Topné kabely (kabelové topné systémy) jsou v určitých případech nepostradatelnou možností. Nejčastěji se používají k ohřevu potrubí, aby se zabránilo jejich zamrznutí, ale jejich rozsah není omezen na toto. Topných kabelů je však více druhů, mohou mít různé parametry a vybrat ten nejvhodnější není často tak jednoduché. V našem článku podrobně analyzujeme kabelové topné systémy, zvážíme účely, pro které se používají, vlastnosti jejich výběru a další důležité nuance, které potřebujete vědět.
Rozsah aplikace
Topné kabely mají výhody i nevýhody, které si probereme níže. Ale jsou to oni, kdo určuje rozsah jejich aplikace.
- Prevence zamrznutí potrubí. V tomto případě se topné kabely používají, když je efektivnější a výhodnější provádět vytápění, a ne ke zvýšení tepelné izolace.
- Teplá podlaha. Jedná se o samostatnou a velkou plochu, v tomto článku nebudeme uvažovat o podlahovém vytápění.
- Pro předehřívání betonu. Pokud je nutné betonovat při nízkých okolních teplotách, pak se pro udržení požadované teploty používají nejlevnější topné kabely. Často jsou dokonce ponechány v samotném betonu, v takovém případě fungují jako výztuž.
- Pro tání ledu a sněhu, což je důležité pro střechy, svody, rampy, schodiště atd.
- V případě potřeby vytápění podloží skleníků.
- Pro ohřev různých nádrží, aby se zabránilo jejich zamrznutí.
To samozřejmě nejsou všechny oblasti, kde lze topné kabely použít. Jejich vlastnosti jim umožňují najít originální a neobvyklé aplikace, ale když to shrneme, jejich hlavním uplatněním je vytápění.
Co jsou topné kabely a jak fungují?
Princip činnosti je velmi jednoduchý: elektrická energie se přeměňuje na teplo. Kabelem protéká proud a ohřívá ho. Žíly jsou uzavřeny v izolaci, která chrání před vlhkostí, mechanickým poškozením a dalšími nežádoucími vlivy. Kabely mohou mít jedno jádro nebo několik. Dnes nejsou jednožilové dráty příliš běžné, lankové dráty jsou považovány za praktičtější a spolehlivější. Existují dva typy topných kabelů: samoregulační a odporové. A jak už to tak bývá, každý typ má své výhody i nevýhody. Pojďme se na to blíže podívat.
Odporové topné kabely
Tradiční typ, ve kterém je izolován jeden nebo více vodičů. Nelze je stříhat podle vašeho uvážení, můžete pouze na určitých místech, jinak jej můžete poškodit. Existují jak jednovodičové, tak dvouvodičové. V prvním případě musíte připojit dva konce, ve druhém – pouze jeden, zatímco na opačném konci jsou vodiče navzájem spojeny. Tento topný kabel je nejlevnější, nevyžaduje startovací proudy, poskytuje rovnoměrný výkon.
Nedávno se objevil pokročilejší typ odporového kabelu: sekční. Skládá se ze dvou vodičů, mezi které jsou v pravidelných intervalech připojeny další spirálové vodiče. Stojí více než první typ, má větší tloušťku a lze jej řezat pouze na určitých místech. Mezi nevýhody patří studené zóny na koncích okruhu, možné je i lokální přehřívání, které může být v určitých případech velmi nežádoucí.
Odporové kabely jsou zpočátku nastaveny na určitý výkon, takže pro jejich efektivní využití je zapotřebí ovládací zařízení, které je bude zapínat a vypínat v závislosti na okolní teplotě. Obvykle stačí termostat a čidla, která dokážou měřit teplotu vzduchu, kapaliny, půdy nebo různých povrchů.
Topný kabel na cívce
Samoregulační kabely
Moderní typ, který je pro své klíčové vlastnosti stále žádanější. Vodiče jsou uzavřeny v polymerní matrici, jejíž princip je jednoduchý, jako všechno důmyslné. Jeho odpor se mění v závislosti na teplotě, což umožňuje samostatně nastavit přenos tepla doslova na každém centimetru topného kabelu. To znamená, že nejsou potřeba žádné ovladače a ovládací zařízení, kabel bude nezávisle poskytovat teplotu, na kterou byl původně nakonfigurován.
Samoregulační topné kabely jsou dražší než odporové topné kabely, ale to neznamená, že jejich pořízení nebude ekonomicky výhodné. Díky vyšší účinnosti je mnohem ekonomičtější, což ušetří energii. Ano, pokud potřebujete jen pár metrů kabelu, tak ta úspora nebude moc hmatatelná, ale pokud se bavíme o desítkách metrů, pokud bydlíte v severních oblastech Ruska, tak se cenový rozdíl může vrátit i v jeden rok.
