Расчет греющего кабеля

Калькулятор расчета длины греющего кабеля для водопровода

Некоторые участки автономной системы водопровода на пути от скважины или колодца к дому могут требовать подогрева. Это решается укладкой греющего электрического кабеля на трубу или даже непосредственно внутрь нее. В сочетании с термостатическим управлением создается надежная, и в то же время – в достаточной степени экономичная защита труб от замерзания.

Калькулятор расчета длины греющего кабеля для водопровода

Но вот какой греющий кабель (по удельной мощности) и когда нужен? И какой длины?

Если кабель располагается внутри трубы – то с ним относительно понятно, так как его необходимая длина примерно равна длине участка, требующего обогрева.

С наружным – сложнее. Пустить ли его одной «ниткой» вдоль оси трубы, или обернуть спирально? И сколько кабеля должно тогда прийтись на погонный метр водопровода?

Вопросы серьезные, так как ошибка в сторону уменьшения может привести к замерзанию воды в трубе, в другую — к совершенно неоправданным расходам и к увеличению сложности монтажных работ. Найти «золотую середину» поможет калькулятор расчета длины греющего кабеля для водопровода.

Необходимые табличные данные и краткие пояснения по проведению расчетов приведены ниже.

Калькулятор расчета длины греющего кабеля для водопровода

Пояснения и необходимые вспомогательные данные для проведения вычислений

Итак, откуда берутся данные для подстановки в поля калькулятора?

• Длину участка, на котором требуется организовать подогрев, необходимо определить самостоятельно, тщательно анализируя создаваемый проект водопровода. Обычно это та зона, которая начинается после подъема проложенной трубы с глубины (а она по правилам должна располагаться ниже уровня промерзания грунта), то есть непосредственно перед входом в дом. Особого внимания требуют участки прохождения через массивные конструкции (например, ленточный фундамент или плиту), так как они всегда зимой «вытягивают» тепло за счет своей огромной теплоемкости. Если фундамент свайный, то наверняка есть участок прохождения трубы от грунта до перекрытия 1 этажа. Не забываем про отрезки трубопровода в холодных, неотапливаемых подвальных и цокольных помещениях.

Общая длина складывается из длин вертикальных и горизонтальных отрезков на проблемных участках.

• Со вторым пунктом, то есть с теплопотерями нужно разобраться чуть подробней.

Задача греющего кабеля как раз и заключается в том, чтобы полностью компенсировать теоретически возможные теплопотери и поддерживать температуру воды в трубе на минимально необходимом уровне, исключающем замерзание (обычно от +6 до +10 ℃ — больше не имеет смысла).

Тепловые потери через стенки труб и слой утепления рассчитываются по довольно громоздкой формуле. Но можно воспользоваться уже готовыми результатами, сведенными в таблицу.

А для работы с таблицей понадобятся следующие данные:

— Верхняя строка – это стандартные диаметры (условного прохода, то есть внутренние) водопроводных труб, для которых ведется расчёт.

— Левый крайний столбец – толщина термоизоляции, в которую будет заключаться труба. В таблице приведены результаты расчетов для утеплителей с коэффициентом теплопроводности порядка 0,04 Вт/м×℃. Под эту «планку» можно спокойно отнести утеплители для труб изготовленные их пенополистирола, пенополиэтилена, минеральной ваты, то есть наиболее популярные. Ну а если используется, скажем, пенополиуретан, то так показатели термоизоляции еще выше, теплопотери, стало быть, меньше, и обогрев кабеля получается даже с весьма солидным эксплуатационным запасом.

Кстати, при выборе толщины утепления можно руководствоваться негласным «эмпирическим правилом», что слой термоизоляции трубы обычно делается не меньше ее диаметра (имеется в виду «нижний диапазон», то есть с диаметрами от 15÷20 и до 50 ÷ 60 мм).

— Второй слева столбец — это разница температур Δt: между температурой самой холодной декады зимы, свойственной данному региону, и требуемой температурой воды в трубе (условно + 10 ℃). Например, если для местности, где планируется прокладка водопровода, тридцатиградусные морозы являются обычным делом, то Δt принимается равной 40 градусов.

