Резистивный кабель

Резистивный кабель используют для обогрева крыш, трубопроводов, полов и других конструкций. Существует несколько видов изделия, некоторые не предназначены для применения в помещениях с пребыванием людей. От типа кабеля зависит и схема укладки.

Понятие резистивного греющего кабеля

Внешне греющий кабель не отличается от токопроводящего, используемого для электроснабжения установок.

Конструктивные особенности

Кабель состоит из таких компонентов:

1. Нескольких жил из материала с высокой резистивностью. Они заключены в электроизолирующую оболочку с высоким коэффициентом теплопроводности.
2. Металлической оплетки (экрана). Охватывает жилы, служит защитой от механических повреждений и заземлением, экранирует электромагнитное излучение.
3. Плотной оболочки из светостойкого полимера с высокой теплопроницаемостью. Тоже служит защитой от механических воздействий и дополнительной изоляцией.

Есть модели с двойной оболочкой.

Принцип действия

Работа греющего кабеля основана на законе Джоуля-Ленца. Согласно ему, в результате протекания тока в проводнике выделяется тепло с мощностью, пропорциональной произведению плотности электрического поля и напряженности.

В интегральной форме для тонких проводников закон звучит так: мощность выделяемой на участке проводника теплоты равна произведению квадрата силы тока и сопротивления материала. Математическая запись:

W=I²*R, где:

W - мощность тепловыделения;

I - сила тока;

R - сопротивление.

На выделение теплоты расходуется работа, совершаемая электрическим полем при перемещении заряда.

Сопротивление медных и алюминиевых жил токопроводящих проводов мало, они не греются. У резистивного кабеля оно, наоборот, велико, и при подключении к источнику питания он повышает температуру конструкции, к которой прикреплен.

Главные преимущества использования

Данному виду нагревателя присущи следующие достоинства:

1. Эластичность. Изделие можно использовать для нагрева криволинейных и ломаных поверхностей.
2. Отсутствие шума. В отличие от горелок, парогенераторов и других приспособлений, кабель не издает звуков.
3. Простая эксплуатация. Чтобы привести систему в рабочее состояние, нужно только подать питание.
4. Высокая надежность. В простой конструкции нечему ломаться, что сводит к минимуму риск обледенения крыши или другого элемента из-за сбоя в системе обогрева.
5. Эффективность. КПД электрического обогрева равен 99%, практически вся затраченная энергия тратится с пользой.
6. Низкая цена. Резистивный кабель обходится дешевле саморегулирующегося аналога с полупроводниковой матрицей.
7. Компактность и малый вес. Тонкий кабель не нагружает конструкцию и не влияет на ее габариты.
8. Отсутствие воды, пара, антифриза. В процессе использования кабелей-нагревателей не приходится сталкиваться с протечками, коррозией и другими недостатками жидкостных систем.
9. Равномерный нагрев по всей длине. Качественный обогрев получают все участки конструкции, независимо от ее продолжительности.

Области применения

Системы кабельного обогрева применяют в быту, промышленности, на транспорте и в других сферах. При использовании на улице изделие по возможности накрывают теплоизоляцией.

Для водопровода

Участки водопровода, которые по техническим причинам нельзя заглубить в землю, оснащают резистивным кабелем во избежание замерзания транспортируемой среды зимой. Есть 2 способа обогрева:

1. Наружный. Линию прокладывают поверх трубы спиралью или змейкой.
2. Внутренний. Кабель заводят в трубопровод сквозь специальные патрубки.

Во втором варианте используют изделия в оболочке из пищевого полимера. Этим способом обогревают трубы малого диаметра.

Для полов

Кабели-нагреватели используют в конструкции «теплого пола». Данный вид отопления характеризуется низкими теплопотерями, что объясняется следующим:

• он работает в низкотемпературном режиме (утечки тепла пропорциональны разности температур);
• нагретый воздух не касается наружных стен.

В бетонных полах резистивный проводник заливают стяжкой. Выпускают кабельные маты. Это полотнища из стекловолоконной сетки с прикрепленным к ней нагревателем, уже уложенным «змейкой». Система проста в монтаже - требуется только развернуть маты.

