Какой кабель выбрать для теплого пола?

Подписка на рассылку

В настоящее время теплый пол из разряда экзотики перешел в стандартный способ обеспечить комфорт и тепло в холодные периоды. Электрический обогрев осуществляется при помощи специального кабеля, уложенного змейкой в стяжке, а также регулятора, который обеспечивает поддержание необходимой температуры. Кабель для теплого пола оказывает непосредственное влияние на надежность и функциональность всей системы, поэтому необходимо серьезно подойти к его выбору перед покупкой и монтажом.

Существует нагревательный кабель для теплого пола двух видов: резистивный — это кабель, обладающий постоянной мощностью, а также саморегулирующийся, мощность которого изменяется в зависимости от температуры окружающей его среды.

Резистивный кабель для теплого пола — это элемент с постоянными параметрами: сопротивлением жил, мощностью (17–22 Вт/м) и длиной. Существуют одножильные и двужильные резистивные кабели. Первые стоят дешевле и нередко используются для обогрева кровли, ступеней и промышленных объектов, а также жилых помещений. Вторые же более удобные в монтаже, так как второй конец нагревательной секции нет необходимости возвращать.

В зависимости от площади обогреваемой поверхности можно выбрать различную длину нагревающего кабеля. Для бытовых помещений, как правило, выбирают кабели из расчета 100–140 Вт/м². Для того чтобы правильно выбрать кабель, необходимо просчитать его длину. Для это применяется формула: потребляемая мощность на метр квадратный (Вт/м2) / мощность кабеля (17–22 Вт/м) * площадь обогрева (м2). При расчетах должна учитываться площадь пола, не закрытая мебелью или бытовыми приборами, которые устанавливаются непосредственно на пол. Допустим, необходимо выполнить теплый пол в ванной комнате с материалом поверхности керамическая плитка площадью 6 м2. Для этого необходимо, чтобы мощность была примерно 120 Вт/м2, в таком случае полная мощность составит 680 Вт. Если кабель имеет мощность 20 Вт/м, то длина кабеля будет составлять 34 м (или ближайший).

Рисунок 1. Схема подключения 1- и 2-жильного нагревательного кабеля «Горячий» конец представляет собой нагревательный кабель для теплого пола, который помещается в цементную стяжку вместе с соединительной муфтой, тогда как «холодный» конец, то есть силовой кабель, подсоединяется к термостату, при помощи которого осуществляется управление нагревом.

Нагревательная секция кабеля укладывается змейкой с шагом 8–12 см, а электрический кабель («холодный» конец) выводится к терморегулятору. На терморегулятор также выводится датчик температуры, который устанавливается между витками греющего кабеля в стяжке. Терморегулятор обеспечивает подачу напряжения на греющую секцию в зависимости от показаний, полученных с датчика температуры. Таким образом, если пол нагрелся, датчик подает сигнал и терморегулятор прекращает подачу напряжения, а когда пол остывает, терморегулятор включается.

Цена кабеля теплого пола такого вида относительно невелика, поэтому спрос на эту продукцию достаточно высок. В настоящее время есть большое количество компаний, которые производят данную продукцию, например датская компания Devi, шведская Thermo, норвежская Nexans, испанская CEILHIT, немецкая Stiebel Eltron, финская Ensto, а также российская ССТ и бюджетные варианты китайской компании Thermopads.

Однако «дешевый» вариант теплого пола с использованием резистивного кабеля может доставить некоторые неудобства. Например, в помещении, в котором был смонтирован резистивный нагревательный кабель, нельзя переставлять мебель, а также стелить на пол коврики или перемещать их. Несмотря на то, что для систем теплого пола, основой которых служит резистивный кабель, указывается, что температура контролируется при помощи регулятора, в действительности она отслеживается на небольшой площади. За счет этого в тех местах, где располагается мебель или лежит плотный ковер, теплопередача кабеля ухудшается, что может привести к перегреву.

Если участок пола, на котором располагается датчик температуры, накрыт ковром, корректная работа системы просто невозможна, что в целом существенно снижает надежность системы обогрева пола. Еще одним фактором, который влияет на надежность системы, является качество муфты, с помощью которой соединяются «горячий» и «холодный» концы кабеля.

Нагревательный кабель для теплого пола периодически меняет температуру, тогда как силовой кабель, подведенный к регулятору, сохраняет постоянную температуру. Изменение температур приводит к «напряжению» в муфте, что в итоге может привести к выходу из строя всей системы.

