Ниже представлены общие рекомендации, придерживаясь которых, можно быстро и правильно смонтировать провод секционного типа для прогрева бетона:

• Для обогрева одного кубического метра бетонной смеси в зависимости от состава необходимо 500-1500 Вт (в зависимости от температуры окружающей среды). Сократить расход электрической энергии можно путем добавления специальных присадок для понижения температуры застывания смеси или утеплив опалубку.
• Если бетонной смесью заливается перекрытие или какая-либо балка, расчет электропроводки проводится  с учетом следующих начальных данных: 4 метра провода на 1 квадратный метр поверхности элемента.
• Провод надежно защищен, поэтому его можно крепить к арматуре.
• Провода всегда должны соприкасаться с опалубкой.
• В процессе монтажа важно следить за расстоянием между кабелями, в противном случае электропрогрев бетона греющим проводом будет неравномерным.
• Необходимо выдерживать минимум 4 сантиметра между соседними контурами.

В процессе монтажа необходимо следить за тем, чтобы провода не пересекались.

Преимущества и особенности сегментированного кабеля

Главное достоинство сегментированного кабеля – отсутствие необходимости во включении дополнительного оборудования в систему. Данный способ прогрева бетона максимально безопасен (в отличие от случаев, когда используются электроды), так как вероятность поражения электричеством практически сведена к нулю. Еще одно достоинство – простота монтажа и расчетов при использовании нагревательной секции. Материал уже разбит на сегменты, остается лишь высчитать необходимую мощность.

Прогрев бетона в зимнее время проводом ПНСВ значительно дешевле, поэтому сегментированный кабель, который разбит на секции шинопроводов, применяется лишь на небольших объектах, когда в приоритете скорость возведения и точность проводимых работ.

Нагревательный кабель: принцип работы, виды

Чтобы преобразовать электричество в тепловую энергию, используется нагревательный кабель. Технология востребована в умном доме. При рассмотрении кабеля учитывается классификация, свойства материала.

Описание

Провод нагревательный — это проводник с высоким сопротивлением, который способен вырабатывать тепло. Элементы используются для обогрева помещения, востребованы на даче, в квартире, в частном доме. Также провод может быть проложен по трубопроводу с целью повышения температуры воды. Внешне материал схож с коаксиальным проводником, служит отличным передатчиком тепловой энергии.

Интересно! Если посмотреть на материал в разрезе, предусмотрены жилы, а также изоляция.

Изоляция

Преимущества и недостатки

Рассматривая нагревательный шнур, стоит выделить основные достоинства:

• безопасность использования,
• разнообразие моделей,
• значительная мощность,
• гибкость материала,
• выгодные цены,
• долгий срок службы.

Минусы:

• значительный диаметр,
• легко повреждается,
• невозможно произвести замену жилы.

Также при монтаже стоит учитывать степень защищённости. Кабель приписывают к электронагревательным приборам, а значит, есть риск получить повреждения от удара электрическим током.

Удар электрическим током

Разновидности и их принцип действия

Нагревательный провод отличается по количеству жил, выделяют такие типы:

• одножильный,
• двухжильный.

Классификация материалов в зависимости от схемы:

• минеральные,
• саморегулирующие,
• зональные.

При рассмотрении типов стоит учитывать параметры, преимущества и недостатки. Принцип действия построен на эффекте Джоуля-Ленца. То есть напряжение преобразуется в тепловую энергию. Однако есть допустимый уровень, поэтому учитывается количество секций.

Секции провода

Одножильный резистивный

Резистивными называют проводники, у которых высокое сопротивление. Встречаются линейные, зональные варианты с одной токопроводящей жилой. Они характеризуются высокой стойкостью, могут применяться для обогрева пола.

Двухжильный резистивный

Резистивный тип считается подходящим для водостока либо кровли. Распространенными считаются линейные модели, которые работают по эффекту Джоуля-Ленца.

Важно! В промышленности провод встречается на предприятиях по изготовлению продуктов питания. Также элементы востребованы при обогреве пола.

Резистивный провод

Зональный

Зональный тип производится с двумя изолированными жилами. Изоляция отличается по классу и защитным свойствам. Если рассматривать структуру, предусмотрены отдельные секции, которые могут называться окнами. Данный вид кабеля не разрешается самостоятельно обрезать, поскольку можно повредить структуру.

Помимо токопроводящих жил изоляции имеется спираль, представленная в виде тонкой проволоки. Чаще всего она изготавливается из стали и необходима для повышения уровня сопротивления. Когда на кабель подаётся напряжение, происходит замыкание в секции, поэтому устройство сравнивается с резисторами.

Зональный тип

Саморегулирующийся

Если взглянуть на конструкцию саморегулирующегося кабеля, практически нет отличий от зонального типа. Однако если разбирать токопроводящие жилы, при размотке видны две спирали, а внутреннее изолирующее покрытие отсутствует.

Секрет кроется в наличии проводящей матрицы. Она служит отличным проводником, выполнена в форме нити. За основу взят полимер, который отдаёт тепловую энергию и влияет на уровень сопротивления.

