Выбор обогревательных проводов и кабелей, способы прокладки
Исходя из проектируемых данных, выбираем импортный нагревательный кабель производства фирмы CEILHIT.
Марка кабеля была выбрана из справочной таблицы.
CEILHIT 22PSV254600 диаметр проводника-1,20 мм; погонное сопротивление - 0,056 Ом/м; сопротивление – 10,52 Ом; мощность - 4600 Вт; длина – 187,89 м; погонная мощность - 25,4 Вт/м.
Настоящий тест представляет собой общую информацию о выборе и монтаже кабельной системы отопления на основе электронагревательных кабелей фирмы CEILHIT.
Эта система предназначена для отопления различных производственных помещений, находящихся как в умеренных, так и в более суровых климатических условиях.
Кабельная система отопления может быть использована в помещении с уже существующими иными системами отопления как дополнительная.
Кабельная система отопления обеспечит в зависимости от выбранной комплектации:
- подогрев пола и стен смотровой ямы с автоматическим регулированием температуры.
- обогрев помещения мастерской с автоматическим регулированием температуры воздуха;
Необходимая температура устанавливается на теплорегуляторе.
Нагревательный кабель монтируется в массиве пола, стен смотровой ямы, которая превращается в источник тепла, а её поверхность – в большую рабочую панель, равномерно излучающую идеально комфортное для рабочего тепло. При этом температура поверхности смотровой ямы вследствие равномерного распределения кабеля по всей ее площади лишь на несколько градусов повышает температуру воздуха. Это существенно отличает кабельную систему отопления от традиционных или иных систем отопления, и ее применение гарантирует ряд существенных преимуществ по сравнению с иными источниками тепла.
Отсутствуют горячие и раскаленные поверхности, в соприкосновении с которыми можно получить травму или ожог. Появляется полная свобода для работы с оборудованием, т.к. не теряется полезная площадь под установку систем отопления.
Система полностью автоматизирована и включается сразу же, как только регулируемая температура обогреваемой поверхности (в зависимости от примененного регулятора) опускается ниже заданного значения.
Благодаря оптимальному с теплохимической точки зрения расположению нагревательного элемента, создается комфортный для работника перепад температуры воздуха по высоте помещения и существенное улучшение условий труда. Время, теряемое одним рабочим по болезни, составляет 10% от общего рабочего времени, из них по причине не комфортных условий труда составляет 3%.
При монтаже системы нагревательный кабель с помощью соединительных кабелей подключается через регулятор температуры к сети переменного тока 220 В, 50 Гц.
Кабель с помощью монтажных направляющих укладывается на основании поверхности, предварительно покрытой слоем теплоизоляционного материала и теплоотражающий экраном, и заливается бетоном.
Теплорегулятор устанавливается на стене мастерской и является единственной видимой частью системы.
Структура нагревательных кабелей показана на рисунке 4.3.1.
Рисунок 4.3.1. - Структура нагревательных кабелей:
1. Проводник (сталь, бронза, медь, мессинги);
2. Изоляционная полиэтиленовая оболочка;
3. Дополнительная изоляционная оболочка;
4. Металлическая оплетка (Fe 99,9%);
5. Внешняя термостойкая (105 С) полихлорвиниловая оболочка
Все составляющие части системы прошли всесторонние испытания в соответствии с целями их применения и строгий контроль качества в процессе производства.