Рисунок 2. Конструктивные особенности саморегулирующего кабеля Саморегулирующийся кабель для теплого пола имеет существенные отличия от резистивного аналога. Конструкция кабеля включает в себя две токопроводящие жилы, расположенные параллельно друг другу, нагревательный элемент — полупроводниковую матрицу, а также стальную оплетку и внешнюю оболочку из полиолефина (рис. 1).

Конструкция данного кабеля обеспечивает разное тепловыделение на разных отрезках кабеля. Благодаря специальной конструкции греющий кабель для теплого пола самостоятельно меняет температуру в соответствии с динамикой изменения температуры в помещении. Саморегулирующиеся кабели учитывают температуру окружающей среды на каждом отдельном участке, что позволяет задействовать либо отключать разные участки обогрева.

Стоимость саморегулирующего кабеля выше, чем у резистивного, однако его показатели надежности также значительно превосходят показатели резистивного кабеля. Монтаж саморегулирующего кабеля осуществляется аналогично резистивному, однако в случае с первым нет необходимости в установке терморегулятора.

Какой кабель лучше выбрать для монтажа теплого пола?

В настоящее время саморегулирующие кабели для монтажа теплого пола поставляют компании Thermon и Raychem из США, Ensto, ССТ и т. д. Кабели от данных компаний обеспечивают до 20 лет работы без всяких повреждений. Ремонт кабеля теплого пола может стоить больших денег, поэтому не следует экономить, приобретая дешевый кабель, — лучше купить более дорогой и качественный кабель, чем потом тратить время и деньги на ремонт.

Что касается стоимости, укладка кабеля теплого пола резистивного варианта обязательно включает в себя установку регулятора, который также стоит денег. Саморегулирующий кабель не нуждается в дополнительном контроле температуры, поскольку сам уменьшает и увеличивает выделение тепла. На небольших площадях, например в ванной комнате или в туалете (рис. 3), регулятор практически не используется. Кроме того, такой кабель делится на отрезки любой длины, так что вы сможете выбрать оптимальную длину и не затратить много денег.

Рисунок 3. Способы укладки кабеля в туалете Однако если площадь обогрева увеличивается, ситуация меняется: в таком случае более экономично использовать кабель резистивный. Например, на кухне мебель стационарна и не требует перестановки, стол и стулья не имеют большой площади соприкосновения с подогреваемой поверхностью, то есть создаются хорошие условия для работы резистивного кабеля.

В случае с холлом или коридором лучше выбрать саморегулирующийся вариант, поскольку ковры и половики, которые часто кладут в этих помещениях, могут создать неблагоприятные условия, ухудшающие теплопередачу резистивного кабеля.

Таким образом, целесообразность использования того или иного вида зависит от того, в каком помещении будет осуществляться укладка кабеля теплого пола.

Нагревательный провод: разновидности, области применения, способы монтажа

Наша сегодняшняя тема — электронагревательные провода. Мы выясним, какие разновидности греющего кабеля можно встретить в продаже, где применяются системы кабельного обогрева и как они монтируются. Приступим.

Принцип действия

Как известно, при протекании электрического тока через проводник с ненулевым сопротивлением выделяется тепло. Его количество пропорционально сопротивлению проводника и квадрату величины тока.

Полное количество теплоты может быть рассчитано по формуле Джоуля-Ленца Q= I 2 *R*t, в которой:

• Q — искомое количество теплоты в джоулях;
• I — ток в проводнике в амперах;
• R — полное сопротивление проводника в омах;
• t — время измерений в секундах.

Практическое следствие: чтобы уменьшить выделение тепла на проводнике, нужно минимизировать текущий через него ток. Сделать это без потери мощности можно, увеличив напряжение. Именно поэтому все ЛЭП — высоковольтные.

Однако проводник, разогревающийся при протекании тока, может быть использован и как источник тепла. По этому принципу работают все приборы прямого нагрева: электроплиты, обогреватели, бойлеры и т.д.

Греющий кабель — частный случай такого прибора. Его особенность — нагрев до сравнительно невысоких температур (обычно в пределах 40°С).

Впрочем, как мы увидим позже, из этого правила есть исключения.

Грубый расчет температуры нагрева проводников может быть выполнен по формуле Q=c*m*(t2-t1), где:

• Q — выделяющаяся на проводнике за единицу времени теплота (она рассчитывается по приведенной выше формуле Джоуля-Ленца);
• с — удельная теплоемкость материала проводника (для меди при комнатной температуре она равна 380 Дж/(кг*С));
• m — масса проводника в килограммах;
• t2 — искомая температура после протекания тока;
• t1 — начальная температура проводника.