Саморегулирующий кабель

Особенности монтажа

При монтаже кабеля стоит придерживаться инструкции:

1. замер сопротивления;
2. отметка на полу;
3. закрепление сетки;
4. укладка кабеля;
5. фиксация сетки;
6. крепление монтажной коробки;
7. повторный замер сопротивления;
8. включение терморегулятора;
9. формирование цементной стяжки.

Во время ремонта рассматривают варианты с теплоизоляцией пола и без неё. Обращается внимание на уровень поверхности, стоит использовать монтажную ленту.

Монтажная лента

Основные правила применения

Когда специалист работает с нагревательным кабелем, не стоит пренебрегать правилами:

• учитывать рекомендации производителя;
• допускается к работе только квалифицированный электрик;
• производится расчёт мощности;
• не допускаются механические воздействия;
• нельзя растягивать провод;
• учитывается рабочая температура;
• проводится заземление кабеля;
• нельзя работать при повышенном уровне влажности;
• провод подключается в размотанном состоянии.

Отдельно предъявляются требования касательно подбора терморегулятора. Во время работы потребуется концевая муфта и цементно-песчаная смесь.

Концевая муфта

Лучшие производители нагревательного шнура

Если взглянуть на рынок, встречается продукция таких производителей:

• IN-TERM.
• HEMSTETD.
• FENIX.
• GRAY-HOT.
• ЭКСОН.
• NEXANS.

IN-TERM — это чешский бренд, который выпускает кабели различной мощности (от 172 Вт). Заготовка отличается длиной минимум 8 м. Если взглянуть на ассортиментный ряд, наиболее распространённой считается продукция 550 Вт. Длина заготовки 27 м, то есть оптимальная площадь прогрева — 3.8 квадратных метра.

Бренд IN-TERM

Информация указана, если делается шаг 14 см. Если рассматривать шаг 12 см, то показатель уменьшается до 3.2 квадратных метра.

Также на рынке встречается продукция торговой компании HEMSTETD. Она производит кабеля длиной от 8.9 м. Если рассматривать модели для обогревателей, самый длинный провод имеет длину 197 м. С таким проводом можно обогреть площадь более 24 квадратных метров (это если шаг составляет 12.5 см).

На каждый квадратный метр по данным производителя затрачивается мощность 140 Вт. При выборе кабеля 197 м с шагом 10 см разрешается греть площадь 119.7 квадратных метров. Общая мощность заготовки для водопровода составляет 3350 Вт. Чехи предлагают рассмотреть продукцию FENIX. Распространенными считаются провода серии ADSV.

Провода серии ADSV

Минимальная длина заготовок — 8.5 м при мощности 162 Вт. Если прокладывать провод шагом 14 см, он прогреет в мороз площадь помещения 12 квадратных метров. Двухжильный экранированный кабель для коммуникаций может иметь длину  максимум 149 м с общей мощностью 2600 Вт. Если прокладывать его с шагом 10 см, материал сможет прогреть при замерзании помещение общей площадью 15 квадратных метров.

Интересно! Потребители также не исключают из списка продукцию GRAY-HOT, которая производится на территории Украины. Компания выпускает двухжильные нагревательные кабели.

Минимальная мощность заготовки для трубы — 92 Вт. Речь идет о проводе длиной 6 м, и если его укладывать с шагом 10 см, можно прогреть площадь 0.6 квадратных метров. Производитель предлагает рассмотреть изделие номинальной мощностью 1929 Вт. Заготовка имеет длину 128 м, если укладывать её с шагом 10 см, легко прогреть комнату общей площадью до 13 квадратных метров.

Для разнообразия стоит рассмотреть продукцию сильного бренда NEXANS. Она родом из Норвегии, производятся заготовки различной мощности. Если смотреть на небольшие товары, у них мощность стартует от 300 Вт. Кабель длиною 17.6 погонных метров способен прогреть площадь 2.2 квадратных метра. Производитель предоставляет проводку мощностью максимум 3100 Вт.

Провода данной серии имеют длину 185 м, рассчитаны на квадратуру 23.2 квадратных метра. Отдельно предлагается рассмотреть двухжильный экранированный провод более высокой мощности.

Если говорить о немецком качестве, стоит упомянуть про бренд SHTOLLER. Производитель принял решение выпускать только двухжильные экранированные провода мощностью от 200 кВт. Максимальный показатель данной серии — 3000 Вт. Заготовка имеет длину 150 м. Товар рассчитан для квадратуры 18.7 квадратных метра.

Выше описаны понятие и свойства обогревательного кабеля. При подборе материала стоит учитывать преимущества, недостатки провода. Также предусмотрены разновидности моделей, плюс учитывается разнообразие производителей.

провода ПНСВ и ПТПЖ для прогрева раствора, принцип укладки

Мастера утверждают, что термически воздействовать на бетон после заливки в опалубку можно только при проведении ремонтных работ в помещении с низкой температурой. Прогрев раствора осуществляют для его быстрого застывания — это обеспечивает однородность смеси. Для активных способов термического воздействия используют греющий кабель для бетона.