— Пересечение выбранных строки и столбца покажет расчетную величину удельных тепловых потерь, ватт на погонный метр. Именно эта величина и указывается в калькуляторе.

• В общей формуле длины нагревателя, по которой составлен калькулятор, есть различные коэффициенты для обычного резистивного кабеля и для саморегулирующегося. То есть пользователю требуется указать, какой будет использоваться для подогрева водопровода.
• Если на участке водопровода, подлежащем подогреву, имеется задвижка, кран, фланец, металлическая опора, то эти места потребуют дополнительного расхода тепла. Пользователь указывает данные, а программа сама внесет коррективы в расчёт.
• Последним пунктом указывается удельная мощность нагревательного кабеля, выбранного для подогрева водопровода.

Это паспортная величина, обязательно указываемая в маркировке кабеля. Если выбирается саморегулирующийся вариант, где показатель изменяется с температурой нагрева, мощность обычно соответствует температуре окружающей среды в 10 ℃.

Обычно руководствуются такими рекомендациями:

— удельная мощность кабеля обычно берется так, чтобы она не была меньше удельных теплопотерь.

— для труб с ДУ до 25 мм обычно бывает достаточно удельной мощности 10 Вт/м;

— от 25 до 40 мм – 16 Вт/м;

— от 40 до 60 мм – 24 Вт/м;

— от 60 до 80 – 30 Вт/м

— свыше 80 мм – 40 Вт/м.

(С более значительными диаметрами при создании водопровода в частном доме вряд ли придётся сталкиваться).

— Если водопроводная труба – полимерная, то, независимо от ее диаметра, не стоит использовать нагревательный кабель мощнее 17 Вт/м.

Результат расчёта будет показан с округлением до одного метра ( в большую сторону).

Обезопасьте свой домашний водопровод от промерзания!

Надеяться только на утепление проблемных участков трубы – безрассудство! Без подогрева обвести спокойствие за неуязвимость своей системы не получится! По каким принципам осуществляется подогрев водопровода – читайте в специальной публикации нашего портала.

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!

Бытовой ремонт №1

Выберите надежных мастеров без посредников и сэкономьте до 40%!

1. Заполните заявку
2. Получите предложения с ценами от мастеров
3. Выберите исполнителей по цене и отзывам

Разместите задание и узнайте цены

Прогревочный саморегулирующийся кабель имеет способность регулировать температуру и удобен в монтаже, что позволяет применять его, отрезав куски нужной длины. Греющий кабель применяют, чтобы защитить систему трубопровода от замерзаний в холодное время года.

Разновидности обогревающих кабелей

Повышение греющей температуры кабеля для обогрева получается за счёт медных сердечников разного диаметра. Для изоляции применяют огнеупорный полиэтилен и фторэтилен. В соответствии с разными свойствами, есть несколько основных типов терморегулируемого нагревательного кабеля с различной маркировкой.

Для определения обогрева труб снаружи нужно выполнить расчёт мощности нагревательного кабеля и площадок. Верно сделанный расчёт площадок электрокабеля и монтаж смогут предотвратить замерзание трубы в зимний период.

Греющий саморегулирующий кабель после проведения расчёта устанавливают:

• На уличные трубы для обогрева
• На трубы в помещениях, где нет отопления

Характеристики кабеля для прогрева трубы

Устройство нагревательного кабеля не особо сложное. Чтобы получить тепло, есть внутренняя жила, имеющая высокое сопротивление.

Кабель для обогрева труб имеет:

• Внутреннюю жилу
• Нагревательный элемент
• Изоляционные слои
• Экранирующую оболочку
• Наружный слой

Резистивный кабель для трубопроводов

Резистивный кабель для обогрева бывает нескольких типов. Линейный кабель бывает одножильным и двужильным, имеет нагревательную жилу различной формы и разную толщину теплоизоляции. Произвольно нарезать данный кабель на требуемую длину нельзя. Зональный греющий кабель для обогрева, состоящий из площадок, можно поделить.