Životnost samoregulačních topných kabelů může dosáhnout 30 let. Jejich konstrukce navíc umožňuje jejich rozřezání na kusy libovolné délky. Rozsah použití je neomezený. Obecně se dnes vyplatí zvolit právě tento typ topného kabelu, přesto jsou jeho výhody příliš výrazné.
Schéma samoregulačního topného kabelu
Výpočet výkonu topného kabelu
Výpočet výkonu topného kabelu vychází z jednoho metru. Existuje několik způsobů: zkuste to sami, použijte kalkulačku (podobné lze najít na internetu) nebo se obraťte na specialisty. Co se týče kalkulaček, vše je dost nejednoznačné. Na jednu stranu vypadá velmi jednoduše, na druhou není ani zdaleka jisté, že ukáže správná data. Tyto kalkulačky mohou být založeny na nesprávných vzorcích (kvůli banálním chybám) a nezohledňují všechny parametry. Ale existuje mnoho faktorů:
- Průměrná minimální okolní teplota;
- Co nejnižší teplota (to je také důležité, protože pokud týdenní mrazy náhle uhodí -30 stupňů, pak topný kabel, který byl navržen na -10, nemusí zvládnout;
- Délka trubky (nebo jiný povrch, který je třeba zahřát), stejně jako jeho průměr;
- Součinitel tepelné vodivosti tepelné izolace a její tloušťka;
- Přítomnost prvků, které mohou fungovat jako “studené mosty” (podpěry, kování atd.).
Způsob instalace kabelu
Nejlepší je použít tabulky poskytnuté výrobcem topných kabelů. Budou tam ty nejpřesnější údaje, které vám umožní vybrat si to, co potřebujete přesně pro vaše podmínky. Je také důležité vědět, že je stále nemožné přesně vypočítat požadovaný výkon: existuje příliš mnoho faktorů, které závisí na konkrétní situaci (typ půdy, větrná růžice a desítky dalších faktorů, můžete vyjmenovat velmi dlouho ). Proto často jednoduše kupují topný kabel s určitou rezervou. Možná to není z ekonomického hlediska příliš opodstatněné, ale je to maximálně spolehlivé. A naše počasí je takové, že je lepší to přehánět, než to nedělat: kruté mrazy mohou náhle udeřit v každém regionu.
Dnes v prodeji najdete topné kabely (odporové i samoregulační) různých kapacit, které vám umožní vybrat si tu nejlepší variantu pro vaše podmínky. V tomto smyslu nejsou žádné problémy, rozsah je velmi velký. Například v našem internetovém obchodě můžete zakoupit samoregulační topné kabely od 16 do 750 W na metr. Pokud mluvíme o průměrných ukazatelích, pak zde je obrázek:
- Pokud je kabel namontován uvnitř potrubí, které je v zemi, pak by jeho výkon měl být asi 5 W na metr;
- Pokud je kabel mimo potrubí, které je pod zemí, pak je to 10 až 15 wattů;
- Pokud potrubí není v zemi, pak je to od 20 wattů.
Ale to jsou průměrné ukazatele pro střední Rusko, které jsme uvedli pouze jako příklad, absolutně nemá cenu se na ně zaměřovat bez zohlednění klimatických podmínek ve vašem regionu a vašich cílů.
Instalace topného kabelu
Instalace topného kabelu není ve většině případů náročná a snadno si s ní poradí každý, i když nemá žádné zkušenosti. Způsob instalace závisí na konkrétních úkolech, uvažujme příklad potrubí (kde se topné kabely používají nejčastěji).
Kabel lze vytáhnout mimo potrubí, je to jedna z nejjednodušších možností. Může být natažený a rovný, nebo může být ve formě spirály, což bude vyžadovat delší kabel, ale poskytne lepší ohřev. Shora jsou obaleny tepelnou izolací, v jejíž roli může působit i obyčejná fólie, která odráží teplo. Tento způsob je samozřejmě jednoduchý pouze v případě, že se má potrubí pouze pokládat nebo je položeno venku (ne v zemi). A pokud je potrubí již vykopáno do země, bude muset být vykopáno nebo by měla být použita druhá metoda.