Разновидности проводов

Визуально кабель для прогрева бетона не отличается от остальных проводов. В нем находится одна жила. При бетонировании добиваются температуры в 55 градусов. Провод пропускает максимально предельную силу тока — до 16 А. Гибкость изделия достигается благодаря сечению жилы — от 0,5 до 3 мм. Один кубический метр бетона можно прогреть проводом длиной 55 метров.

Среди разнообразия видов прогревочного кабеля выделяют:

Провод ПНСВ имеет невысокую стоимость, поэтому пользуется большой популярностью. Аббревиатура расшифровывается как «провод нагревательный стальной виниловый». Первые две буквы определяют назначение изделия, третья — материал, из которого изготовлена жила, четвёртая — тип изоляции.

После загрузки бетона могут возникнуть некоторые проблемы, но их можно устранить с помощью кабеля сечением 3 мм. Изоляция у провода довольно прочная, поэтому она не повредится при уплотнении раствора. Интенсивная застройка часто вызывает перекос фаз, что приводит к некачественному электропитанию.

У ПНСВ низкая вероятность перегрева, но если внешняя оболочка будет пробита, то кабель подвергнется замыканию. Тем не менее обычно провод не деформируется во время схватывания бетона.

Провод ПТПЖ изначально использовался для подключения акустической аппаратуры. Это двужильный элемент, который мало отличается от ПНСВ. Его сечение колеблется от 0,5 до 1,2 мм, оплётка — оцинкованная. Работать с ним можно при температуре не ниже 30 градусов. Необходимо соблюдать радиус в 10 мм при изгибе провода. Тонкий ПТПЖ предназначен для конструкции тёплого пола, более толстый кабель необходим при прогреве монолитных сооружений.

Методика обогрева

Основное преимущество прогрева бетона кабелем — это полное избежание теплопотери. Раствор поглощает всю энергию, при этом материальные затраты незначительны. Стоимость проводов практически не влияет на размер сметы. Самостоятельно можно провести укладку нагревательного элемента в том случае, если подобрать подходящий материал.

В опалубку сначала устанавливают каркас и прокладывают кабель. Затем загружают бетонный раствор и уплотняют его вручную или с помощью вибропресса. После этого можно подавать напряжение в систему. Электрическая энергия переходит в тепловую и прогревает бетон изнутри. Для монтажа лучше использовать кабели, а не провода, хотя они имеют более высокую цену.

Раствор армируют металлическим прутом, поэтому провод нельзя подключать к сети. Напряжение можно понизить благодаря установке стабилизирующего трансформатора.

Использование кабеля даёт возможность не понижать напряжение. Он легко монтируется, так как не требует обрезки. На концах есть специальные муфты, которые служат соединительными элементами при укладке. Кабель нельзя демонтировать и использовать повторно.

Условия укладки

Схема укладки выбирается мастером индивидуально и тесно связана со спецификой проведения работы. От монтажа зависит качество всей конструкции, а также однородность структуры бетонного раствора. Провода подключают к источнику напряжения с помощью холодных концов, ведь у их жил меньшее удельное сопротивление.

При работе соблюдают некоторые рекомендации:

• провода в схеме располагают на расстоянии 1,5 сантиметра друг от друга;
• все кабели укладывают в опалубку параллельно, нельзя допускать перехлестов или соприкосновений — это может привести к расплавлению изоляционной оболочки проводов или короткому замыканию;
• при монтаже нужно соблюдать температурный режим.

Нельзя проводить работы при морозе ниже 15 градусов. На холоде оболочка проводов растрескается и сломается, жилы оголятся и могут соприкоснуться, что приведёт к перегреву, вспышкам и замыканию. И хотя в инструкции к элементам указано, что можно монтировать кабель при температуре до минус 55 градусов, не стоит это понимать буквально.

Можно дополнительно повысить качество прогрева. Для этого каждый провод оборачивают фольгой. Она повысит теплообмен, распространяя его по всей поверхности бетона, и ускорит процесс его затвердевания. Такой способ утепления используют для небольших помещений, где количество и длина кабелей незначительны.

Стоимость провода для прогрева бетона зависит от длины и материала, из которого он изготовлен. Приобретать необходимо не самые дешёвые варианты, так как они не отличаются высоким качеством. На такой работе не стоит экономить.

саморегулирующий нагревательный, в зимнее время

Содержание статьи:

Во время сооружения монолитных бетонных конструкций используется несколько технологий, которые требуются для создания оптимальных температурных условий. Это может быть применение специальных проводов для обогрева или теплоавтоматов, а также тепляков. Первый вариант наиболее востребован, поскольку в сравнении с аналогами менее энергоемкий и финансово затратный.

Зачем нужен прогрев бетона

Если вода в растворе бетона замерзнет, он не наберет технологической прочности

Электропрогрев бетона требуется в холодное время года, когда температура окружающей среды опускается ниже температуры замерзания воды, что влечет за собой гидратацию бетонного раствора. Смесь не затвердевает, как требуется, а частично замерзает.

С приходом тепла начинает активный процесс оттаивания, в результате монолитность конструкции нарушается, что отрицательно сказывается на долговечности и сопротивлении проникновения влаги в полости монолитных блоков.