Саморегулирующий прогревающий кабель

Саморегулирующий кабель обычно двухжильный. Жилы заключены в полимерную матрицу, либо соединяются при помощи электрических нитей, проводящих ток. Тепловыделение этого вида кабеля может меняться. Данный тип кабеля для обогрева можно разрезать на площадки. При понижении температуры воздуха саморегулирующий кабель самостоятельно может регулировать тепло, что позволит сэкономить энергию или совсем отказаться от температурных датчиков, подключив кабель прямо к электросети. Стоимость данного вида нагревательного кабеля обычно несколько дороже резистивного.

Использование греющего кабеля для нагревания

Греющий саморегулирующий кабель применяют часто для обогрева водопроводной трубы. Обогреваются они изнутри и снаружи.

• Греющий саморегулирующий кабель применяют внутри, когда невозможно обогреть трубы снаружи
• Нагревательный кабель снаружи используют для защиты от замерзаний в холодное время

При спиральном способе размещения саморегулирующегося нагревательного кабеля производят обматывание труб по спирали. Также можно прикрепить кабель скотчем на обоих концах трубы, а центр посередине клейкой лентой.

Преимущества прогревающего кабеля для труб

Раньше нагревающие кабели применяли только для подогрева трубопровода промышленного значения, сейчас систему обогрева труб применяют и в домашних условиях.

Греющий саморегулирующий кабель:

• Надёжный
• Универсальный
• Безопасный
• Экономичный
• Легкомонтируемый

Метод выбора и расчёт кабеля

Для надежной работы системы прогрева нужно выбрать подходящее оборудование, учесть все особенности объекта и сделать расчёт. Также следует обеспечить верный монтаж системы прогрева. Но нужно помнить, что эффективная работа может снизиться при неправильной эксплуатации и несоблюдении простых правил монтажа.

При выборе необходимо помнить, что:

• Кабель имеет разное строение и комплектацию
• Следует устанавливать полный комплект и выполнить правильно расчёт
• Нужен автоматический контроль и поддержание температурного режима

При выборе количества и качества греющего кабеля необходимо знать назначение трубы, диаметр, участок обогрева, материал и толщину теплоизоляционного слоя. Зная эти параметры, можно выполнить расчёт теплопотерь, а также определить подходящий вид нагревательного кабеля.

Расчёт тепловых потерь производят по следующей формуле:

Q=(2*3,14*W*L*(t_вн-t_нар))/(Ln*(D/d_тр ))*1,3

Главные факторы, которые нужно учитывать при расчёте:

• Температуру и погодные условия
• Место монтажа трубопровода
• Диаметр трубы и толщину стенок
• Вид труб и протяжённость трубопроводной системы

По типу нагревательного кабеля и уровню теплопотери определяется точное количество комплектации. Чтобы система прогрева исполняла свои задачи, мощность должна компенсировать теплопотери воды в трубе. Главные места, в которых устанавливают нагревательный кабель – это пути стока воды и зоны образования наледи. Расчёт количества нагревательного кабеля нужно производить с учётом особенностей зон обогрева и мощности, которая позволит эффективно обогреть нужные элементы.

Точный расчёт сможет сделать опытный специалист, услуги которого можно заказать на YouDo.

Как рассчитать нагревательный кабель для водопроводных труб

Если водопроводные трубы расположены ниже уровня промерзания грунта или в неотапливаемых хозяйственных помещениях, зимой неизбежно происходит образование ледяных пробок. При этом магистраль часто оказывается повреждена, подача воды останавливается. Для предотвращения подобных неприятностей принято использовать теплоизоляционные материалы, но сами по себе они часто недостаточно эффективны. Лучшим выходом является монтаж кабельного обогрева. Он защитит систему от замерзания даже в самые суровые зимы. Перед покупкой следует правильно рассчитать нагревательный кабель.

Преимущества кабельного обогрева:

• Защита труб от промерзания, разрывов, внешнего обледенения.
• Долговечность и простота эксплуатации.
• Экономичный расход электроэнергии.
• Универсальность (подходит для наземных и подземных коммуникаций).
• Эффективное удаление конденсата и продление срока службы утеплителя.
• Снижение затрат на обслуживание водопроводной магистрали.

