Соединение нагревательного и силового кабеля

Надежность электрического «теплого пола»

Соединение нагревательного и силового кабеля

К. Амбарцумянц, к.т.н.

Установить электрический «теплый пол» решаются далеко не все из тех, кто задумывался об этом. Основная причина – отсутствие ясного понимания того, что будет греть, как долго будет греть и насколько это безопасно. Попробуем внести предельную ясность в эти вопросы

Что будет греть?

Рассмотрим конструкцию нагревательной секции «теплого пола», который может быть рекомендован к установке в жилых помещениях.

Специальный нагревательный кабель, у которого есть защитный экран и жила стекания (ее другое название «жила заземления») диаметром от 4 до 8 мм, нагревается при подаче на него электрического тока.

Кабельный электрический «теплый пол» продаётся как в виде бухты, так и в виде нагревательного мата, когда нагревательный кабель еще на заводе уложен змейкой на пластиковой сетке. Такая сетка обычно имеет липкий слой, при помощи которого легко крепится на основание.

В зависимости от того, сколько жил имеет нагревательный кабель, нагревательная секция может иметь один или два силовых провода для подключения к сети питания. Рассмотрим самый распространенный вариант – нагревательную секцию с двужильным нагревательным кабелем и одним холодным концом (рис. 1).

Рис. 1. Основные элементы электрического «теплого пола»:
1 – силовой кабель («холодный конец»); 2 – нагревательный кабель; 3 – соединительная муфта; 4 – концевая муфта

Силовой кабель

Силовой кабель («холодный конец») может быть любого цвета, с сечением питающих жил, подбираемым так, чтобы не допустить его нагрев при постоянной работе «теплого пола». Стандартные терморегуляторы предназначены для присоединения силового кабеля сечением от 1…1,5 мм2. Если этот параметр меньше, необходимо использовать специальные наконечники для опрессовки.

Если питающий провод толще, значит, кроме терморегулятора, нужен электромагнитный пускатель.

Для упрощения производства, компании-изготовители используют в качестве холодного конца стандартный силовой кабель с медной жилой и в изоляции из поливинилхлорида типа ПВСили ВВГ (рис. 2).

При выборе, при прочих равных условиях следует отдать предпочтение ПВС, так как он легче гнётся, и за счет большего количества жил, имеет лучший контакт с клеммами питания терморегулятора. Это предотвращает их нагрев при эксплуатации.

Рис. 2. Стандартные силовые кабели для обустройства «холодного конца»

Концевая муфта

Концевая муфта есть у всех моделей двужильного «теплого пола», поскольку с ее помощью замыкается электрическая цепь, что необходимо для работы системы.

В настоящее время применяется три типа герметизации и защиты такого соединения:

  • капсула, которая залита стойким к влаге компонентом (рис. 3). Типичный представитель такого способа – системы кабельного обогрева, выпускаемые финским предприятием ENSTO;
  • заливка специальным материалом (рис. 4–6), который придает прочность и герметичность соединению (Nexans (Норвегия),
  • «Теплолюкс» (Россия) и, до середины 2014 г., Woks (Украина));
  • установка термоусадочной трубки с клеем (рис. 7–9). Представители: DEVI (Дания), Hemstadt (Германия), Rayhem (США), Woks (Украина) (с середины 2014 г.), Profi Therm EKO (Украина).

Соединительная муфта

Некоторые производители (Nexans, Hemstadt) предлагают нагревательные секции с «безмуфтовым» соединением. Важно понимать, что это условное утверждение. Почему? Потому что они научились помещать соединительную муфту под общей наружной оболочкой нагревательного и силового кабелей. Холодный конец такой секции имеет маркировку в виде звездочек, а само место соединения обозначено словом «splice» (англ. – «сращивание», «соединение»), и к нему нельзя прикладывать изгибающие усилия (рис. 10).