Чтобы предотвратить нежелательные и опасные для здоровья и жизни человека последствия, обязательно осуществляют прогрев бетона в зимнее время специальными проводами. Расчет метража и схемы прокладки проводят на этапе проектирования здания.

Принцип работы и виды прогревочных проводов

Наиболее распространен греющий провод типа ПНСВ. Это обусловлено простотой установки и приемлемой ценой в сравнении с аналогами.

Еще часто используют аналог ПНСП. Его основное конструктивное отличие заключается в изоляционном материале. Состав – полипропилен, за счет которого обеспечивается возможность повышать максимальную мощность тепловыделителя.

В таблице приведены основные технические и физические характеристики проводов типа ПНСП и ПНСВ.

Нагревательные провода типа ПНСП и ПНСВ используются также для организации полов с подогревом в жилых помещениях.

Основная сложность, с которой сталкиваются строители при использовании нагревательных проводов, – необходимость проводить расчет требуемой длины. Незначительные погрешности исправляются за счет регуляции напряжения, которое поступает на прогревочный трансформатор.

Разновидности и особенности кабелей КДБС и ВЕТ

Провод прогревочный ПНСВ

Несмотря на широкое распространение описанные разновидности тепловых кабелей имеют весомый недостаток – необходимость использования специального дорогостоящего оборудования, которое регулирует мощность тепловыделения изменением напряжения.

Решением проблемы становится использование двухжильных секционных саморегулирующихся термокабелей. Отечественная модификация получила название КДБС, а европейская – ВЕТ (производитель – Финляндия). Для их полноценного и бесперебойного функционирования не требуется дополнительное оборудование, они подключаются напрямую к сети в 220 В.

Отличий в конструкции отечественной и европейской модели практически нет. В таблице приведен сравнительный анализ.

Отечественные модели имеют свои особенности маркировки. Кодируются они в следующем виде: ХХКДБС YY, где ХХ – это показатели линейной мощности, а YY – длина секции.

Электропрогрев бетона проводом ПНСВ

Заливка раствора в подготовленную для прогрева форму

После проведения и утверждения всех расчетов и схем приступают к прогреву. Технология следующая:

1. Нагревательный элемент равномерно раскладывается в месте заливки. Важно, чтобы части кабеля не соприкасались друг с другом. Нагревательный объект не должен выходить за границы конструкции и взаимодействовать с опалубкой.
2. Прежде чем выводить концы кабеля за границы обогрева, холодные концы надежно соединяют с нагревательными выходами методом пайки. Для максимальной защиты места пайки дополнительно оборачивают металлической фольгой.
3. Проводится тест-проверка с использованием мегаомметра и измерение размеренной нагрузки тока по фазам.
4. Если система работоспособная и нареканий в реализации проекта нет, конструкцию заливают бетонным раствором.
5. Через понижающую трансформаторную подстанцию подается ток.

Это самый простой способ, позволяющий эффективно без нарушения особенностей эксплуатации прогреть бетон проводом.

Установка провода

Схема укладки провода

Провод прокладывается внутри опалубки еще до начала заливки полостей бетоном. Как правило, его фиксируют мягкой алюминиевой проволокой к арматуре, но по правилам техники безопасности такой подход в реализации не приветствуется. Минимальный радиус закругления не менее 25 см, обусловлено это большой жесткостью стальной жилы. Это правило особенно актуально при понижении температуры окружающей среды, невзирая на то что виниловая изоляция сохраняет свои физические свойства при температуре до -30 градусов. При -10 градусах крутой изгиб может стать причиной нарушения целостности изоляционного слоя.

Для равномерного прогревания провода прокладывают параллельно друг другу с интервалом не более 15 см. Для 5 м.куб. бетона требуется около 30 м кабеля вида ПНСВ 1,2.

При напряжении в 220В требуется около 17 метров кабеля, а при 380В минимум 31 метр. При таком подходе вся система будет прогреваться равномерно. Если же будет проложена секция большей длины, выделение тепла будет происходить не дальше 5-6 метров от места подключения к питающей сети.

Подсоединение кабеля к питающей сети проводится за границами опалубки. Как правило, осуществляется это при помощи алюминиевых жил, которыми концы ПНСВ плотно обматываются несколькими витками.

Преимущества и недостатки

Таким способом прогревать монолитные бетонные конструкции выгодно за счет экономного энергопотребления и низкой стоимости кабелей. Отдельного внимания заслуживает устойчивость проволоки к химическому воздействию (кислотному и щелочному), что позволяет их применять при добавлении в строительную смесь разных присадок.

Несмотря на весомые достоинства, есть и недостатки:

• необходимость в использовании специального оборудования – ПТ;
• сложность в проведении расчетов требуемой длины кабеля.

Стоимость специального оборудования – понижающих станций – высока. Процесс использования недолгий, а стоимость аренды, как правило, составляет около 10% себестоимости агрегата. Применение сварочных аппаратов представляется возможным при обогреве небольших сооружений.

Монтаж секционного обогревочного кабеля

Греющий провод в опалубке

При установке секционного обогревочного кабеля не стоит вопрос с обрезкой, поскольку нагреватели реализуются готовыми секциями, а не в бухтах. Для бетонирования в зимнее время требуется рассчитать мощность обогревающего элемента на основании используемых кубов бетона в монолитной бетонной конструкции.