Подбор греющего кабеля

Подбирать материалы для обогрева такого типа следует индивидуально, учитывая особенности трубопровода. Применяют две основные разновидности кабелей.

Резистивный – выпускаются одно- и двужильные модели. Токопроводящая жила покрыта надежной изоляцией и имеет одинаковое сопротивление на любом участке. Изделие отличается доступной ценой, но требует установки термостата.

Саморегулирующийся – в основе такого кабеля лежит полупроводниковая матрица с датчиками, способная изменять сопротивление на разных участках. Это позволяет осуществлять обогрев трубы по всей длине с учетом температуры окружающей среды. При этом исключена вероятность перегорания кабеля. Данная продукция дороже, но значительно проще в эксплуатации, не нуждается в монтаже термостата. В отличие от резистивного кабеля, саморегулирующийся можно резать на куски необходимого размера.

Кабели из нашего каталога

Также при подборе греющего элемента необходимо учитывать такие факторы:

• протяженность сети – чем длиннее водопровод, тем выше риск возникновения перегрева на каком-либо участке;
• расположение трубы – если магистраль уже проложена под землей или доступ к ней затруднен по другим причинам, это повлияет на выбор кабеля и процесс его монтажа;
• выбранный способ укладки греющего элемента – для прокладки кабеля снаружи (вдоль или по спирали) можно подобрать продукцию в любой оболочке, а при монтаже внутри магистрали потребуется продукция с инертной оплеткой;
• материал и диаметр водовода – кабельный обогрев подходит для всех типов труб, но максимально допустимая мощность будет отличаться;
• толщина и проводимость теплоизоляции – чем меньше потери тепла, тем ниже требования к мощности кабеля.

Расчет длины резистивных и саморегулирующихся кабелей для трубопровода

Чтобы определить длину кабеля, необходимо сначала просчитать тепловые потери магистрали в холодное время года. Для этого используют формулу:

• W – коэффициент теплопроводности кабельной изоляции;
• L – длина трубы;
• tвн – температура воды в трубе;
• tнар – температура окружающего воздуха или грунта;
• D – диаметр трубы вместе с изоляцией;
• d – внешний диаметр трубы без изоляции;
• 1,3 – коэффициент запаса по мощности.

Чтобы получить длину кабеля в метрах, необходимую для вашей магистрали, необходимо использовать формулу:

• Q – коэффициент теплопотерь;
• P – удельная мощность кабельной продукции.

Это пример расчета длины кабеля для прямого отрезка трубы. При наличии дополнительных элементов (соединительных фланцев, задвижек, кранов, опор), а также поворотов магистрали, необходимо сделать запас по длине, поскольку такие места нуждаются в усиленном обогреве. Это же относится к местам соединения двух отрезков кабеля, если такие связки присутствуют. Чтобы определить количество дополнительного кабеля, необходимо учесть толщину трубы, количество и тип элементов. Удобнее всего взять соответствующее значение из специальной таблицы.

Данные расчеты будут полезны тем, кто выбрал наружный монтаж кабеля. Когда речь идет об установке греющего элемента внутри водопровода, расчет будет предельно прост – вам потребуется отрезок длиной до ближайшего элемента запорной арматуры. Кабель не должен мешать работе встроенных в трубы регуляторов, клапанов, кранов.

Факторы, учитываемые при расчете теплопотерь трубы

Теплопотери неизбежны даже при обеспечении качественной изоляции трубы от внешнего холода. Это напрямую влияет на мощность кабеля и количество его витков при монтаже снаружи водопровода. На теплопотери влияет сразу несколько показателей:

• толщина и коэффициент теплопроводности термоизоляционных материалов – чаще всего применяют минвату и пенополистирол с проводимостью 0,055 и 0,04 Вт/м С соответственно;
• минимально возможная зимой температура окружающей среды – параметры будут отличаться для разных регионов страны и расположения трубы (внутри помещения, на улице, в грунте);
• диаметр и длина трубы – чем больше площадь магистрали, тем охотнее она отдает тепло, требуя использования кабеля более высокой мощности;
• наличие опор, подвесов и арматуры – первые создают своеобразные мостики холода, а запорные и регулирующие элементы нуждаются в усиленном обогреве.

