení odvodu tepla z vodiče je nutné minimalizovat proud přes něj. Můžete to udělat bez ztráty výkonu zvýšením napětí. To je důvod, proč jsou všechny přenosové vedení vysokonapěťové.

Typické napětí přenosových vedení - 220-500 tisíc voltů

Jako zdroj tepla však může být použit také vodič ohřátý proudem. Na tomto principu fungují všechny přímé topné zařízení: elektrické sporáky, ohřívače, kotle atd.

Pájecí kabel je zvláštní případ takového zařízení. Jeho funkce je zahřátá na relativně nízké teploty (obvykle do 40 ° C).

Typická teplota podlahy kabelu

Nicméně, jak uvidíme později, stoto pravidlo je výjimkou.

Hrubý výpočet teploty topení vodičů lze provést pomocí vzorce Q = c * m * (t2-t1), kde:

Q - je přiděleno vodiči na jednotku času teplo (to je vypočteno podle výše uvedeného vzorce Joule-Lenz);
c - specifické teplo materiálu vodiče (pro měď při pokojové teplotě se rovná 380 J /(kg * C));
m - hmotnost vodiče v kilogramech;
t2 - požadovaná teplota po proudění;
t1 je počáteční teplota vodiče.

Poznámka: Schéma výpočtu nezohledňuje záření vyzařované vodičem při zahřátí a rozptýlení v důsledku konvekčního tepla. Aktuální teplota bude nižší než vypočtená a rozdíl se zvýší při ohřevu a zvýší tepelný výkon drátu.

Když se vodič rozptyluje, více tepla se rozptýlí

Proveďte výpočet za následujících podmínek: měděný vodič s odporem 10 ohmů a hmotností 0,5 kg je ohříván proudem 10 A po dobu 20 sekund. Teplota v místnosti je +20 stupňů.

Nahrazujeme všechny hodnoty ve vzorci: 102 * 10 * 20 = 380 * 0,5 (t2-20). Řešením jednoduché rovnice získáme 85 stupňů stupnice Celsia.

odrůdy

Jaký typ horkého drátu nabízí moderní trh?

V přiloženém videu se dozvíte více o tom, jak je uspořádáno a kde je aplikován ohřívací samoregulační vodič.

jednožilové odporové

Nejjednodušší konstruktivní a nejlevnější topný kabel - jednočinnýodporová Jedná se o obyčejný vodič v izolaci s jedním proudovým vodičem.

Toto rozhodnutí má několik zvláštních rysů, což ztěžuje jeho použití pro domácí účely:

Kabel musí tvořit uzavřenou smyčku, protože oba konce kabelu musí být připojeny k napájecímu zdroji;

Oba konce drátu jsou připojeny k napájecímu zdroji

Vždy pracuje při jmenovitém výkonu. Snížení teploty může být dosaženo pouze snížením napájecího napětí;
Překrytí drátu vede k jeho přehřátí (protože množství tepla se v jednom bodě zdvojnásobí), což často způsobuje zničení izolace a zkratu;
Kabel nelze odříznout. Snižování délky vodiče při konstantním napájecím napětí sníží jeho celkový odpor a proporcionální zvýšení proudového proudu. Protože odvod tepla je úměrný čtverci proudu, je zaručeno přehřátí zkráceného kabelu.

Seznámíme se s dvojicí vzorků jednosměrných kabelů:

image	popis
kabel PSTN	Topný vodič PNRS se používá k ohřevu betonu při záporných teplotách. Je monolit a není používán opakovaně, tedy mezi prioritami výrobce - minimální cena lineárního metru. PNSR využívá jádro nesoucí proud z pálené oceli v polyetylénovém pouzdru; S průměrem 1,2 mm činí metr pouze 1,44 rublů.
vodič pro externí připojení	Topné dráty se používají pro topení technologických zařízení (asfalt, extruderů apod.) A jsou určeny pro provoz při teplotách 550 až 800 stupňů. Jeho vlastnosti - použití jako vodič vysokoteplotních slitin a izolace skelných vláken. Rutinní metr drátu o průměru 1,2 mm stojí 340 rublů.