К технологии ТМО бетона прилагается инструкция, где указано, что на обогрев 1 м.куб. строительной смеси потребуется от 500 до 1500 Вт. Все зависит от погодных условий на улице. Если воспользоваться несколькими несложными техническими приемами, удастся существенно сократить расходы на оплату электроэнергии:

• предварительно утеплить опалубку;
• применять специальные насадки для смеси, которые позволяют понижать точку замерзания раствора.

Если предстоит залить перекрытия или балки, расчет требуемого материала проводится из 4 погонных метров на каждый квадратный метр поверхности. Если предстоит возвести объемные конструкции, например, двутавровые бетонные балки, электрообогрев укладывают ярусами с интервалом не более 0,4 метра. Защита греющих проводов позволяет их надежно приматывать к арматуре.

Интервал между электрообогревателем и поверхностями конструкции должен быть не менее 20 см. Для равномерного обогрева расстояние между кабелями должно быть одинаковым.

Достоинства и недостатки сегментированного кабеля

КДБС кабель для прогрева бетона

Сегментированные провода имеют неоспоримые преимущества в сравнении со своими аналогами:

• несложный расчет длины требуемого обогревательного элемента, простота установки;
• вероятность поражения электроэнергией минимальная;
• для организации прогрева строительного материала не требуется дополнительное использование дорогостоящего оборудования.

К недостаткам можно отнести сравнительно высокую стоимость.

Постобработка бетона

Вскоре после прогрева бетонных монолитных конструкций нельзя приступать к их обработке. Предварительно строительный материал должен затвердеть и достичь оптимальных показателей марочной прочности.

Ударные нагрузки также противопоказаны. Допускается резка. Для этого применяют оборудование, оснащенное алмазными насадками, после которых не образуются трещины. В целом прогрев бетона греющими проводами напоминает работу и устройство теплых полов.

Использование нихромовых кабелей для прогрева бетонной смеси запрещено правилами техники безопасности. Кроме того, такой подход обойдется заказчику в большие финансовые затраты.

Греющий кабель как теплый пол

Система отопления «теплый пол» давно доказала свою эффективность и комфорт, поэтому широко применяется во всем мире. Принципиальным является вопрос, какой источник энергии используется для получения тепла? Пока существует современная разница в ценах на энергоносители, человеку дешевле сжигать твердое топливо или углеводороды, нагревать полученным теплом воду, а потом уже прокачивать ее по трубам теплого пола. Но гораздо удобнее использовать греющий кабель как теплый пол, а не сложную систему трубопроводов, коллекторных узлов и насосов. Доминирование углеводородов на энергетическом рынке не будет вечным, и более удобная для передачи и применения электрическая энергия неизбежно будет применяться для отопления все шире.

Теоретический ликбез кабельного обогрева

Как известно из школьного курса физики, электрический ток — это не что иное, как направленное движение заряженных частиц под воздействием электрического поля. Если какое-либо вещество имеет такие свободные заряженные частицы, которые смогут двигаться, то его называют проводником, а если нет, то диэлектриком. Те вещества, которые могут менять количество частиц в зависимости от каких-то внешних факторов называют полупроводниками. В привычных металлах заряд переносят электроны, в электролитах – катионы и анионы, а в газах электроны и ионы.

Любой проводник не пропускает поток заряженных частиц беспрепятственно, а оказывает ему определенное сопротивление, которое физически объясняется тем, что частицы сталкиваются с атомами проводника, «расшатывают» их, теряя свою энергию, и в результате энергия электрического тока частично преобразуется во внутреннюю энергию проводника, что выражается в его нагреве.

Способность проводника сопротивляться протеканию электрического тока совершенно логично назвали сопротивлением.

Как видно из формулы, сопротивление зависит от удельного сопротивления, которое относится к справочным данным (оно неизменно для конкретного материала), длины проводника и площади его поперечного сечения. Удельные сопротивления различных проводников можно посмотреть в таблице.

Очевидно, что для передачи электрической энергии нужно применять материалы, имеющие наименьшее удельное сопротивление — тогда и процент потерь будет низок. Это алюминий, медь и сталь большого сечения для изготовления кабелей, проводов, линий электропередач. В электронике применяются: серебро, золото, олово, платина.

Если проводники будут использоваться для нагрева, то вредные для передачи потери энергии свойства оказываются очень полезными для получения тепла, поэтому и выбираются материалы с большим удельным сопротивлением: вольфрам, нихром, оцинкованная сталь, различные сплавы, которые производитель нагревателей может держать в секрете.

Для оценки количества тепловой энергии, которую может выделить проводник при протекании через него электрического тока, применяется закон Джоуля — Ленца, открытый еще в XIX веке.

Согласно этому закону, количество теплоты Q равно работе A, и оно напрямую зависит от квадрата силы тока – I, сопротивления – R, и промежутка времени Δt.