В деревянных полах поверх кабеля укладывают алюминиевые пластины для равномерного распределения тепла.

Для кровли

Нагреватели для кровли отличаются светостойкой оболочкой повышенной прочности. Их укладывают на участках, подверженных обледенению:

• карнизных свесах крыш и прилегающих к ним зонах;
• в желобах и трубах водостока.

Благодаря применению системы обогрева исключается травмирование людей падающими сосульками и уменьшаются затраты труда на очистку кровли от снега.

Для резервуаров

С помощью кабелей поддерживают положительную температуру в расположенных на улице емкостях с нефтепродуктами, сырьем для химического производства и другими жидкостями. Нагреватели укладывают вдоль всей поверхности резервуара. Если содержащаяся в емкости жидкость неагрессивна, их помещают внутрь.

Основные виды

Существует 3 вида резистивных кабелей:

• 1-жильные;
• 2-жильные;
• зональные.

Последний тип существенно отличается от 2 других. Он состоит из 2 токопроводящих жил и подключенных к ним по параллельной схеме участков нагревательной спирали.

Зональный кабель имеет 2 важных преимущества:

1. Его можно резать и наращивать без изменения удельной мощности тепловыделения. Во втором случае увеличивается потребляемый ток, это нужно учитывать при выборе питающей линии и коммутаторов.
2. При перегорании спирали другие участки остаются работоспособными. Прочие виды при таких поломках полностью выходят из строя.

Кабели 1-2-жильные резать нельзя - это приведет к снижению сопротивления и, как следствие, увеличению удельного тепловыделения и потребляемого тока. Наращивание, наоборот, понизит мощность нагрева.

Одножильный

Нагреватель состоит из 1 резистивной жилы. Преимущество такого решения - низкая стоимость.

Недостатки:

1. К источнику питания подключают оба конца. Приходится так укладывать изделие, чтобы они сходились в одной точке.
2. Сильное электромагнитное излучение. Такие нагреватели нельзя применять в «теплых полах» и других конструкциях, рядом с которыми постоянно находятся люди.

Двухжильный

Изделие состоит из 2 резистивных жил, соединенных последовательно с помощью муфты на одном конце. Достоинства кабеля:

1. К источнику питания подключается только 1 конец. Теплотехник имеет больше свободы в выборе схемы укладки.
2. Отсутствует электромагнитное излучение. Токи в жилах имеют противоположное направление, поэтому наводимые ими поля взаимно уничтожаются.

Благодаря отсутствию электромагнитного фона 2-жильные кабели подходят для обогрева пола и других конструкций, вблизи которых постоянно пребывают люди.

Недостаток изделий этого типа - более высокая стоимость по сравнению с 1-жильными.

Критерии выбора резистивного нагревательного кабеля: советы и рекомендации

Изделие выбирают по следующим параметрам:

1. Длине. Она зависит от размеров обогреваемой конструкции и схемы укладки («змейка», «спираль» и т.д.).
2. Удельной мощности. Параметр показывает, сколько тепла выделяет погонный метр изделия; подбирается по самой холодной 5-дневке января.
3. Потребляемому току. В соответствии с этой величиной подбирают питающий кабель, автоматический выключатель, терморегулятор и прочие компоненты системы.
4. Напряжению. Для эксплуатации в постсоветских странах изделие должно быть рассчитано на вольтаж в 220 В.
5. Материалу оболочки. Для прокладки внутри водопровода требуется покрытие из пищевого пластика; для наружного использования без теплоизоляции, например, на кровле - светостойкое особо прочное.

Кабельную систему оснащают автоматическим выключателем с выносным термодатчиком. При потеплении он блокирует питание, предотвращая перегрев изделия с последующим перегоранием.

Если существует риск локального ухудшения теплоотвода, например, на резистивный кабель могут что-то поставить, лучше купить саморегулирующийся аналог. Это изделие способно самостоятельно отключать перегревшиеся участки, остальные продолжают работать.