Kabel můžete také zatáhnout dovnitř trubky. V tomto případě existují plusy i mínusy. Účinnost vytápění bude vyšší, navíc můžete natáhnout kabel v již instalované trubce. Průchodnost potrubí se však sníží a v určitých případech to může být velmi důležité. Také mohou nastat potíže, pokud je potrubí velmi dlouhé, zde bez speciálních zařízení bude velmi obtížné natáhnout kabel. Pokud je však potrubí krátké, nebudou s instalací topného kabelu žádné potíže. Pokud jsou ostatní věci stejné, je lepší zvolit možnost uvnitř potrubí.
Schéma samoregulačního topného kabelu
Nejčastější dotazy k topným kabelům
V této části se podíváme na nejčastější dotazy týkající se topných kabelů a poskytneme na ně podrobné, ale krátké odpovědi.
Proč je potřeba další izolace? Jde to bez toho?
V zásadě to jde i bez toho, ale tohle nemá smysl. Tepelná izolace je nezbytná pro snížení tepelných ztrát, proto si můžete vybrat kabel s menším výkonem, ušetřit na jeho nákupu i na účtech za elektřinu.
Je možné použít topný kabel uvnitř kanalizace?
Ne, toto se nedoporučuje. Za prvé, odtoky jsou obvykle agresivní a rychle zničí tepelné smrštění na koncovce, a za druhé, kabel přispěje k ucpání a zástrčkám, které se budou velmi obtížně čistit. A když se pokusíte vyčistit potrubí, existuje vysoká pravděpodobnost poškození topného kabelu. Proto, když je vyžadováno vytápění kanalizační trubky, je topný kabel obvykle namontován venku.
Jak horký je topný kabel?
Záleží na typu kabelu, v běžném životě se nejčastěji používají nízkoteplotní, které se zahřejí až na +65. Ale vysokoteplotní se zahřívají až na +240, ale používají se i pro speciální účely. V praxi je však teplota ohřevu poněkud nižší (v důsledku vnějších faktorů). Do +65 bude kabel ohřívat potrubí pouze v létě, ale ne v zimě, když se používá.
Je nutné použít termostat pro topný kabel?
Samozřejmě se bez toho obejdete. Výše jsme psali, že je to nutné pouze u odporových. Pokud ale nemáte touhu hlídat teplotu sami a kabel zapínat a vypínat ručně, pak je lepší koupit termostat, jinak kabel bude spotřebovávat elektřinu po celý rok. I když, pokud je délka vašeho samoregulačního topného kabelu menší než deset metrů, pak se bez termostatu obejdete.
Pokud je voda zamrzlá, ohřeje ji kabel?
To se může stát, pokud je vypnuta elektřina a voda v potrubí je zamrzlá. Ale pro kabel je to úplně normální situace, ty cykly zmrazování a rozmrazování bez problémů vydrží. Rychlost odmrazování závisí na průměru potrubí, tlakovém systému nebo ne (v prvním případě se vše stane mnohem rychleji), kde je kabel položen (uvnitř potrubí nebo venku).
Topné těleso samoregulačního kabelu je matrice z polovodičového materiálu, jejíž odpor závisí na okolní teplotě a teplotě objektu, na kterém je kabel instalován.
Vzhled topného kabelu schopného samoregulace lineárního výkonu a teploty vytápění bez dalšího ovládacího zařízení umožnil výrazně rozšířit rozsah kabelového vytápění v průmyslových a domácích oblastech.
Vyrábíme topný kabel
- Způsob instalace: na potrubí pod tepelnou izolací
- Lineární výkon: 16 W/m.p.
- Účel: potrubí
- Země původu: Jižní Korea
- Obrazovka: žádná obrazovka
- Typ izolace: polyester
- Způsob instalace: na potrubí pod tepelnou izolací
- Lineární výkon: 16 W/m.p.
- Účel: potrubí / nádrž
- Země původu: Jižní Korea
- Štít: Pocínovaný měděný oplet
- Typ izolace: polyester
- Způsob instalace: na potrubí pod tepelnou izolací
- Lineární výkon: 16 W/m.p.
- Účel: potrubí
- Země původu: Jižní Korea
- Obrazovka: žádná obrazovka
- Typ izolace: polyester
- Způsob instalace: na potrubí pod tepelnou izolací
- Lineární výkon: 16 W/m.p.
- Účel: potrubí / nádrž
- Země původu: Jižní Korea
- Štít: Pocínovaný měděný oplet
- Typ izolace: polyester
- Lineární výkon: 17 W/m.p.
- Účel: potrubí / nádrž
- Typ: samonastavovací
- Typ: nízkoteplotní
- Použití: s ochranou proti výbuchu
- Max. teplota (provozní): 65 °C
- Lineární výkon: 17 W/m.p.