Обратите внимание: схема расчета не учитывает излучаемого проводником при нагреве и рассеиваемого за счет конвекции тепла. Реальная температура будет ниже расчетной, причем разница будет расти по мере нагрева и увеличения тепловыделения провода.

Давайте выполним расчет для следующих условий: медный провод с сопротивлением 10 Ом и массой 0,5 кг нагревается текущим через него током в 10 А в течение 20 секунд. Температура в помещении равна +20 градусам.

Подставляем все величины в формулу:10 2 *10*20=380*0,5(t2-20). Решив несложное уравнение, мы получим 85 градусов по шкале Цельсия.

Разновидности

Какие виды греющих проводов предлагает современный рынок?

Прикрепленное видео расскажет вам больше о том, как устроен и где применяется провод нагревательный саморегулирующийся.

Одножильный резистивный

Самый простой конструктивно и самый дешевый греющий кабель — одножильный резистивный. Он представляет собой обычный провод в изоляции с единственной токоведущей жилой.

Это решение имеет несколько специфических особенностей, делающих его применение в бытовых целях довольно неудобным:

• Кабель должен образовывать замкнутый контур, поскольку оба его конца должны подключаться к питанию;

• Он всегда работает на номинальной мощности. Уменьшить тепловыделение можно лишь снижением напряжения питания;
• Перехлест провода приводит к его перегреву (поскольку выделяющееся в одной точке количество тепла удваивается), что часто становится причиной разрушения изоляции и короткого замыкания;
• Кабель нельзя резать. Уменьшение длины проводника при неизменном напряжении питания приведет к уменьшению его полного сопротивления и пропорциональному росту текущего через него тока. Поскольку тепловыделение пропорционально квадрату тока, перегрев укороченного кабеля гарантирован.

Давайте познакомимся с парой образцов одножильных кабелей:

Изображение	Описание
Провод нагревательный ПНСВ используется для прогрева бетона при отрицательных температурах. Он замоноличивается и не используется повторно, поэтому в числе приоритетов производителя — минимальная цена погонного метра. ПНСВ использует токоведущую жилу из отожженной стали в полиэтиленовой оболочке; при диаметре 1,2 мм метр провода обходится всего в 1,44 рубля.
	Провод нагревательный ВНО применяется для нагрева элементов технологического оборудования (битумопроводов, экструдеров и т.д.) и предназначен для работы при температурах 550-800 градусов. Его особенности — использование в качестве проводника высокотемпературных сплавов и изоляция из стекловолокна. Погонный метр провода диаметром 1,2 мм стоит 340 рублей.

Любопытно: резистивные низкотемпературные кабели нередко снабжаются экранирующей оплеткой, предназначенной для защиты электроники от наведенных токов. Однако у автора есть серьезные сомнения в пользе от экранирования: каких-либо помех и сбоев в работе вычислительной техники и радио он не наблюдал даже в непосредственной близости от системы кабельного обогрева без оплетки.

Двухжильный резистивный

Его единственное отличие от изученного нами выше решения — вторая токоведущая жила, позволяющая подключать снабженный концевой муфтой кабель к питанию одной стороной. Все остальные особенности — те же: неизменная длина секции, перегрев при перехлесте и постоянная мощность.

Зональный

Зональный кабель представляет собой эволюционное развитие резистивного. В нем две токоведущих жилы с низким сопротивлением соединяются друг с другом проводниками, выполняющими роль нагревательных элементов.

Такая конструкция дает возможность нарезать кабель отрезками произвольной длины: при этом будет меняться потребляемая мощность, а вот температура нагрева останется неизменной, поскольку длина каждого отдельного нагревательного элемента не меняется.

Саморегулирующийся

Все проблемы резистивного кабеля успешно и очень остроумно решены в так называемом саморегулирующемся.

Между двумя обладающими низким сопротивлением медными жилами размещена полупроводящая матрица из полимера-диэлектрика с высоким коэффициентом линейного расширения при нагреве. В полимер добавляется мелкодисперсный проводящий материал (например, графитовая пыль).

• Автоматическую регулировку температуры. При охлаждении среды полимерная матрица уменьшается в размерах, и частицы проводника образуют больше токоведущих цепей. Это приводит к увеличению потребляемой мощности и к росту тепловыделения;

• Независимость терморегуляции для разных участков кабеля. При разнице в температуре между участками количество токоведущих цепей в них будет разным;
• Безопасность эксплуатации. Перехлест кабеля больше не приводит к его перегреву: при росте температуры мощность, потребляемая матрицей в области перехлеста, упадет до минимума;
• Экономичность. Кабель снижает энергопотребление в теплую погоду;
• Возможность нарезки провода отрезками произвольной длины. При этом опять-таки будет меняться полная мощность секции, но не ее нагрев.