Все это влияет на рекомендуемую мощность греющего кабеля. Для экономии в дальнейшем стоит позаботиться о качественной теплоизоляции труб. Желательно поверх мягкого материала зафиксировать жесткий защитный кожух. Это особенно актуально для магистралей, находящихся на открытом воздухе и в грунте.

Бытовые системы обогрева обычно имеют мощность до 17 Вт/м, поэтому при некачественном утеплении водопровода или полном отсутствии изоляции монтаж кабеля может быть нецелесообразным. Во втором случае предпочтительно сначала обеспечить защиту трубы от холода. Также теплоизоляция может монтироваться одновременно с кабелем, но предварительно все равно придется определиться с материалом.

Подбор кабеля при помощи таблицы теплопотерь трубы

Таблица удельных теплопотерь поможет вам упростить расчеты длины и мощности греющего кабеля. Она позволяет получить упрощенное, но достаточно адекватное представление о расходе энергии обогрева. Чтобы определить необходимый параметр, нужно знать несколько исходных значений:

• толщина теплоизоляции трубы в мм;
• разница температуры теплоносителя внутри магистрали и минимальной для вашего региона температуры воздуха;
• диаметр трубы в мм.

Дополнительно можно воспользоваться таблицей коэффициентов запаса мощности для кабелей разных типов. Обратите внимание, что выбранный нагревательный элемент должен обеспечивать приток тепла, который больше его потери. В противном случае возможно промерзание магистрали, несмотря на уложенный кабель. Именно поэтому так важно провести указанные расчеты. Обогрев, монтируемый внутри водопровода, может иметь меньшую мощность, поскольку он непосредственно соприкасается с водой, нагревать сначала магистраль не требуется. Но такой способ подходит только для труб небольшой толщины. Если кабель укладывается снаружи, на его минимальную мощность и требуемую длину влияет также способ намотки и крепления. Существует несколько вариантов расположения греющего элемента.

• Спираль – позволяет равномерно прогревать магистраль, поддерживая заданную температуру. В этом случае имеет место самофиксация провода, но его все равно необходимо подстраховать стеклопластиковой или алюминиевой клейкой лентой, особенно на вертикальных трубах.
• Параллель – самый простой способ монтажа, оптимальный для водовода небольшого диаметра.
• Змеевик – данный способ укладки подходит для магистрали большой толщины. Чередующиеся петли обеспечивают очень быстрый прогрев переносимой среды.

Расчет греющего кабеля для системы обогрева труб

Методика подбора и расчета греющего кабеля для обогрева труб следующая. Поскольку существует несколько разновидностей кабеля: для установки внутри и снаружи трубы, саморегулируемые и резистивные, с разной мощностью – сначала нужно выбрать какой кабель вы хотите использовать в соответствии с тем, что за трубу и какой именно ее участок вы хотите обогревать. Потом, если это необходимо, нужно рассчитать теплопотери на погонный метр трубы. Расчет можно произвести по формуле или выбрать значение теплопотери по таблице. Только после этого можно узнать длину греющего кабеля.

Разновидности кабелей для обогрева

Греющий кабель в быту можно ипользовать для обогроева водопроводных и фановых труб. Обогревать их можно как изнутри, так и снаружи.

Греющий кабель внутри трубы с питьевой водой используется, когда нет возможности обогреть трубу снаружи, например: когда труба уже закопана.

Греющие кабели для обогрева внутри трубы бывают только саморегулируемые. Обратите внимание, что в этом случае длина кабеля внутри трубы равна длине обогреваемого участка трубы, и расчитывать их длину по формуле или таблице не нужно.

Греющие кабели снаружи трубы мощнее бывают как саморегулируемые так и резистивные. Однако для защиты от замерзания полиэтиленовых и пластиковых труб установленная мощность не должна превышать 24 Вт/м. Иначе возможно, что температура кабеля превысит максимально допустимые значения для материала трубы, что приведет к ее повреждению.