Таблица 4.3.1 - Нагревательный кабель типа 22PV15
| Тип | Диаметр проводника, мм | Погонное сопротивление, Ом | Сопротивление, Ом | Мощность, Вт | Длинна, м | Погонная мощность, Вт/м |
| 22PV153 | 0,37 | 7,010 | 161,33 | 23,01 | 13,0 | |
| 22PV15400 | 0,47 | 4,480 | 121,00 | 27,01 | 14,8 | |
| 22PV15500 | 0,60 | 2,616 | 96,80 | 37,00 | 13,5 | |
| 22PV15600 | 0,74 | 1,792 | 80,67 | 45,01 | 13,3 | |
| 22PV15700 | 0,83 | 1,284 | 69,14 | 53,85 | 13,0 | |
| 22PV15800 | 0,96 | 1,025 | 60,50 | 59,02 | 13,6 | |
| 22PV15900 | 1,06 | 0,857 | 53,78 | 62,75 | 14,3 | |
| 22PV151000 | 0,56 | 0,691 | 48,40 | 70,04 | 14,3 | |
| 22PV151100 | 0,63 | 0,540 | 44,00 | 81,48 | 13,5 | |
| 22PV151200 | 0,74 | 0,463 | 40,33 | 87,11 | 13,8 | |
| 22PV151500 | 0,85 | 0,319 | 32,27 | 101,15 | 14,8 | |
| 22PV151800 | 0,95 | 0,212 | 26,89 | 126,83 | 14,2 | |
| 22PV152000 | 0,78 | 0,155 | 24,20 | 156,13 | 12,8 | |
| 22PV152500 | 0,96 | 0,098 | 19,36 | 197,55 | 12,7 | |
| 22PV153000 | 1,12 | 0,068 | 16,13 | 237,25 | 12,6 | |
| 22PV153500 | 1,20 | 0,056 | 13,83 | 246,94 | 14,2 | |
| 22PV154000 | 1,44 | 0,040 | 12,10 | 302,50 | 13,2 |
В кабельной системе отопления используется нагревательный кабель фирмы CEILHIT типов:
PV15, PSV15 - с погонной мощностью кабеля 15 Вт/М;
PSV25, PSVB25 - С погонной мощностью кабеля 25 Вт/М.
Кабели типов PV, PSVB отличаются по своей структуре: по наличию или отсутствию дополнительной защитной оболочкой или металлической оплетки, используемой для заземления кабеля.
Таблица 4.3.2 - Нагревательный кабель типа 22PSV25
| Тип | Диаметр проводника, мм | Погонное сопротивление, Ом | Сопротивление, Ом | Мощность, Вт | Длинна, м | Погонная мощность, Вт/м |
| 22PSV25400 | 0,37 | 1,010 | 121,00 | 17,26 | 23,2 | |
| 22PSV25500 | 0,47 | 4,180 | 96,80 | 21,61 | 23,1 | |
| 22PSV25650 | 0,60 | 2,616 | 74,46 | 28,46 | 22,8 | |
| 22PSV25800 | 0,74 | 1,792 | 60,50 | 33,76 | 23,7 | |
| 22PSV25950 | 0,83 | 1,284 | 50,95 | 39,68 | 23,9 | |
| 22PSV251100 | 0,96 | 1,025 | 44,00 | 42,93 | 25,6 | |
| 22PSV251200 | 1,06 | 0,857 | 40,33 | 47,06 | 25,6 | |
| 22PSV251300 | 0,56 | 0,691 | 37,23 | 53,88 | 24,1 | |
| 22PSV251500 | 0,63 | 0,540 | 32,27 | 59,75 | 25,1 | |
| 22PSV251600 | 0,74 | 0,463 | 30,25 | 65,33 | 24,5 | |
| 22PSV251900 | 0,85 | 0,319 | 25,47 | 79,85 | 23,8 | |
| 22PSV252400 | 0,95 | 0,212 | 20,17 | 95,13 | 25,2 | |
| 22PSV252750 | 0,78 | 0,155 | 17,60 | 113,55 | 24,2 | |
| 22PSV253400 | 0,96 | 0,098 | 14,24 | 145,26 | 23,4 | |
| 22PSV254100 | 1,12 | 0.068 | 11,80 | 173,60 | 23,6 | |
| 22PSV254600 | 1,20 | 0,056 | 10,52 | 187,89 | 25,4 | |
| 22PSV255100 | 1.44 | 0,040 | 9,49 | 237,25 | 21,5 |
Металлическую оплетку имеют кабели типов PSV, PSVB. Дополнительную защитную оболочку имеют кабели типа PSVB. Технические характеристики нагревательных кабелей приведены в таблицах 4.3.1 – 4.3.3.
Нагревательный кабель типа 22PV15xxxx (220В, 15 Вт/м).
Максимальная мощность 260 
Вт/м2.
Нагревательный кабель типа 22PSV25 (220В, 25Вт/м).
Максимальная мощность 425 Вт/м2.
