Нагревательный кабель – виды, применение и принцип работы

Система нагревательных кабелей за последнее десятилетие обрела значительное развитие. Кабель применяют в виде нагревательного элемента в бытовых условиях. С помощью нагревательного кабеля можно найти решение вопроса в обогреве пола, кровли и участков водопровода. Нагревательный кабель позволяет расширить фантазию архитекторов спроектировать и построить комфортный дом. Главное преимущество кабеля – это гибкость, которая позволят поместить практически на любую поверхность и придать любую форму, при этом нагрев происходит по всей длине кабеля.

Также преимуществами кабеля можно назвать:

— надежность и долговечность работы нагревательного кабеля;

— универсальность кабеля позволяет применять его в нагреве разных систем и предметов;

— экологическая безопасность использования в жилых помещениях;

— легкий монтаж и простота эксплуатации.

Правильно подобрать можно исходя из технических параметров и устройства кабеля. Нагревается кабель под действием электрического тока, который проходит через него. Основная характеристика, которая учитывается – это удельная мощность, которая высчитывается как мощность на 1 метр длины.

Нагревательный кабель состоит из нескольких элементов:

— нагревательная внутренняя жила, с большим электрическим сопротивлением;

— защитный слой для нагревательного элемента, обычно это полимерный материал, который снабжается алюминиевым экраном или же проволокой медной экранированной;

— внешняя оболочка, которая защищает от внешних воздействий и механических повреждений.

В зависимости от избранной модели в нагревательном проводе может быть как один, так и несколько греющих элементов. Не дорогой, но практичный одножильный нагревательный кабель имеет недостаток – он подвержен электромагнитному излучению. Более надежными считаются двух или же трехжильные нагревательные кабеля. Некоторые производители оснащают кабеля специальными экранированными защитными оболочками.

Виды нагревательных кабелей

Кабеля для нагрева бывают резисторного типа и саморегулирующие. Кабель резисторный более простой в применении, он применяется в системах теплого пола, в обогреве труб и кровли. Для обогрева крупногабаритных труб или кровли большой площади используют саморегулирующие нагревательные кабеля.

Резисторный нагревательный кабель – отличия и уникальность

Резисторный нагревательный кабель отличается небольшой стоимостью и примитивном использовании. Стабильные характеристики и высокая тепловая отдача на протяжении всего срока эксплуатации являются отличительными характеристиками резисторного кабеля.

Но стоит обратить внимание, на то, что при выходе их строя небольшого участка кабеля требуется заменить весь кабель или часть нагревательной секции кабеля. Срезать кабель самостоятельно не разрешается, приобрести резисторный кабель можно определенной длины под заказ. Производители предлагают разнообразие длин, которые подойдут для формирования оптимальной системы отопления.

Саморегулирующий нагревательный кабель – характеристики и применение

Нагревательный провод уникален изменением сопротивления при зависимости от температуры воздуха. Нагревательный саморегулирующий кабель надежен и долговечен. Провод не перегревается и не перегорает даже при перехлесте и совпадению участков. Данный вид кабеля можно нарезать определенных размеров, что удобно для монтажа и в случае ремонта. Используя саморегулирующий нагревательный кабель – вы получите полноценную систему отопления и при этом значительно сэкономите деньги на отоплении. Но недостатком такого вида кабеля считается полупроводниковая матрица, которая имеет срок службы около 10 лет, поэтому специалисты не рекомендуют использовать его в стежках пола или замуровывать в стены.

Электронагрев предлагает нагревательные кабеля следующих видов:

Греющий кабель

Углеродный (карбоновый) кабель

Карбоновый кабель известен благодаря своей экономичность и пластичности. Они используются в системе теплого пола, а также в комплексном утеплении дома. Углеродное волокно является проводником и источником тепла, при этом материал обладает высокой прочностью и термостойкостью. Купить карбоновый кабель в Москве можно со склада в Москве или с доставкой по России. Цена на углеродный кабель зависит от объема заказа.

Инфракрасное отопление частного дома своими руками

В одной из публикаций на нашем сайте уже рассматривались различные виды электрических теплых полов, а также их преимущество над аналогичными водяными системами. Возвращаясь к данной теме, мы хотим более подробно рассказать об инфракрасном (далее ИК) отоплении, его устройстве, особенностях, преимуществах и недостатках, а также способах монтажа на пол, стены и потолок. Собранная информация будет полезна тем, кто решил утеплить дом или помещение пленочными электрообогревателями и хочет это сделать своими руками.