Рис. 10. Соединительная муфта под общей наружной оболочкой нагревательного и силового кабелей

Остальные производители электрических систем обогрева используют множество вариантов соединительных муфт:

  • прочная капсула, залитая силиконом – Ensto (рис. 11). Размер такой муфты – 78×18×35 мм;
  • разделительный кордель и термоусадочная трубка – DEVI, ∅ 15…17 мм (рис. 12);
  • изоляция соединения нагревательного и силового кабеля термоусадочными трубками и установка общей термоусадки с клеем – Profi Therm EKO, ∅ 14…18 мм (рис. 13);
  • разделительный кордель и обечайка залиты специальным материалом, внешняя термоусадочная трубка с клеем – Woks, ∅ 12 мм (рис. 14);

Все муфты – соединительные и концевые – должны обеспечивать класс защиты изделия IPX7. Напомним что это такое.

Классы защиты оболочки

Читайте также  Перемычка для соединения проводов

Ingress Protection Rating — система классификации степеней защиты оболочки электрооборудования от проникновения твёрдых предметов и воды в соответствии с международным стандартом IEC 60529 (DIN 40050, ГОСТ 14254-96).

Под степенью защиты понимается способ защиты, проверяемый стандартными методами испытаний, который обеспечивается оболочкой от доступа к опасным частям (токоведущим и механическим частям), попадания внешних твёрдых предметов и/или воды внутрь оболочки.

Маркировка степени защиты оболочки электрооборудования осуществляется при помощи международного знака защиты IP и двух цифр, первая из которых означает защиту от попадания твёрдых предметов, вторая — от проникновения воды (табл. 1).

Код имеет вид IPXX, где на позициях X находятся цифры, либо символ X, если степень не определена. За цифрами могут идти одна или две буквы, дающие вспомогательную информацию. Например, бытовая электрическая розетка может иметь степень защиты IP22 — она защищена от проникновения пальцев, и не может быть повреждена вертикально или почти вертикально капающей водой. Максимальная защита по этой классификации — IP68: пыленепроницаемый прибор, выдерживающий длительное погружение в воду под давлением.

Таблица 1. Вторая цифра в маркировке IP, обозначающая защиту от проникновения жидкости

Стоит отметить, что вторая цифра автоматически гарантирует первую, меньшую на единицу. К примеру, IPX5 означает IP45, а IPX7 – IP67.

Испытания готовых изделий

В соответствии с техническими нормами есть 5 видов испытаний: квалификационные, приемо-сдаточные, периодические, сертификационные и типовые. Квалификационные предполагают проверку на соответствие изделия утвержденной конструкции.
Приемо-сдаточные и периодические испытания рассмотрим на примере испытания нагревательных секций Woks (рис. 15), которые выпускает ПАО «Одескабель» (Украина) (табл. 2).

Рис. 15 Нагревательный мат для «теплого пола» WoksMat (Одескабель)

Критерии проверок

Таблица 2. Испытания нагревательных секций электрического «теплого пола» Woks

Нагревательные секции считаются влагостойкими, если после нахождения 30 минут в воде выдерживают испытание переменным напряжением 1500 В (750 В – для тонкого кабеля) на протяжении 30 секунд. Напряжение сначала прикладывают между жилами, а затем между жилами и экраном.

Нагревательные секции считаются стойкими на растяжение, если при растяжении с силой 120 Н не появляются признаки разрушения оболочки, соединительной муфты или нарушения целостности жил.

Нагревательный кабель, который выдержал напряжение 1500 В (750 В – для тонкого кабеля), приложенные между жилами и экраном в течение 30 секунд без пробоя изоляции, считается стойким к деформации, если при этом был уложен под прямым углом на стальной пруток ∅ 6 мм, а на стальную пластину (100×00х10 мм), которая лежала сверху него, давил груз весом 600 Н.