При обогреве водопроводных труб греющим кабелем снаружи мощность кабеля обязательно расчитывается по формуле или таблице, приведенным ниже.

При обогреве фановых труб, эксплуатируемых не в интенсивном режиме, исходя из нашего опыта достаточно использовать кабель SRL16-2 CR или SRL16-2 мощностью 16 Вт/м в расчете 1 метр кабеля на 1 метр трубы. Использовать в этой ситуации его можно как снаружи трубы, так и внутри нее. Поскольку фановые трубы практически не находятся под давлением, то кабель можно ввести без использования сальника.

При обогреве фановых труб, эксплуатируемых в интенсивном режиме, мощность кабеля обязательно расчитывается по формуле или таблице, приведенным ниже.

Факторы, учитываемые при расчете теплопотерь трубы

Для того, чтобы система обогрева труб выполняла требуемую задачу по защите труб от замерзания, ее мощности должно быть достаточно для компенсации теплопотерь нагреваемой воды в этой трубе.

Основные факторы, которые учитываются при расчете теплопотерь это:

• Минимальная температура окружающей среды
• Место установки трубы
• Диаметр трубы
• Тип трубы и её протяженность, на которой требуется установить подогрев
• Толщина и коэффициент теплопроводности теплоизоляции

Чем больше труба или чем тоньше теплоизоляция, тем больше необходима удельная мощность кабеля (Вт/м). При определении толщины теплоизоляции можно использовать рекомендуемые нормы относительно минимальной толщины изоляции. Тепловые потери можно рассчитать по формуле или взять из таблицы.

Таблица рекомендуемых норм относительно минимальной толщины изоляции

Подбор кабеля при помощи расчета теплопотерь трубы по формуле.

Формула для расчета теплопотерь трубы следующая:

Qтр – теплопотери трубы, Вт
λ – коэффициент теплопроводности тепло изоляции, обычно равен 0,05 Bт / m * °C
Lтр – длина трубы, м
t вн. – температура жидкости внутри трубы, °C. (обычно для воды принимается значение +5 °C)
t нар. – минимальная температура окружающей среды, °C (для Красноярска принимается -35 °C)
D – наружный диаметр трубы с теплоизоляцией, м
d – наружный диаметр трубы, м
1,3 – коэффициент запаса

Требуемая длина кабеля рассчитывается по формуле:

Lк = Qтр / Р уд. каб.

Lк – длина кабеля, метров
Р уд. каб. – удельная мощность кабеля (следует из номинала кабеля). Пример: SRL30-2 CR – 30 Вт/м

Пример расчета: На рисунке выше диаметр трубы 40 мм, толщина теплоизоляции 20 мм, труба водопроводная (требуемая температура воды +5 °С), Красноярск (минимальная температура окр. среды -35 °С). Предположим, длина трубы 10 м.

Итак, получаем разность температур 40 градусов.

Qтр = 2*3,14*0,05*10*(+5-(-35))*1,3/ln(80/40)=233 Вт

Значение ln(80/40) нашли по таблице, представленной выше.

Получилось 233 Вт/м. В данной ситуации для обогрева нам подойдет кабель SRL24-2 CR или SRL24-2 мощностью 24 Вт/м, установленный вдоль трубы. Длина его будет равна длине трубы 10 м. См. Установка греющего кабеля снаружи трубы. Вариант 1.

Подбор кабеля при помощи таблицы теплопотерь трубы.

Также греющий кабель для обогрева трубы можно подобрать по таблице. Для этого необходимо знать диаметр трубы, разницу между температурой воды в трубе и минимальной температурой воздуха на улице (для Красноярска +5 °C – (-35 °C) = 40 °C) и толщину теплоизоляции. И тогда в таблице вы найдете значение теплопотерь на 1 м.погонный трубы.(Q удельн.)

Таблица теплопотерь трубы.