Таблица 4.3.3 - Нагревательный кабель типа 22PSVB25
| Тип | Диаметр проводника, мм | Погонное сопротивление, Ом | Сопротивление, Ом | Мощность, Вт | Длинна, м | Погонная мощность, Вт/м |
| 22PSVВ25150 | 53,78 | 322,67 | 6,00 | 25,0 | ||
| 22PSVВ25200 | 30,25 | 242,00 | 8,00 | 25,0 | ||
| 22PSVВ25250 | 19,36 | 193,60 | 10,00 | 25,0 | ||
| 22PSVВ25300 | 13,44 | 161,33 | 12,00 | 25,0 | ||
| 22PSVВ25400 | 0,37 | 7,010 | 121,00 | 17,26 | 23,2 | |
| 22PSVВ25500 | 0,47 | 4,480 | 96,80 | 21,61 | 23,1 |
Сопротивление нагревательных кабелей приведено в таблицах для холодного их состояния с погрешностью -5…+10%.
Максимально допустимая рабочая температура кабеля 75 ºС. Минимально допустимый диаметр изгиба кабеля – шесть диаметров поперечного сечения: 60 мм для кабелей типов PSV, PSVB; 40 мм для кабелей типа PV.
При возможности заземления кабеля рекомендуется применять кабели типа PSV или PSVB.
Соединительные кабели служат для присоединения нагревательного кабеля к терморегулятору и сети питания, структура показана на рисунке 4.3.2.
Рисунок 4.3.2. – Соединительный кабель:
1. Медный провод сечением от 1,5 до 2,5 мм2; 2.Изоляционная полиэтиленовая оболочка; 3.Металлическая оплетка;
2. Внешняя термостойкая (105 ºС) полихлорвиниловая оболочка
Состав и толщина изоляционных материалов такие же, как и у нагревательного кабеля.
Стандартная длина одного соединительного кабеля два метра. Соединение подводящего кабеля с нагревательным кабелем производится с помощью соединительного кольца путем раздельного соединения проводов и металлических оплеток.
Место соединения кабелей изолируется термостойкими соединительными муфтами, которые при монтаже кабеля должны быть размещены непосредственно в бетонной стяжке.
Схема укладки кабеля в бетонной стяжке составляется на основе схемы полезной площади смотровой ямы.
Так как с мощностью кабеля любого типа однозначно связанна его длина, то существуют ограничения по возможности укладки кабеля, связанные с ограничениями шага укладки.
На конкретной площади нельзя уложить весь кабель большей (более мощный), чем это позволяет сделать минимально возможный шаг укладки, и нельзя уложить кабель на большей площади, чем это позволяет сделать максимально возможный шаг укладки.
Минимально шаг укладки кабеля на конкретной поверхности ограничивается по минимально допустимому радиусу изгиба кабеля, так и возможными ограничениями, связанными с особенностями состояния поверхности укладки кабеля и конфигурацией полезной площади (минимальный допустимый радиус закругления кабеля равен шести диаметрам его поперечного сечения). При большом шаге укладки может ощущаться неравномерный нагрев поверхности, т.е. могут существовать более и менее нагретые зоны. Чем меньше уложен кабель в бетонную стяжку, тем больше неравномерность нагрева.
Количество шагов укладки кабеля обязательно должно быть величиной нечетной. Это обусловлено необходимостью подключения обоих концов нагревательного кабеля на одной стороне смотровой ямы.
Рисунок 4.3.3. – Схема укладки кабеля:
НК - нагревательный кабель; М - муфты; МК - монтажные провода; ТД - термодатчик; S0 - обогреваемая площадь, м2; Sk - площадь, на которой укладывается кабель, м2; А - ширина площадки, на которой укладывается нагревательный кабель, м; В - длина площадки, на которой укладывается нагревательный кабель; N - число ниток (ходов) кабеля, уложенного зигзагом; h - шаг укладки, см; a - расстояние от нагревательного кабеля до стены, см; h1 - расстояние между прямой ниткой кабеля и зигзагом, см.
Комплект монтажных принадлежностей и материалов включает в себя монтажные направляющие, теплоизоляционной материал и теплоотражающий экран.
Монтажные направляющие - это пластмассовые планки с пазами для укладки кабеля длиной 0,5 м, при этом длина планки может быть уменьшена.
Существует возможность выбирать шаг укладки кабеля, краттный 4 см (4, 8, 12, 16, 20) с помощью планок с мелкими пазами и кратной 6 см (6, 12, 18, 24, 30) с помощью планок с крупными пазами, так как имеются направляющие с мелкими пазами с шагом пазов 4 см, и с крупными пазами с шагом пазов 6 см.