Ударная стойкость проверяется при температуре минус 5°С. Нагревательный и силовой кабели, концевая и соединительная муфты секции подвергаются одиночному удару стальным предметом с энергией 2 Дж. По прошествии 2-х часов на секцию подается напряжение 1500 В (750 В – для тонкого кабеля), приложенные между жилами или между жилами и экраном 30 секунд. При этом не должно наблюдаться пробоя изоляции.

Проверка на расширение горения считается пройденной, если кабель затухает не позднее 30 секунд после того, как прекращено воздействие на него открытым источником огня. 100% проверка всех нагревательных секций на влагостойкость не является обязательной. Международный стандарт обязывает производителей выпускать «теплый пол», обладающий IPX7.

Как это обеспечить и проконтролировать – вопрос на совести самих производителей. Некоторые из них считают, что культура производства высока настолько, что 100% проверка не обязательна, и достаточно выборочной.

Другие производители («Одескабель» в их числе), предпочитают иметь уверенность в качестве, вместо допущений, и проверяют на герметичность 100% готовой продукции.

Периодические испытания проводятся не реже одного раза в год. Сертификационные осуществляются органом сертификации (в Украине – «УкрСепро»). Типовые испытания проводятся при каждом изменении конструкции кабеля или муфты.

Надеюсь, информация была интересна не только специалистам, но и людям, имеющим свой меркантильный интерес в этом вопросе: насколько электрический «теплый пол» может быть безопасен, как отопительный прибор. По крайней мере, теперь известно из чего он состоит, и что должен проверить производитель, перед тем как продавать свое изделие.

В следующем номере журнала будут подробно рассмотрены конструктивные особенности соединительных муфт «теплых полов» разных производителей.

Читайте статьи и новости в Telegram-канале AW-Therm. Подписывайтесь на -канал.

Просмотрено: 5 636

Вас может заинтересовать:

Вам также может понравиться

Источник: https://aw-therm.com.ua/nadezhnost-elektricheskogo-teplogo-pola/

Соединение нагревательного и силового кабеля

Соединение нагревательного и силового кабеля

Сделать водоснабжение частного дома или дачи постоянным и бесперебофным — задача не из легких. Самое трудное — обеспечить подачу воды зимой. Чтобы трубы не замерзали, их можно уложить ниже глубины промерзания, но все равно остаются слабые места.

Читайте также  Соединение плоских кабелей

Первое — аномально холодные зимы, которые периодически брют все рекорды. Второе — места ввода в дом. Они все равно часто замерзают. Выход — установить греющий кабель для водопровода. В этом случае канализация желательна, но закапывать ее можно неглубоко.

А на участки ввода в дом можно уложить нагреватель более мощный и получше утеплить. 

Виды греющих кабелей для водопровода

Есть два вида нагревательных кабелей — резистивные и саморегулирующие. В резистивных использовано свойство металлов при прохождении электрического тока нагреваться. В обогревающих кабелях этого типа греется металлический проводник. Их характерная черта — они выделяют всегда одинаковое количество тепла.

Неважно на улице +3°C или -20°C греться они будут одинаково — на всю мощность, следовательно, потреблять будут одинаковое количество электроэнергии. Чтобы уменьшить расходы в относительно теплое время, в системе ставят датчики температуры и терморегулятор (такие же, как используют для электрического теплого пола).

Строение резистивного кабеля

Резистивные обогревательные провода при укладке не должны пересекаться или располагаться один возле другого (вплотную). В таком случае они перегреваются и быстро выходят из строя. Внимательно следите за этим моментом в процессе монтажа.

Стоит еще сказать, что резистивный греющий кабель для водопровода (и не только) бывает одножильным и двухжильным. Чаще используются двухжильные, хоть они и дороже. Разница в подключении: у одножильных должны к электросети подключаться оба конца, что не всегда удобно.

Двухжильные на одном конце имеют заглушку, на втором — закрепленный обычный электрический шнур с вилкой, который включается в сеть 220 В. Что еще надо знать? Резистивные проводники нельзя резать — работать не будут.

Если купили бухту с более длинным чем надо отрезком — уложите его целиком.