Принцип работы и устройство ИК отопительной пленки

Основной элемент в данной конструкции это углеродное покрытия, для его нанесения применяются современные нанотехнологии, позволяющие производить печать на пленочном основании. В результате образовывается уникальная структура атомов в виде гексагональной решетки, которая настолько мала, что для описания ее размеров необходимо использовать шкалу нанометрового масштаба (этот порядок выражается в 10-9 м). Благодаря этому, материал обретает способность к излучению волн длиной 5,0-20,0 мкм, то есть находящихся в ИК диапазоне (не путать с ультрафиолетовым и ультракрасным излучением).

Напомним, что особенность данного излучения заключается в том, что при контакте с материей волновая энергия переходит в тепло. Именно поэтому такие конструкции еще называют обогревателями ПЛЭН. Данная аббревиатура расшифровывается следующим образом:

• П – пленка.
• Л – лучевая (лучистая).
• Э – электрическая.
• Н – нагревательная.

Пленка плен может производиться в рулонах или матах, их конструктивное исполнение представлено ниже.

Конструкция пленочных электронагревателей

Обозначения:

• А – Углеродное (карбоновое) напыление, играет роль основного нагревательного элемента.
• В – Плотное пленочное основание.
• С – Серебряное напыление (используется в качестве проводника электротока).
• D – Шина электропитания, изготавливается из гибкой медной ленты.
• Е – Пленка, применяется в качестве защитного покрытия.

Плюсы и минусы пленочного обогрева

Начнем с основных преимуществ:

1. Относительно простой монтаж пленочных систем. Это безусловный плюс, ПЛЭНы обогреватели не заливаются стяжкой, что делает возможным установку этих элементов, не начиная капитальный ремонт.
2. Пленка также легко монтируется на потолок, так и на пол или стены.
3. Нет ограничений на отделочные покрытия, пленочный нагреватель может быть установлен под линолеум, ламинат, паркет, плитку и т.д.
4. С учетом того, что толщина ИК покрытия не превышает 0,40 мм, теплый пол существенно не поднимется. Поэтому если организовать обогрев только одной комнаты значительного перепада не возникнет.
5. Материал обладает низкой инерционностью, что позволяет оперативно влиять на тепловой режим в помещении.
6. Равномерный обогрев помещения, чем у других систем теплого пола, не говоря уже о централизованном отоплении, где установлены батареи радиаторы. Перепады температуры в помещении с централизованным отоплением (А) и системы ПЛЭН (В)
7. Высокое КПД, соответственно, расход электроэнергии у ИК пленки значительно ниже, чем у других видов электрополов. Причем эта разница довольно ощутимая, речь идет о 20-25%.
8. Легкая интеграция в систему «Умный дом».
9. Практически отсутствует ЭМИ, в отличие от электрополов, особенно с одним нагревательным проводом.
10. При повреждении одного из нагревательных элементов обогрев будет все равно производиться (за исключением поврежденного участка).
11. Система обогрева может быть быстро и беспроблемно демонтирована без нанесения ущерба отделке помещения. Это позволяет при необходимости произвести переконфигурацию или полностью снять пленку, например при переезде.

Что касается недостатков, то к таковым можно отнести высокую стоимость оборудования по сравнению с другими видами электрополов. Помимо этого следует учитывать особенности ИК обогревательных панелей, а именно:

• Монтаж ПЛЭН должен производиться на ровную (гладкую) поверхность, в противном случае велика вероятность повреждения нагревательного элемента.
• Укладка должна вестись только на свободном пространстве, то есть, предметы мебели не должны находиться в месте установки ИК пленки. Это ограничение не позволяет использовать всю площадь пола. Как показывает практика, система ПЛЕН монтируется, в лучшем случае, на 70% от общей площади.
• Не имея навыков подключить ПЛЭН с первого раза практически нереально, это связано с особенностями монтажа.
• Установка электропола во влажных помещениях (ванной комнате или бане) нежелательна, поскольку ошибка монтажа может привести к опасным для человека последствиям.