Любопытно: саморегулирующийся кабель существует как в высоковольтной версии, с питанием от 220 вольт, так и в низковольтном исполнении. 12-вольтовый кабель остается безопасным даже при повреждении изоляции и применяется, в частности, для обогрева аквариумов и инкубаторов.

Применение

Где применяются кабельные системы обогрева?

Вот наиболее типичные области их бытового применения:

• Электрические теплые полы с укладкой кабеля в стяжку или под кафель, в слой плиточного клея;

• Защита открытых площадок (спортивных, детских, парковок для автомобилей и т.д.) от образования ледяного и снежного наката;
• Системы обогрева кровель и водостоков. Они предотвращают замерзание желобов в межсезонье и скопление на крыше опасного количества снега;

• Обогрев водопроводов и канализации при их открытой прокладке или укладке в грунт выше уровня промерзания;
• Обогрев емкостей (накопительных баков для воды, септиков и т.д.).

Любопытно: у автора этой статьи саморегулирующийся кабель отвечает за обогрев проложенной по фасаду дома канализации мансардного этажа и открыто установленного под крыльцом отстойника септика. Система обогрева показала свою эффективность в редкие для Крыма заморозки: даже при -20°С канализация продолжала функционировать.

Монтаж

Теперь пришло время ответить на несколько вопросов, так или иначе связанных с монтажом нагревательного провода своими руками:

1. Какой должна быть удельная мощность греющего кабеля при монтаже электрического теплого пола?

При качественном утеплении помещения — 150 ватт на квадратный метр поверхности. Для неутепленных помещений она может быть увеличена до 200-250 ватт.

Стоит уточнить: фактическое среднее энергопотребление благодаря работе терморегулятора будет как минимум вдвое меньше номинального. Резерв мощности нужен лишь для быстрого разогрева пола.

1. Какова максимальная нагрузка на один терморегулятор для кабельного теплого пола?

В отсутствие других указаний производителя терморегулятора — 3600 ватт. При большей мощности теплого пола собирается несколько контуров с независимой регулировкой температуры.

1. Какой мощности кабель брать для обогрева трубопроводов?

Инструкция зависит от диаметра трубы:

• Для водопровода достаточно 10 ватт на метр;
• Для канализации диаметром 50 мм — 16 ватт;
• Для 110-миллиметровой канализации — 30 Вт/м.

1. Как подключить саморегулирующийся кабель для напряжения 220 вольт к питанию?

Обычным многопроволочным проводом с двумя или тремя (в случае наличия экранирующей оплетки) жилами и вилкой. Соединение жил выполняется медными гильзами под обжимку. Изоляция соединений обеспечивается термоусадочной трубкой; ей же изолируется конец греющего кабеля.

1. Можно ли прокладывать греющий кабель внутри водопровода или канализации?

В водопроводных трубах — можно. Для ввода кабеля используется фитинг с сальниковым уплотнителем.

В канализационных — нельзя.

Причин тому несколько:

• Кабель будет собирать мусор (волосы, бумагу и т.д.) и способствовать засорам канализации;
• Он с большой вероятностью будет намотан на трос или проволоку и поврежден при прочистке засора;
• Агрессивные бытовые стоки за 2-3 года разъедают термоусадку и приводят к выходу нагревательной секции из строя.

Однако: участок кабеля с цельной заводской оболочкой можно укладывать в отстойник или фильтрующий колодец септика. У автора кабельный обогрев отстойника организован именно так: несколько витков саморегулирующегося кабеля уложены на дно емкости, при этом соединение с холодным концом и концевая муфта находятся за ее пределами.

1. Как крепить греющий кабель на водопроводные или канализационные трубы?

Он укладывается под теплоизоляцию и приклеивается алюминиевым скотчем. Отражающая поверхность алюминиевой ленты уменьшает потери тепла за счет излучения и способствует нагреву трубы.

При открытой (без изоляции) прокладке канализации кабель стоит дополнительно зафиксировать полиэтиленовыми стяжками. Алюминиевый скотч непрочен и легко рвется, а оболочка саморегулирующегося кабеля достаточно жесткая и упругая.

Наконец, при обогреве водопровода кабель можно просто намотать на него спиралью.

Заключение

Надеемся, что нам удалось ответить на все вопросы читателя. Успехов!