- Účel: uvnitř potrubí / zásobníku / potrubí
- Typ: samonastavovací
- Typ: nízkoteplotní
- Použití: s ochranou proti výbuchu
- Max. teplota (provozní): 65 °C
Hlavní výhody samreg
- Nebojí se přehřátí v jakékoli jednotlivé oblasti, uzamčení, dokonce i při překročení kabelu;
- efekt samoregulace poskytuje bezpečný teplotní režim objektu, díky čemuž je systém spolehlivější a odolnější;
- úspora energie změnou lineárního výkonu v každé jednotlivé topné sekci;
- snadná instalace, kabel lze rozřezat na libovolně dlouhé části přímo na místě instalace;
- možnost provozu bez termostatů a automatizačních systémů.
Konstrukce topného kabelu
Pohled na hotový úsek
Aplikace samreg
- Ochrana proti zamrznutí domovních a průmyslových potrubí, spouštění ohřevu a udržování technologické teploty výrobních procesů včetně vodovodů, ropovodů a plynovodů, kanalizací, technologických a jiných zemních a podzemních potrubí;
- ohřev nádrží, kontejnerů pro různé účely, separátorů, přijímačů, bunkrů a výrobních linek;
- ochrana proti zamrznutí systému vnějších a vnitřních střešních vpustí, jakož i v systémech tání sněhu střechy nízkopodlažních a výškových budov, komerčních nemovitostí, výrobních a skladovacích zařízení.
V závislosti na maximální provozní teplotě může být samreg
- Nízká teplota (teplotní třída T6) – maximální expoziční teplota 85°C, provozní teplota 65°C;
- Teplota média (teplotní třída T5) – maximální expoziční teplota 135°C, provozní teplota 110°C;
- Teplota média (teplotní třída T4) – maximální expoziční teplota 190-200°C, provozní teplota 120°C;
- Vysoká teplota (teplotní třída T3) – maximální expoziční teplota 232-250°C, provozní teplota 190°C;
V domácích kabelových topných systémech, stejně jako ve střešních topných systémech, se používá nízkoteplotní topný kabel. Středoteplotní topný kabel se používá v topných potrubích a nádržích k podpoře technologických procesů. Vysokoteplotní topný kabel se používá v ropném a plynárenském průmyslu, obvykle pro potrubí a nádrže vystavené vysokoteplotnímu napařování.
Podle stupně ochrany proti výbuchu se samreg dělí
- Samoregulační kabel odolný proti výbuchu má certifikát ochrany proti výbuchu Mezinárodní celní unie a značku Ex (Explosion-proof), která obsahuje informace o stupni a typu ochrany kabelu proti výbuchu. Nevýbušný kabel se používá u objektů se zvýšeným nebezpečím požáru a výbuchu. Více
- Bez ochrany proti výbuchu se používá v průmyslových a domácích topných systémech, které nevyžadují zvýšenou ochranu proti výbuchu nebo protipožární opatření.
Podle provedení může být kabel
- Stíněný – pod vnějším pláštěm kabelu je oplet z pocínovaných měděných drátů, který plní funkci ochrany proti mechanickému poškození a zároveň funkci uzemnění kabelu. Tento typ kabelu se používá pro topné systémy umístěné ve venkovním prostředí (střechy, okapy), nebo v objektech vyžadujících dodatečné zabezpečení provozu elektrických zařízení (například nádrže, potrubí, výrobní linky).
- Nestíněné – bez ochranného opletu. Tento typ kabelu se používá pro vytápění domovního potrubí a montuje se pouze pod tepelně izolační materiál.
Typ vnějšího pláště topného kabelu závisí na oblasti použití
- Polyolefinový plášť se používá v samoregulačním topném kabelu pro domácí použití pro pokládku pod tepelnou izolaci.
- Fluoropolymerový plášť se používá v kabelech vhodných pro použití v chemicky agresivním prostředí a také uvnitř potrubí a nádrží na pitnou vodu.
- Plášť s UV ochranou obsahuje UV absorbéry, obvykle jemné částice sazí (minimálně 2 %), které chrání polyolefin před rozkladem působením slunečního záření. Více
Kabel s polyolefinovým pláštěm
Fluoropolymerový kabel s pláštěm
Kabel s UV ochranou
Výkon topného kabelu se může lišit v závislosti na aplikaci a provedení.
- Samoregulační topný kabel pro zastřešení se obvykle používá od 24-40 W/m.
- Pro vytápění domácích potrubí – 16-40 W / m.
- Ohřev průmyslových potrubí a nádrží – 15-90 W / m.