Сфера применения

Несмотря на то, что некоторые производители ПЛЭН позиционируют свою продукцию как альтернативу центральному отоплению самостоятельное использование той системы для обогрева зимой дачи, дома, магазина, склада или зданий другого типа экономически невыгодно. Для этого лучше использовать водяной котел и трубчатый обогреватель для теплого пола, несмотря на то, что монтаж такого оборудования значительно сложнее. Что касается промышленных и производственных помещений, для них больше подходят газовые излучатели.

Газолучистое отопление цеха максимально эффективно при потолочном расположении

Идеальная сфера применения ИК пленок – вспомогательная система отопления, которая используется для подогрева детской, лоджии, французского балкона или полов частного дома.

Данная система также может использоваться для отопления небольших вспомогательных помещений, например гаража, птичника или курятника, подвала и т.д. Нередко ПЛЭН используется в качестве обогревателя грунта в теплице из поликарбоната.

Учитывая выше изложенные факты можно констатировать, что Эффективность ПЛЭН снижается при увеличении площади обогрева.

Основные технические характеристики

Несмотря на большое число производителей ПЛЭН, основные параметры их продукции довольно схожи, приведем основные из них:

• Характеристики питания: 220-240 В переменного тока, с частотой 50 Гц.
• Максимально мощность ≈ 200 Вт/м 2 .
• Среднесуточная мощность — 25-65 ВТ/м 2 .
• Допустимая температура нагрева 150°С, точка плавления 250°С.
• Температура нагревательных элементов — 45-50°С.
• Ширина 0,50-1,0 м.
• Длина рулона – до 50 м.
• Максимальная длина укладки – 8 м.
• Толщина – до 0,4 мм.
• Инертность нагрева – не более 3 минут.
• КПД до 90%.

Монтаж на пол, потолок, стены

Теперь, когда мы получили общее представление о ПЛЭН, можно перейти к описанию установки. Прежде, чем преступать к процессу, необходимо спланировать размещение пленки по поверхности пола. Как мы помним, пленка должна быть размещена только на свободных участках. Рекомендуем сделать план помещения, указать на нем расположение мебели и ИК покрытия.

Пример плана укладки ИК пленки с учетом интерьера комнаты

Исходя из результата, несложно рассчитать площадь пленки, а зная ее ширину – длину ленты. После этого производим расчет мощности, это позволит не только подобрать автоматический выключатель, но и оценить рентабельность такого отопления.

Расчет мощности

Зная общую площадь нагревателя ПЛЭН, производим расчет максимальной мощности. Например если для отопления дома необходимо 100 м 2 , то максимальная нагрузка составит 20 кВт, а ток чуть больше 90 А (I=P/U), что довольно много для бытовой электросети. Среднесуточное потребление будет порядка 2.5-6.5 кВт. То есть, при 10 часах работы, такая система будет потреблять в сутки от 250 до 650 кВт/ч, а это очень дорогое удовольствие. Как видите, простейший расчет еще раз говорит о том, что использовать ИК пол в качестве основного отопления невыгодно.

В сети можно найти ресурсы с онлайн калькулятор, позволяющем существенно упростить процесс расчета.

Алгоритм действий при укладке теплого ИК пола

Сделав расчеты и убедившись, что их результаты устраивают, приступаем, непосредственно, к укладке. Ниже представлена типовая схема монтажа.

Схема укладки ПЛЭН

Будем исходить из того, что поверхность пола выровнена и очищена мусора и пыли, а все необходимые материалы уже приобретены. В этом случае алгоритм действий будет следующим:

1. Устанавливаем терморегулятор на заранее выбранное место (собственно, этот пункт может быть выполнен позже, перед подключением уложенной пленки).
2. Первичное основание укладываем теплоизолятор, желательно, чтобы он был с отражающим слоем. Если монтаж производится на бетонное покрытие, то рекомендуется в первую очередь постелить гидроизоляцию, в качестве которой может выступать пластиковая пленка. Чтобы зафиксировать термо- и гидроизоляцию используем монтажную ленту.
3. Производим нарезку и раскладку ПЛЭН согласно составленному ранее плану. Близко к стене пленку не укладываем, оставляем отступ 10,0-15,0 см, чтобы было можно установить плинтус. Помним, что максимальный по длине отрезок не должен превышать 8-ми метров. Разрезы нужно выполнять только в указанных местах, они могут быть отмечены пунктиром или символом виде ножниц. Пленка режется только в отмеченных для этого местах
4. Производим укладку нарезанных фрагментов таким образом, чтобы медные токопроводящие шины находились снизу. Следим, чтобы не было перехлестов. Укладка встык или с зазором между фрагментами допускается. Пример правильной укладки

Как и теплоизоляцию, фрагменты можно фиксировать монтажной лентой.