Zajímavé je, že odporové nízkoteplotní kabely jsou často poskytovány stíněním pojistky, které chrání elektroniku před uvedenými proudy. Autor má však vážné pochybnosti ve prospěch stínění: jakékoliv překážky a selhání v práci v oblasti výpočetní techniky a rozhlasu, nehlídal ani v bezprostřední blízkosti kabelového topného systému bez opletení.

Jednodílný kabel s opletením

Duplexní odpor

Jediným rozdílem od řešení, které jsme studovali výše, je druhý vodič, který umožňuje připojení kabelu, který zajišťuje koncová spojka, na napájecí zdroj jednou stranou. Všechny ostatní funkce jsou stejné: konstantní délka sekce, přehřátí s přetečením a konstantní výkon.

Hoření, odporové, rozvětvené

zóny

Zónový kabel je evoluční vývoj odporového. V něm jsou dva proudové vodiče s nízkou impedancí spojeny s každým jiným vodičem, který působí jako topné těleso.

Tato konstrukce umožňuje řezat kabel se segmenty libovolné délky: tím se změní spotřeba energie,ale teplota topení zůstane nezměněna, protože délka každého jednotlivého topného tělesa se nemění.

Zařízení a vlastnosti zónového kabelu

samoregulační

Všechny problémy odporového kabelu jsou úspěšně a velmi vtipně řešeny v takzvaném samoregulačním kabelu.

Jak je uspořádáno?

Mezi dvěma měděnými žilami s nízkým odporem je umístěna polovodičová matrice polymer-dielektrika s vysokým koeficientem lineární expanze ve vytápění. Polymeru se přidává jemně dispergovaný materiál (například grafitový prach).

Samoregulační kabel s uzavřenou izolací

Co to dává?

Automatická regulace teploty. Když se médium ochladí, polymerní matrice se zmenšuje a částice vodičů vytvářejí řetězce nesoucí proud. To vede ke zvýšení spotřeby energie ak generování tepla;

samoregulační mechanismus

Nezávislost termoregulace na různých úsecích kabelu. Při teplotním rozdílu mezi jednotlivými úseky bude počet proudových řetězů v nich rozdílný;
Bezpečnost provozu. Překrytí kabelu již nevede k jeho přehřátí: s nárůstem teploty se spotřeba energie v matici v oblasti překrytí sníží na minimum;
Efektivita nákladů. Kabel redukuje spotřebu energie za teplého počasí;
Schopnost řezat drátu se segmenty libovolné délky. Současně se opět změní plná síla úseku, alene její vytápění.

Zajímavé: Samoregulační kabel existuje jak ve verzi s vysokým napětím, napájený 220 V, tak v provedení s nízkým napětím. 12-voltový kabel zůstává bezpečný iv případě, že je izolace poškozena a používá se zejména k ohřevu akvárií a inkubátorů.

Ohřívání vodičů 12 V pro ohřev akvárií a inkubátorů

použití

Kde se používají kabely pro vytápění kabelů?

Zde jsou nejtypičtější oblasti jejich každodenního užívání:

Elektrické vyhřívané podlahy s pokládkou kabelů v šneku nebo pod obklady, ve vrstvě lepidla na obklady;

Teplá podlaha na lodžii

Ochrana vnějších plošin (sport, děti, parkoviště pro automobily apod.) Od vzniku sněhu a ledu;
Topné systémy pro střechy a žlaby. Zabraňují zamrzání žlabů v mimo sezónu a nahromadění nebezpečného sněhu na střeše;

Ohřev hornin střechy a háje

Ohřev vodovodních a odpadních vod při jejich otevřeném uložení nebo položení v půdě nad úroveň mrazu;
Ohřev nádrží (zásobní nádrže na vodu, septiky apod.).