Samoregulační kabel dodací forma
Topný kabel ve svitcích 180-300m
Pro řezání – kabel je dodáván v úsecích požadované délky, nebo ve svitcích 180-300m.
Hotové stavebnice jsou předem zapojené úseky topného kabelu s koncovým těsněním a napájecí kabel pro připojení k el. Spřažené sekce jsou připraveny k práci, stačí je nainstalovat podle návodu.
Životnost topného kabelu
Životnost topného kabelu závisí na kvalitě materiálu polovodičové matrice, rychlosti její degradace, tzv. „stárnutí matrice“. Ve skutečnosti kabel funguje 10-15 let, ale výkon kabelu postupně klesá v důsledku ztráty jeho vodivých vlastností matricí.
Pro kompenzaci tohoto procesu je při výrobě kabelu položeno 30-40% rezervy výkonu. Rychlost opotřebení matrice závisí na více faktorech, určujícím faktorem je počet inkluzí systému, „studené starty“. Ideálním režimem provozu topného systému je udržování teploty, a to zapnutí na začátku sezóny a nepřetržitý provoz v normálním režimu autonomní regulace. Více
Řízení systému na základě samoregulačního kabelu
V domácích elektrických topných systémech pro topné potrubí (vodovod, kanalizace) nejsou zapotřebí přídavná regulační zařízení, pokud je připojeno jedno topné potrubí do délky 20 m. Systémy skládající se z několika linek vyžadují dodatečná bezpečnostní opatření v podobě jističů diferenciální ochrany. Rozvaděče slouží k ovládání ohřevu průmyslových potrubí a nádrží. Více
Ve střešních topných systémech se používají různé typy ovládacích skříní, od jednoduchých domácích, které kombinují regulátory a termostat až po složité systémy s víceúrovňovou ochranou, softstartéry a tak dále. Více
Vlastnosti instalace topných kabelů
Instalace samoregulačního topného kabelu v domácích potrubních systémech může být provedena nezávisle pomocí pokynů pro instalaci topných sekcí.
V případě práce s řezem topného kabelu jsou sekce vyrobeny spojkou (utěsnění koncové a spojovací části). Pro připojení kusu kabelu k síti použijte napájecí vodič požadované délky.
Hotové kabelové sady jsou vybaveny koncovkou a spojkou, mají přívodní vodič (2-2,5 m) a euro zástrčku pro zařazení do sítě.
Instalace topného kabelu na střechu a okapy vyžaduje speciální znalosti a zkušenosti s elektrotechnickými výrobky. Vlastnosti střešního topného zařízení, stejně jako pravidla pro výběr součástí a instalaci, uvádíme v samostatné části. Více
Výpočet délky kabelu pro topný systém
Metody pro výpočet množství samregu pro různé topné systémy jsou určeny typem objektu (střecha, potrubí, odtok, nádrž), požadavky na systém, počátečními údaji (minimální teplota) atd.
Množství kabelu pro vytápění okraje střechy je vypočítáno na základě požadavku 250-300 W / m2 v závislosti na složitosti místa a materiálu, ze kterého je střecha vyrobena. V tomto případě se lineární výkon kabelu může pohybovat od 24 do 40 W/m. Celkový výkon je regulován roztečí pokládky kabelu.
Svody, žlaby a dešťové vpusti jsou vyhřívány kabelem 30W/m (pro plastové potrubí), 40 W/m pro kovové potrubí. V 1 závitu se ohřívají žlaby menší než 150 mm, více než 150 mm – ve 2 závitech. Bouřkové vpusti a drenážní žlaby menší než 150 mm – ve 2 závitech, širší – ve 3 závitech. Více o výpočtu systému střešního vytápění
Výkon kabelu pro potrubní topný systém se vypočítá na základě průměru potrubí, tloušťky tepelně izolačního materiálu a minimální okolní teploty. V příslušné části je uvedena tabulka pro výpočet výkonu kabelu pro ohřev potrubí.
Délka topného kabelu pro domovní potrubí závisí na kapacitě zvoleného kabelu, aby bylo zajištěno, že kapacita systému odpovídá parametrům. Pokud je například podle tabulky vypočtený výkon kabelu 36 W / m, pak lze v systému použít 2 řady topného kabelu s lineárním výkonem 16 W / m. Na samostatných úsecích potrubí, které potřebují dodatečné vytápění (nejčastěji se jedná o uzavírací ventily), je kabel položen podle pravidel uvedených v odpovídající části. Více
U nádrží se používá stíněný kabel 15-90 W / m, pokládá se hadem na povrch nádrže a tvoří cívky. Část povrchu nádrže se ohřívá v závislosti na tepelných ztrátách. Více