1. Производим подключение. Этот процесс требует более детального описания. Очередность действий следующая:

• В первую очередь отмеряем длину монтажных проводов и производим зачистку их концов на длину 10-12 мм.
• Берем идущий в комплекте к пленке контактный зажим и вставляем зачищенный конец провода в хвостовик. Контактные зажимы для подключения ИК пленки
• Производим установку зажима на медную ленту и обжимаем его, после чего изолируем. Установка и изоляция зажима
• Соединяем между собой фрагменты таким образом, чтобы они подключались параллельно. Схематическое изображение подключения фрагментов
• Устанавливаем термодатчик (входит в комплект). Он должен находиться на угольном покрытии. Желательно располагать его в таком месте, которое будет менее всего подвергаться нагрузке.
• Подключаем датчик и ПЛЭН к терморегулятору. Схема подключения должна быть приведена в руководстве к прибору.
• Тестируем собранную систему. Включаем обогрев и устанавливаем необходимую температуру. Если нет искрения, контакты не нагреваются, а система отключается при достижении заданной температуры, то можно констатировать, что подключение инновационного напольного отопителя выполнено правильно.

1. После подключения, производится установка отделочного покрытия. После этого монтаж системы можно считать завершенным.

Описанным способом можно устанавливать как ленточные ПЛЭН, так и ИК панели для обогрева.

Как устанавливается инфракрасное отопление на потолки?

Единственное отличие от описанного выше способа заключается в том, что на потолке необходимо установить деревянную обрешетку. К ней будет крепиться подложка, а на нее тепловые модульные элементы или ПЛЭН. Их крепление осуществляется при помощи строительного степлера. При этом необходимо следить, чтобы не пробить скобами карбоновое покрытие и токоведущие элементы конструкции. В остальном принцип монтажа не отличается от описанного выше.

Монтажная схема потолков ПЛЭН

Обозначения:

• А – Основное потолочное перекрытие.
• В – брус обрешетки.
• С – Слой пароизоляции.
• D – Термоизоляционное покрытие.
• Е – ИК элементы.
• F – Отделка потолка.

Примечательно, что правильно уложенный греющий потолок можно использовать совместно с натяжными потолками. Также заметим, что инфракрасники могут быть установлены не только на бетонные перекрытия в квартире, а и на деревянные потолки загородного дома, но использовать их в качестве основной системы отопления нерентабельно, даже если нет газа. Инфракрасное отопление при обогреве большой площади потребляет много электроэнергии. В таких ситуациях лучше использовать обогревающие конвекторы.

Что касается настенного монтажа, то он выполняется таким же образом, как и ИК пленочные потолки. Если стеновые основания гипсокартонные или деревянные, то обрешетка в этом случае не требуется.

Выбор производителя

Характеристики ПЛЭН примерно одинаковые, поскольку используется одна и та же технология производства, поэтому утверждения о преимуществах того или иного бренда не всегда достоверны. Хорошо зарекомендовал себя ПЛЭН завода «Зебра», в частности ЭВО 300, купить эту пленку можно практически любом крупном городе, хоть Хабаровске или Иркутске. Также много хороших отзывов об обогревающих пластинах Фракарро и Ориент.

Правда следует учитывать, что энергосберегающие технологии и не стоят на месте, поэтому на рынке регулярно появляются новинки, позволяющие понизить теплопотери, а соответственно и потребление электроэнергии. Поэтому при проектировании систем альтернативного отопления следует внимательно изучить этот вопрос.

Про пользу и вред

Завершая тему, следует упомянуть о мифах, в которых рассказывается, что ИК отопление дома наносит вред здоровью человека. Это абсолютно неверно, такие системы более безопасны, чем микроволновые плиты. Что касается пользы, то говоря правду, ее значение также сильно преувеличено в маркетинговых целях.