Из приведенной схемы видно, что в замкнутой цепи течет ток, измеряемый амперметром, причем он будет одинаков на каждом ее участке. В резервуаре с водой находится нагревательный элемент R, сопротивление которого больше других проводников настолько, что ими просто можно пренебречь. Согласно закона Джоуля — Ленца, на сопротивлении R, будет выделяться определенное количество теплоты, она начнет подогревать воду в резервуаре, тогда как на других участках цепи тепло не выделится. Реостатом можно изменять ток в цепи, соответственно будет меняться количество выделенного тепла.

Именно действие этого закона мы видим на примере электрочайников, утюгов, бойлеров, где сопротивление их термоэлектрических нагревателей – ТЭН, гораздо больше, чем электропроводки. Поэтому и тепла они выделяют больше. Греющий кабель представляет собой тот же ТЭН, только имеющий большую длину, поэтому выделение тепла происходит не локально, а по всей длине кабеля. Выделенное кабелем тепло передается на строительные конструкции, в том числе на покрытие пола. Греющие кабеля могут прокладываться в материале стяжки, в плиточном клее, в специальных сборках из металла. Подводящие силовые кабеля, имеющие низкое сопротивление, называют «холодными» или монтажными концами.

Классификация нагревательных кабелей

Казалось бы, чего проще? Надо взять материал, имеющий высокое удельное сопротивление, сделать из него кабель, подсчитать выделяемое им тепло и все готово. Но на деле это все далеко не так, нагревающие кабеля должны отвечать набору определенных требований, о которых будет рассказано ниже.

В кабельных системах обогрева (КСО) могут применяться совершенно разные по конструкции, применяемым материалам, удельной мощности кабеля, в зависимости от назначения:

• Отопление помещения. Прежде всего, используется система «теплый пол», но еще применяют и теплые стены и даже теплый потолок. Обычно электрические теплые полы делают для комфорта или дополнительного отопления в довесок основной системе. В качестве основного источника тепла их применение не рекомендуется из-за нерентабельности и в большинстве случаев недопустимо, так как никакая электроснабжающая организация не выдаст разрешения на выделенную мощность.

• Обогрев кровли и водостоков эффективнее всего при помощи нагревательных кабелей, так как они спасают от дорогостоящего ремонта крыши, а также исключают травматизм от падающих сосулек.

• Обогрев крыльца, лестниц, пандусов, въезда в гараж, пространства под воротами въезда на территорию дома. В зимнее время выгоды от комфорта и безопасности при применении КСО в этих местах ощутимы.

• Обогрев трубопроводов в частных домах. Трубы всегда необходимо прокладывать ниже глубины промерзания грунта, но бывает, что в местах выхода, прохода через фундамент, даже теплоизоляция не помогает уберечь трубы от промерзания. Нагревательные кабели – лучшее спасение.

Резистивный греющий кабель

В самом названии этого вида кабеля имеется в виду, что он представляет собой резистивную нагрузку — своего рода вытянутый проводник, имеющий постоянное сопротивление, которое больше, чем сопротивление «холодных кабелей»: силовых и монтажных. Нагрев происходит проводящими медными или из специального сплава, нагревательными жилами, заключенными в изоляцию. Поверх изоляции обязательно применен экран из медной оплетки или фольгированной оболочки вместе с дренажной жилой.

Экран выполняет очень важные функции:

• Экран уменьшает электромагнитное излучение, которое свойственно любым проводникам с током, особенно переменным.
• Экран подключен к заземлению (проводнику PE), которое является частью системы уравнивания потенциалов (СУП). Если произойдет пробой изоляции, то токи утечки замкнутся на экран, и уйдут в землю, что защитит человека от поражения электрическим током. Дополнительно это вызовет срабатывание автоматических выключателей и устройств защитного отключения (УЗО).

Резистивные кабели по своему исполнению бывают:

• Одножильный резистивный кабель – для нагревания используется одна токопроводящая жила. Это самый недорогой вид греющих кабелей требует тщательной укладки, так как начало и конец этого кабеля должны сходится в одной точке и подключаться к специальным регулирующим устройствам – термостатам.
• Двухжильный нагревательный кабель в центральной части имеет две жилы, заключенные в экран. При этом либо обе жилы могут быть нагревательными, либо одна жила нагревательная, а другая питающая или как ее называют – возвратная. На конце секции двухжильного кабеля есть специальная концевая муфта, соединяющая две нагревательные жилы и изолирующая кабель. Преимущества двухжильного кабеля очевидны — для его укладки его просто надо уложить по схеме змейкой, без надобности возвращать назад к термостату. Уровень электромагнитного излучения у двухжильного кабеля гораздо меньше, чем одножильного, так как в греющих жилах токи текут встречно. Очевидно, что такие кабели дороже.

Резистивные кабели продаются готовыми секциями, имеющими фиксированную длину, которую категорически нельзя изменять. Почему? Дело в том, что важнейшей характеристикой любого греющего кабеля является удельная мощность, выделяемая одним погонным метром кабеля. Она должна быть в диапазоне 10—20 Вт/м и ни в коем случае не больше, так как это приведет к перегреву кабеля и выходу его из строя. Например, при укорачивании резистивного кабеля вдвое, сопротивление уменьшается наполовину, что по закону Джоуля-Ленца ведет к двукратному росту количества теплоты, а на это не рассчитан материал кабеля.