Kabelové vytápění nádrží

Je zajímavé, že autorem tohoto článku je samoregulační kabel odpovědný za vytápění střechy mansarde umístěné na přední straně domu a otevření septiku. Systém vytápění ukázal, že jeho účinnost je vzácnáOmrzlina z Krymu: i při -20 ° С pokračovala funkce kanalizace.

instalace

Nyní je čas na odpověď na několik otázek, týkajících se instalace topného drátu s vlastními rukama:

Jaká by měla být specifická síla teplého kabelu při instalaci elektrické podlahy?

Pro kvalitativní izolaci místnosti - 150 wattů na metr čtvereční povrchu. U nevytopených prostor může být zvýšena na 200-250 wattů.

Typická síla teplých podlahových systémů - 150-220 wattů na m2

Je vhodné si ujasnit, že skutečná průměrná spotřeba energie v důsledku práce termostatu bude alespoň dvakrát tak nízká. Výkonová rezerva je nutná pouze pro rychlé zahřátí podlahy.

Jaké je maximální zatížení jednoho termostatu pro podlahu kabelu?

Při absenci dalších pokynů výrobce termostatu - 3600 wattů. S větším výkonem na teplé podlaze dochází k několika konturám s nezávislým řízením teploty.

Maximální zatížení termostatu je 3,6 kW

Jaká je síla kabelu, kterou je třeba pro vytápění potrubí?

Pokyn závisí na průměru potrubí:

Pro přívod vody je dostatečné 10 wattů na metr;
Pro odpadní vody o průměru 50 mm - 16 wattů;
Pro 110 milimetrovou kanalizaci - 30 W /m

Konkrétní výkon je obvykle uveden v označení kabelu

Jak připojit samoregulační kabel na napětí 220 voltůjídlo?

Normální vícežilový drát se dvěma nebo třemi (pokud je vybaven stíněním) s žilkami a vidličkou. Spojení žil je prováděno měděnými rukávy pod lisem. Izolace spojů je zajištěna smršťovací trubicí; Ona je také izolována na konci topného kabelu.

Sekvence sestavení topného úseku

Sada montážních prvků

Je možné položit topný kabel uvnitř vodovodu nebo kanalizace?

Ve vodovodních potrubích - můžete. Kabel je opatřen těsnícím těsněním.

Vnitřní vytápění přívodu vody

V kanalizaci - to je nemožné.

Existuje několik důvodů:

Kabel shromažďuje odpadky (vlasy, papír apod.) A přispívá k ucpání kanalizace;
Je velmi pravděpodobné, že bude navinut na kabelu nebo drátu a při vyčištění ucpání se poškodí;
Agresivní domácí odpad během 2-3 let narušuje tepelné smršťování a vede k výpadu topného úseku.

Kabel s celou tovární skořápkou však může být uzavřen do septiku nebo do filtračního prostoru. Autor kabelového ohřevu nádrže je organizován právě takto: několik spirál samoregulovaného kabelu je uzavřeno na dně nádrže, spojení s chladným koncem a konečnou spojkou jsou venku.

Kabel je uzavřen v septiku; konečná spojka a přípojka za studena jsou mimo nádrž

Jak opravittopný kabel pro vodovodní nebo kanalizační potrubí?

Je umístěn pod tepelnou izolací a je lepen hliníkovou páskou. Povrch odrážející hliníkovou pásku snižuje tepelné ztráty způsobené zářením a pomáhá ohřívat trubku.

Ve fototápěné kanalizační trubce s lepeným hliníkovým skotchem je ohříván kabelem

Při odtoku odpadních vod (bez izolace) by měl být kabel dodatečně upevněn polyethylenovými potěry. Hliníková páska je křehká a snadno se roztrhává a plášť samoregulačního kabelu je poměrně tuhý a pružný.

Polyetylénové zátky zajišťují další upevnění kabelů