Расчетные теплопотери, Q, Вт/м (при коэфф, теплопроводности теплоизоляции 0,05 Вт/м°С)

Длину кабеля можно определить по формуле:

L кабеля = 1,3 * L тр * Q удельн / P удельн

L тр. – длина водопровода
Q удельн. – смотри значение в таблице теплопотерь трубы
Р удельн. – удельная мощность кабеля (следует из номинала кабеля). Пример: SRL16-2 CR – 16 Вт/м

Обратите внимание, длина кабеля внутри трубы с питьевой водой равна длине обогреваемого участка трубы, и расчитывать их длину по формуле или таблице не нужно.

Пример расчета:

Диаметр трубы 89 мм, толщина теплоизоляции 50 мм, требуемая температура воды +5 градусов, минимальная температура окр. среды -35 °С. Длина трубы 20 м.

Итак получаем разность температур 40 °С. Используя наши данные, находим в таблице ниже расчетную теплопотерю на метр трубы. В данном случае это будет 16.7 Вт/м. В данной ситуации для обогрева нам подойдет кабель SRL16-2 CR или SRL16-2.
Требуемая длина кабеля составит Lкабеля=1,3*20*16,7/16=27,1 м.

Расчет мощности нагревательного кабеля

В последнее время большую популярность на рынке отопительных систем имеет «Теплый пол», а в особенности система кабельного обогрева помещения. Первостепенное значение для правильного функционирования такой электросистемы имеет правильный расчет мощности нагревательного кабеля. Об этом мы и поговорим в сегодняшней статье.

Вычисление мощности нагревательного кабеля

Расчет мощности, которую будет потреблять нагревательный кабель для обогрева пола помещения, необходим для того, чтобы в помещении всегда был приятный и комфортный микроклимат, но при это не расходовалось больше энергетических ресурсов от необходимых. Проще говоря, электрокабель должен расходовать столько энергии, сколько нужно для полноценного обогрева комнаты.

Алгоритм проведения расчета мощностной характеристики обогревательного кабеля следующий:

1.Вначале стоит определиться с типом работы системы «Теплый пол», то есть будет она выступать в качестве основного источника тепла или все же в качестве дополнительно. В первом случае, когда «Теплый пол» является основной системой, потребляемая энергия на обогрев одного квадратного метра будет составлять 160-180 ватт. При использовании ее в качестве дополнительной – оптимальная мощность нагревательного электрокабеля будет на уровне 100-150 ватт.

2.Следующим шагом нужно определить полезную площадь помещения. Полезной площадью называется та часть пола, под которую будет уложен обогревательный электропровод. Отметим, что площадь под мебелью, оборудованием, которое находится на одном месте постоянно, во внимание не берется. Например, комната имеет площадь 17 квадратных метров, а площадь под мебелью и оборудование составляет примерно 4 квадратных метра, тогда, полезная площадь помещения будет равняться разности этих цифр, то есть, 17-4=13 квадратных метров.

3.Теперь можно определить оптимальную мощность нагревательного шнура системы «Теплый пол». Для помещений, где система является основным источником подогрева, мощность шнура должна составлять 13х160=2,08 киловатт. Для комнат, где «Теплый пол» используется дополнительно к основной системе подогрева, оптимальная величина равняется 13*100=1,3 киловатта.

4.Длину обогревательного электрокабеля рассчитываем, в соответствии, с необходимой мощностью для нагрева 1 квадратного метра полезной площади. Отметим, что покупке кабеля в магазине, основным показателем выступает общая нагревательная мощность, а не метраж. В соответствии с полученными вычислениями у нас вышло, что для обогрева полезной площади в 13 квадратных метров необходим электрокабель нагревательной мощностью 2,08 киловатт. Ориентируясь, на таблицу, представленную ниже (есть в наличии во всех специализированных магазинах), при полезной площади комнаты в 13 квадратных метров, в таблице это 12,8, нам потребуется 140 погонных метров кабеля с удельной мощность 160 ватт на квадратный метр.

Примерная таблица соотношения мощности и длины нагрева кабеля

В большинстве магазинов в качестве дополнительной услуги, продавцы произведут расчеты мощностных показателей самостоятельно. При этом знать технологию расчетов нужно и вам, так сказать, чтобы перепроверить правильность их вычислений.