Длину секции подбирают исходя из расчетов. Производители выпускают комплекты с длиной секции от 10 до 110 метров, так что подобрать требуемый кабель с нужной удельной мощностью всегда возможно. Существуют резистивные кабели на катушках, с которых можно отрезать любую длину, но это прерогатива специалистов способных делать нужные расчеты.

Преимущества резистивного греющего кабеля:

• Разумная стоимость.
• Постоянство характеристик.
• Отсутствие пусковых токов не требует применения специальных автоматических выключателей типа C.

Недостатками резистивного кабеля являются:

• При неграмотном монтаже есть опасность локального перегрева, что приведет к выходу из строя кабеля.
• Невозможность уменьшать длину греющего кабеля без изменения характеристик.
• Кабелю нужно обеспечить нужные параметры теплоотдачи.

Резистивный зональный (секционный) кабель

Эволюцией развития резистивных греющих кабелей стало изобретение зонального (секционного) кабеля, в котором по центру проходят два проводника низкого сопротивления, заключенных в изоляцию. Поверх проводников намотана спираль из проволоки с высоким сопротивлением. Через определенный промежуток (обычно 1 метр) эта проволока подключается попеременно к одному, а затем к другому центральному проводнику. Очевидно, что в этом случае каждый участок (зона) будет представлять собой независимый от других нагревательный элемент, подобно параллельному подключению резисторов.

Преимущества зонального кабеля:

• Одинаковая удельная мощность кабеля по всей длине.
• Стабильность характеристик.
• При запуске не потребляет большие токи.

Недостатки зонального резистивного кабеля:

• Опасность локального перегрева.
• Необходимость обеспечения теплоотдачи.
• Более высокая цена по сравнению с обычными резистивными кабелями.

Нагревательные маты

Для облегчения процесса укладки теплого пола, производителя делают специальные нагревательные маты, где кабель с требуемым шагом прикреплен к полимерной сетке. Такие маты очень удобно укладывать на ровное основание перед укладкой керамической плитки. Их можно монтировать прямо в слой плиточного клея, в этом их главное преимущество. Правда, надо внимательно следить, чтобы не оставалось воздушных полостей, которые вызовут локальный перегрев.

В помещениях со сложной геометрией могут возникнуть сложности при укладке матов. В этом их главный недостаток.

Цены на различные виды нагревательных матов

Нагревательный мат

Саморегулирующийся нагревательный кабель

Флагманом среди всех греющих кабелей является саморегулирующийся нагревательный кабель, который может изменять температуру нагрева, а, значит, и тепловыделение в зависимости от окружающей температуры.

Между двумя проводниками запрессована специальная полимерная матрица со свойствами полупроводника. При понижении температуры матрица сжимается, но в ней образуется множество теплопроводящих путей с высоким сопротивлением. Протекающий ток вызывает нагрев матрицы и кабеля. При повышении температуры происходит расширение полимера и уменьшение количества путей протекания тока и, в конце концов, наступает такой момент, когда токи становятся ничтожно малы, что приводит к прекращению нагрева кабеля. Каждый участок кабеля работает автономно.

Поверх полупроводникового полимера существует слой термостойкой изоляции, затем медный или стальной экран и еще один слой изоляции. Каждый кабель имеет свою зависимость погонной (удельной) мощности от температуры и подбирается исходя из условий эксплуатации и назначением.

Преимущества саморегулирующихся кабелей:

• Экономия электроэнергии, которая происходит за счет нагрева только недостаточно теплых участков.
• Независимость удельной мощности от длины кабеля.
• Этот кабель «прощает» ошибки монтажа. Даже перехлест кабеля не приведет к его перегреву и выходу из строя.

Недостатки саморегулирующихся кабелей:

• Эти кабели имеют высокие стартовые токи, особенно если есть длинные холодные участки. Это обязывает ставить защитные автоматы класса C, позволяющие десятикратные скачки тока в сравнении с номинальным.
• Полимерная полупроводниковая матрица имеет ограниченный срок службы.
• Высокая цена на такие кабели часто делает их применение сомнительной выгодой.

Греющий кабель как теплый пол

При планировании обустройства электрического теплого пола в помещениях вначале нужно определиться, какую функцию он будет выполнять.

Греющий кабель для теплых полов прямого действия

Теплые полы прямого действия обычно располагаются в тонком слое стяжки непосредственно перед напольным покрытием, например, в слое плиточного клея. Главной задачей таких полов является быстрый прогрев поверхности пола до комфортной температуры 24—27 °C. Для этих целей идеально подходят маты с тонким кабелем, а также резистивный одножильный или двухжильный греющий кабель. Нужные характеристики можно посмотреть в таблице.

Требуемая устанавливаемая мощность достигается шагом укладки кабеля, чтобы на одном квадратном метре было уложено столько кабеля, которое обеспечит необходимую мощность. В зависимости от площади помещения вычисляется общая длина нагревательного кабеля. Методика расчетов теплого пола приведена в отдельной статье по этой теме.