Примерно в таком виде продают нагревательные кабели для водопровода

Саморегулирующиеся кабели — это металлополимерная матрица. В данной системе провода только проводят ток, а греется полимер, который находится между двух проводников. Этот полимер имеет интересное свойство — чем выше его температура, тем меньше тепла он выделяет, и наоборот, остывая, он начинает выделять больше тепла. Происходят эти изменения независимо от состояния соседних участков кабеля. Вот и получается, что он сам регулирует свою температуру, потому его так и назвали — саморегулирующийся.

Строение саморегулирующего кабеля

У саморегулирующихся (самогреющих) кабелей сплошные плюсы:

  • они могут пересекаться и не перегорят;
  • их можно резать (есть маркировка с линиями реза), но требуется затем сделать оконечную муфту.

Минус у них один — высокая цена, но срок службы (при соблюдении правил эксплуатации) порядка 10 лет. Так что траты эти разумны.

Используя греющий кабель для водопровода любого типа, трубопровод желательно утеплить. Иначе на обогрев потребуется слишком большая мощность, а значит, и большие расходы, да и не факт, что подогрев справится с особо сильными морозами.

Способы монтажа

Греющий кабель для водопровода укладывают снаружи или внутри трубы. Для каждого способа есть специальные виды проводов — некоторые только для наружного монтажа, другие — для внутреннего. Способ монтажа обязательно прописывается в технических характеристиках.

Внутри трубы

Для установки нагревательного элемента внутри водопроводной трубы, он должен отвечать нескольким требованиям:

  • оболочка не должна выделять вредных веществ;
  • степень электрической защиты должна быть не ниже IP68;
  • герметичная оконечная муфта.

Чтобы была возможность заправить провод внутрь, на конце трубопровода ставят тройник, в один из отводов которого через сальник (идет в комплекте) заводится провод.

Пример установки греющего кабеля внутрь трубы через сальник

Обратите внимание, что соединительная муфта — место перехода между нагревательным кабелем и электрическим — должна находится за пределами трубы и сальника. Она для влажных сред не предназначена.

Тройник для монтажа обогревающего кабеля внутри трубы может иметь разные углы отвода — на 180°, 90°, 120°. При этом способе монтажа провод никак не фиксируется. Его просто заправляют внутрь.

Виды тройников для монтажа греющего кабеля внутри водопровода

Наружный монтаж

Закреплять греющий кабель для водопровода на наружной поверхности трубы надо так, чтобы он прилегал плотно, всей площадью. Перед установкой на металлические трубы, их очищают от пыли, грязи, ржавчины, следов сварки и т.п. На поверхности не должно остаться каких-либо элементов, которые могут повредить проводник. На чистый металл укладывается повод, фиксируется через каждые 30 см (чаще можно, реже — нет) при помощи металлизированной клейкой ленты или пластиковых хомутов.

Если тянется вдоль одна-две нитки, то монтируются они снизу — в самой холодной зоне, укладываются параллельно, на некотором расстоянии друг от друга. При укладке трех и более проводов, они располагаются так, чтобы их большая часть находилась снизу, но расстояние между греющими кабелями выдерживается (особенно важно это для резистивных модификаций).

Читайте также  Последовательное соединение элементов пельтье

Способы закрепления греющего кабеля на трубе

Есть второй способ монтажа — спиралью. Укладывать провод надо аккуратно — они не любят резких или многократных изгибов. Есть два способа. Первый — разматывать муфту постепенно наматывая освобождающийся кабель на трубу. Второй — закрепить его с провисаниями (нижняя картинка на фото), которые потом намотать и закрепить металлизированной липкой лентой.

Если обогревать будут водопроводную трубу из пластика, то под провод наклеивается сначала металлизированный скотч. Он улучшает теплопроводность, повышая эффективность нагрева. Еще один нюанс монтажа обогревающего кабеля на водопровод: тройники, вентили и другие подобные устройства требуют больше тепла. При укладке сделайте на каждом фитинге несколько петель. Только следите за минимальным радиусом изгиба.