Для монтажа PSVВ и PSV кабеля удобнее применять монтажные направляющие с крупными пазами, а для PV с мелкими пазами. Для кабелей PSV и PSVB минимально допустимый диаметр изгиба кабеля составляется 60 мм, а для PV - 40 мм. (рисунок 4.3.4), о чём необходимо помнить при выборе направляющей с тем или иным шагом.
Рисунок 4.3.4. – Монтажные направляющие (а, б)
Крепление направляющих к полу осуществляется в трех местах, т.е. через 0,2 м, глубина фиксации направляющей в бетоне дюбелями, шурупами должна составлять не менее 25 мм. Надежность закрепления направляющих прямо пропорциональна площади укладки кабеля.
Для качественной работы системы отопления, экономии электроэнергии и уменьшения тепловых потерь важно обеспечить хорошую теплоизоляцию смотровой ямы. Для этого необходимо перед укладкой кабеля на всю поверхность основания пола и стен смотровой ямы уложить слой теплоизоляционного материала, толщина и теплопроводность которого обуславливаются конструкцией смотровой ямы и помещением, в котором она находится.
Под изоляционным покрытием не должен образовываться слой воздуха. Жесткое изоляционное покрытие, имеющее прогиб больше 4 мм/м, не совсем подходит для изоляции, или его приходится разрезать на куски. Теплоизоляционный материал не должен увеличиваться (уменьшаться) в объеме с изменением температуры. При выборе покрытия необходимо учитывать пожароопасные свойства материала.
В силу низкой теплопроводности наиболее предпочтителен пенополистирол. В этом случае толщина теплоизоляционного слоя минимальна и составляет менее двух миллиметров.
Монтаж системы отопления без применения теплоизоляции не рекомендуется.
Во всех вариантах конструкции пола, при которых нагревательный кабель может непосредственно соприкасаться с теплоизоляцией, необходимо для экономии электроэнергии и уменьшения тепловых потерь устанавливать между теплоизоляцией и кабелем теплоотражающий экран, в нашем случае алюминиевую фольгу.
Алюминиевая фольга предотвращает продавливание нагревательного кабеля в слой теплоизоляции, что может привести к перегреву кабеля и его повреждению, и способствует более равномерному распределению температуры по поверхности пола.
Расчет шага укладки кабеля.
Обозначим:
L – общая длина кабеля, укладываемая в змеевик, равная 187,89 м
Так как в смотровой яме обогревается три основные части: два стены (стены имеют одинаковые размеры) и пол, то расчет произведем отдельно для каждого участка.
Длина нагревательного кабеля для каждого из участков
Lk = L/3 = 62,63 м. (4.3.1)
При определении шага укладки следует иметь в виду:
- величина а обычно принимается равной 15 см;
- величина h1 ~ h
Рассчитаем шаг укладки кабеля для стен:
Найдем обогреваемую площадь, м2;
S0 = ( А ∙ В ) (4.3.2)
S0 = 15,8 ∙ 1,2 = 18,96 м2
Определим площадь, на которой укладывается кабель, м2
Sk =(А - 2а) ∙ (В - 2а) (4.3.3)
Sk =(15,8 - 2∙0,15) ∙ (1,2 - 2∙0,15) = 13,95 м2
Вычисляется число ниток кабеля по формуле
N = (Lk - 2∙В + 3∙a) / (А - 2∙a) (4.3.4)
где Lk - длина нагревательного кабеля
N = (62,63 – 2∙1,2 + 3∙0,15) / (15,8 - 2∙0,15) = 4
Шаг укладки определяется по формуле
h = (В - 2a ) / (N - 1) (4.3.5)
h = (1,2 - 2∙0,15 ) / (4 - 1) = 30 см
Рассчитаем шаг укладки кабеля для пола.
Определим площадь, на которой укладывается кабель:
Sk =(15,8 - 2∙0,15) ∙ (0,8 - 2∙0,15) = 7,75 м2
Вычисляется число ниток кабеля:
N = (62,63 – 2∙0,8 + 3∙0,15) / (15,8 - 2∙0,15) = 4
Определим шаг укладки:
h = (0,8 - 2∙0,15 ) / (4 - 1) = 17 см
Примем шаг укладки равный 18 см.