Кабельный обогрев – система обогрева, преобразующую электрическую энергию в тепло благодаря тепловому действию тока в нагревательных элементах, которые выполнены в виде специальных кабелей.
Кабельные обогревательные системы находят широкое применение. Их достоинствами являются небольшие габаритные размеры кабеля и большие возможности по передаче электрической энергии. Примерами использования являются:
Главным достоинством кабельных систем является относительно небольшое сечение кабелей, благодаря этому добавление этих систем увеличивает в малой степени габариты конструкций, в которые их устанавливают. Энергия в такие системы подается при помощи относительно тонких кабелей, легко монтируемых, их монтаж в результате проще, чем монтаж систем на основе горячей воды. В таких системах потери энергии значительно ниже, чем в системах, имеющих горячую воду, поскольку подводящие кабели делаются с низким сопротивлением и в них потери на нагрев ничтожны, тогда как горячая вода заметно охлаждается при передаче.
Слабое место кабельных систем – электробезопасность. При их установке нужно соблюдать серьезные меры предосторожности и обеспечить правильное подключение всех элементов (в том числе заземление), защиту от механических повреждений и правильную укладку кабелей.
Нагревательные кабели в некоторых случаях могут выходить из строя вследствие перегрева или провоцировать пожар. В особенности этот недостаток присущ резистивным кабелям. Вот почему укладка кабеля должна давать ему достаточное охлаждение, не допускать перехлест отрезков кабеля, чтобы перегрев был невозможен даже в крайних случаях. У систем на основании исправного саморегулирующегося кабеля нет такого недостатка, так как в месте пересечения им не угрожает зональный перегрев: их нагревательные элементы уменьшают выделяемую мощность и не допускают угрозы перегрева. Но нужно понимать, что у саморегулирующегося кабеля могут быть скрытые дефекты, которые изменяют свойства его материалов, в итоге исключить угрозу перегрева полностью невозможно, поэтому при укладке любого кабеля нужно заботиться об охлаждении. У систем на основании горячей воды нет такого недостатка, так как их трубопроводы не нагреются выше температуры сетевой воды.
В систему обогрева входит один или несколько отрезков нагревающего кабеля и, возможно, датчик температуры и термостата.
Различают саморегулируемые и резистивные кабели. Резистивный провод являет собой один или несколько тонких спиралевидных металлических проводников, которые заключены в изоляцию. Этот провод относительно дешев, но производится отрезками с изначально выбранными сопротивлением и длиной, поэтому его нельзя резать на произвольную длину. Обоими концами подключается однопроводный кабель. Для двухпроводных кабелей можно подключать с одного конца, на втором конце при этом проводники соединяются накоротко и изолируются. Возможность подключения с одного конца во многих случаях обеспечивает преимущество, так как при этом потребуется меньшая длина кабелей.
Достоинством является небольшая стоимость, отсутствие пусковых токов, постоянство по времени мощности.
Развитие этой идеи – зональный (секционный) кабельный обогрев. Два проводника низкого сопротивления идут вдоль такого кабеля, а между ними подключаются с определенным шагом короткие отрезки нагревательных спиралевидных проводников. Такой провод толще и дороже обычного двухпроводного, его можно резать свободно с определенным шагом, его подключают с одного конца. Недостатками является возможность локального перегрева кабеля, появление при установке в начале и конце контура холодных зон. Достоинствами являются небольшая стоимость, отсутствие импульсных токов, постоянство по времени мощности, более технологичный монтаж в сравнении с резистивным кабелем, большая надежность нагревательного контура, так как при локальном перегреве или повреждении и выходе греющих зон из строя не работает у кабеля только поврежденная зона.
Саморегулирующийся провод имеет два неизолированных проводника, которые заключены в специальную пластмассу. В зависимости от температуры сопротивление пластмассы меняется, что дает возможность кабелю контролировать выдачу тепла в отдельно взятой точке длины самостоятельно. Данные кабели выпускают настроенными на конкретную температуру, к примеру, температуру таяния льда. Для сортировки таких кабелей используют два показателя: первый показатель – мощность при 10 градусах по Цельсию погонного метра кабеля, второй показатель – мощность во льду или в воде кабеля. Саморегулирующиеся кабели весьма надежны, экономичны, при установке их возможно нарезать на нужные длины, при некачественном монтаже концевых и переходных муфт и попадании на тепловыделяющую матрицу влаги возможен выход из строя кабеля.
В большинстве случаев к кабелям для систем обогрева предъявлены повышенные требования. При использовании систем обогрева необходимо обеспечить самый высокий уровень электрической безопасности, поэтому кабели имеют экран из медной или металлической сетки между изоляцией жил и внешней изоляцией, и этот экран необходимо заземлять. Для применения на открытом воздухе изоляция кабеля обязана быть устойчива к действию ультрафиолетовых лучей.
Резистивные кабели всегда дают примерно одинаковую мощность тепла, поэтому для получения необходимой температуры их применяют совместно с датчиками и термостатами, которые замеряют температуру грунта, кровли, воздуха в помещении (в зависимости от назначения системы).
Требуемая мощность для обогрева кровли в условиях России составляет 150-250 Вт/м. Для обогрева желобов и водостоков понадобится мощность 25-40 Вт/м. Обогреваемая площадь кровельного свеса у двухэтажного здания 10×10 м составит примерно 28 квадратных метров, длина водостоков и желобов – около 70 м, тогда потребляемая мощность составит около 6,5 кВт. Выбор программируемого температурного регулятора и его правильная настройка дадут возможность уменьшить потребляемую мощность до 50 процентов.
Кабельный обогрев весьма эффективен.