Фитинги, краны необходимо прогревать лучше

Чем утеплять

Однозначно для утепления обогреваемого трубопровода нежелательно использовать минеральную вату любого происхождения. Она боится намокания — во влажном состоянии теряет свои теплоизоляционные свойства. Замерзнув в мокром виде, после повышения температуры, она просто рассыпается в труху. Отсутствие влаги вокруг трубопровода обеспечить очень сложно, так что этот утеплитель лучше не брать.

Не очень хороши утеплители, которые сжимаются под действием тяжести. Сжавшись, они тоже теряют теплоизоляционные свойства. Если трубопровод у вас проложен в специально построенной канализации, на него ничего давить не может, можете использовать и поролон. Но если трубу будете просто закапывать, вам нужна жесткая теплоизоляция. Есть еще вариант — поверх сминаемого утеплителя (например, вспененного полиэтилена с закрытыми ячейками) надеть жесткую трубу, к примеру — пластиковую канализационную.

Пример утепления водопроводной трубы с нагревательным кабелем

Еще один материал — пенополистирол, сформованный в виде фрагментов труб разного диаметра. Такой вид утеплителя часто называют скорлупой. Имеет он хорошие теплоизоляционные характеристики, не боится воды, выносит некоторые нагрузки (зависит от плотности).

Какой мощности требуется греющий кабель для водопровода

Требуемая мощность зависит от региона, в котором вы проживаете, от того, как проложен трубопровод, от диаметра труб, утеплен он или нет, да еще и от того, как именно вы прокладываете обогрев — внутри трубы или поверх нее. В принципе, у каждого производителя есть таблицы, по которым определяется расход кабеля на один метр трубы. Эти таблицы составляются для каждой мощности, так что выкладывать тут какую-то из них нет смысла.

По опыту, можно сказать, что при среднем утеплении трубопровода (пенополистирольная скорлупа толщиной 30 мм) в Средней полосе России на обогрев одного метра трубы изнутри достаточно мощности в 10 Вт/м, а снаружи надо брать не менее 17 Вт/м. Чем севернее вы живете, тем большая мощность (или толще стой утеплителя) вам требуется.

С терморегулятором или без?

Если хотите за обогрев водопровода платить мизер, лучше поставить терморегулятор. Даже если вы собрались монтировать саморегулирующийся нагревательный кабель. В основном, характеристики такие: включается в работу при +3°C, выключается при +13°C.

Если вода у вас подается из скважины, в ней она никогда не будет иметь температуру в +13°C. Получается, что обогрев будет работать все время, даже весной и летом. Летом, понятное дело, кабель можно выключить, а вот весной и осенью этого не сделаешь из-за возможности внезапного заморозка.

С колодцами несколько проще, но ненамного — летом там вода может иметь температуру и чуть выше порога отключения. Но это — летом, и в самый жаркий период.

И вообще, зачем вам греть, скажем воду, которая идет в сливной бачок? Да и ту, что идет на кухню или в душ вы все равно будете нагревать бойлерами или проточными водонагревателями.

В любом случае получается — терморегулятор нужен. На нем выставляете температуру отключения в районе +5°C. Затраты на подогрев трубопровода падают в разы. При этом значительно увеличивается срок службы греющих кабелей — они имеют определенный ресурс рабочих часов. Чем меньше они работают, тем дольше будут вам служить.

Греющий кабель для водопровода — схема подключения к терморегулятору

При установке системы обогрева водопровода с терморегулятором, надо будет установить и датчик температуры. Тут есть сложность. Его надо поставить на трубу так, так, чтобы на него не влияла температура от нагревателей. То есть, от трубы его теплоизолировать не надо, а от кабелей — надо.

Источник: https://1000eletric.com/soedinenie-nagrevatelnogo-i-silovogo-kabelya/