В теплых полах прямого действия теплоизоляция может не использоваться, или быть минимальной толщины, так как задачей их является нагрев поверхности, а не основное отопление. При нагреве деревянных полов применяется утеплитель между лагами, а также специальная металлическая сетка, распределяющая тепло и экран из фольги, отражающий тепло в сторону покрытия пола.

Греющий кабель для термоаккумулирующих теплых полов

Аккумулирующие теплые полы требуют обязательной теплоизоляции, так как они обогревают бетонную стяжку значительной толщины: от 5 до 15 см, которая будет накапливать тепло. Такие полы лучше подогревать во время сниженных тарифов на электроэнергию, а в другое время тепло будет постепенно отдаваться в помещение. Толстый слой утеплителя значительно снизит утечку тепла вниз.

Такие полы лучше делать в тех помещениях, где будут уложены покрытия с высоким термическим сопротивлением: паркетная доска, ламинат, ковролин. Тогда и передача тепла будет происходить очень мягко, что только повысит комфорт. Такая система обогрева пола может выступить уже в качестве основного отопления.

Кабель теплого пола укладывается в среднем слое стяжки, для более равномерного распределения тепловой энергии. Из таблицы видно, что кабель для такой системы должен применяться с более высокой удельной мощностью в сочетании с металлической сеткой, которая поможет распределять тепло и будет армирующим элементом стяжки. Учитывая, что кабель будет спрятан в толстом слое стяжки, которая обеспечит теплоотвод, лучше всего для аккумулирующих теплых полов применять двухжильный резистивный кабель с удельной мощностью 20 Вт/м. Также может применяться и саморегулирующийся кабель, но его цена в 3—5 раз выше резистивного.

Применение таких систем обогрева ограничено по двум причинам:

• Стоимость обогрева электрической энергией пока высока по сравнению с газовым отоплением.
• Выделенной на квартиру или дом мощности может просто не хватить для нагрева аккумулирующих теплых полов.

Общие требования к греющим кабелям теплого пола

Временные технические требования от 2003 года регламентируют порядок применения греющих кабелей. Их этого объемного документа сделаем самые важные выдержки.

• Для личного пользования рекомендуется применять КСО только для комфорта и дополнения к основной системе отопления.
• В теплых полах прямого действия и для подогрева полов из дерева кабель не должен иметь номинальную мощность больше 2 киловатт.
• В термоаккумулирующих полах и при подогреве наружных лестниц и пандусов максимальная номинальная мощность кабеля – 4 киловатта.
• Должно соблюдаться железное правило: одно помещение – один кабель. Исключением являются помещения свыше 25 кв. м.
• Греющий кабель не должен переходить в другие помещения.
• Нагревательный кабель не должен прокладываться под стационарно стоящей мебелью.
• В комплекте к греющим кабелям всегда идут монтажные планки и другие аксессуары. Именно их и надо использовать, никакая самодеятельность не приветствуется.

• Кабель должен укладываться в форме змейки и при этом должны соблюдаться правила:
  • Касания, пересечения, закручивание и образование петель на кабеле не допускается.
  • От границ зоны укладки до краев кабеля должно быть расстояние, которое не меньше шага укладки.
  • От металлических конструкций и элементов проводки кабель должен иметь дистанцию не менее 50 мм, от деревянных конструкций – 30 мм, а от элементов других систем отопления – не менее 500 мм.
  • Шаг укладки всегда должен быть более  6 — 10 наружных диаметров.
  •  Расстояние между участками уложенного кабеля должно быть большим или равным шагу укладки.
  • Вся горячая часть кабеля должна находиться в однородном материале.
  • Для кабеля внутри стяжки шаг не более 20 см, а в полах прямого действия – 10 см.
• Все кабели должны подключаться через терморегулятор, имеющий температурный датчик. Прямое подключение к сети допускается только в исключительных случаях для саморегулирующихся кабелей.

• Терморегулятор должен располагаться на расстоянии 0,5—1,5 метра над уровнем пола.
• Датчик температуры пола должен располагаться на расстоянии не менее 0,5 метра от стен, подключаться только медным проводом, помещенным в гофрированную пластмассовую или металлическую трубку.
• Все соединения греющего и питающих кабелей должны происходить на терморегуляторах, в распределительных коробках и электрощитах при помощи клемм. Никакие скрутки недопустимы.
• Силовые кабели должны быть защищены автоматическими выключателями соответствующих номиналов, а для защиты людей обязательно применение УЗО с дифференциальным током срабатывания не более 30 мА.

• Монтаж КСО должен вести только квалифицированный персонал, имеющий соответствующий допуск.

Цены на греющий кабель и комплектующие

Греющий кабель и комплектующие

Заключение

• Греющий кабель рекомендовано использовать для теплых полов. Наиболее предпочтительным способом применения является система прямого нагрева или «тонкий пол».
• Среди всего разнообразия греющих кабелей лучше всего по соотношению цена — качество использовать двухжильный резистивный кабель.
• Выбор нужного кабеля с требуемой удельной мощностью, его длину и шаг укладки получают в результате расчетов.
• Изменять длину секции резистивного кабеля (кроме зонального) недопустимо.

Видео: Монтаж кабеля теплого пола Devi

Видео: Монтаж нагревательных матов