5.Расчет шага монтажа нагревательного электрокабеля. Шаг укладки – это расстояние между уложенными параллельно полосами кабеля на полезной площади подогреваемого пола. Расчет шага необходим для равномерности монтажа по всей полезной поверхности. Для этого нужно полезную площадь пола разделить на длину нагревательного элемента. В нашем случае это будет выглядеть так: (13х1000)/140=93 миллиметра. Перед монтажом нужно предварительно нарисовать план укладки в конкретном помещении.

План укладки одножильного и двухжильного нагревательных кабелей

Если вы купили в магазине обогревательный шнур на одну жилу, то его подключение нужно производить с обоих концов. Соответственно, если шнур имеет две жилы, то подключение одностороннее.

Имея в виду, что электрокабели продаются в качестве стандартных кусков с фиксированной мощностью и крепежными муфтами на концах, размер отрезков нельзя ни уменьшать, ни увеличивать, в противном случае кабеля может быстро выйти из строя. К тому же вы еще потеряет и гарантийное обязательство завода-изготовителя.

Расчет системы обогрева резервуаров греющим кабелем

Расчет состоит из следующих этапов:

Получение исходных данных

Для расчета системы обогрева резервуаров потребуются следующие основные данные:

• Требуемая температура поддержания
• Минимальная температура окружающей среды
• Габаритные размеры емкости (диаметр, длина, высота)
• Тип и толщина теплоизоляции
• Зона размещения резервуара (обычная или взрывоопасная)
• Предполагается ли обработка паром резервуара? Если да, то указать температуру пара.

Определение тепловых потерь резервуара

Определение тепловых потерь резервуара осуществляется по формуле:

P = Кзап * (Ттр-Тос)/Rt * Sпов , где

Кзап – коэффициент запаса (для саморегулирующегося кабеля Кзап = 1.2, для резистивного Кзап = 1.36),
Ттр – требуемая температура резервуара,
Тос – Минимальная температура окружающей среды,
Rt = δ/λ – суммарное термическое сопротивление для стенки резервуара (на самом деле формула сложней, но для оценки тепловых потерь остальными слагаемыми можно пренебречь),
δ – толщина теплоизоляции,
λ – коэффициент теплопроводности материала, из которого выполнена теплоизоляция,
Sпов – общая площадь поверхности емкости с теплоизоляцией.

Например, требуется обогреть цилиндрическую емкость с диаметром 2000мм и длиной L= 10000мм. Требуемая температура Ттр=+10С, минимальная температура окружающей среды Тос= -40С, теплоизоляция – минеральная вата толщиной 100мм (коэффициент теплопроводности λ=0.05 Вт/м*С), зона обычная, пропарки нет.
Тогда диаметр емкости с учетом теплоизоляции D = 2000+100*2 = 2200мм.

В этом случае расчетные тепловые потери:

Pп = Кзап * (Ттр-Тос)/Rt * Sпов = 1.2 * (10+40)/(1.6) * 72.88 = 2733Вт , где

Rt = δ/λ = 0.08м/0.05Вт/м * С = 1.6м2 * С/Вт,
Sпов = Sцил+2Sосн = 3.14хD*L+2*3.14*D*D/4 = 3.14*2.2*10+2*3.14*2.2*2.2/4 = 69,08+3,8 = 72,88 м2.

• Рассчитаем требуемую мощность
• Подберем кабель и крепления, подходящий для Вашего объекта
• Порекомендуем удобную систему управления

Подбор нагревательного кабеля

На этом этапе подбирается мощность нагревательного кабеля, а также соответствующий техническому заданию температурный класс. Если предполагается обработка емкости паром, то температурный класс греющего кабеля должен обеспечить его работоспособность в данных условиях.

Мощность греющего кабеля подбирается на основании 2х критериев:

• мощность кабеля не должна быть очень маленькой, т.к. в этом случае потребуется большое количество кабеля;
• мощность кабеля не должна быть очень большой, т.к. при установке кабеля на емкости шаг его укладки будет очень большим и возникнет эффект «зебры», когда будут присутствовать зоны с повышенной и пониженной температурой.

Оптимальным считается шаг укладки нагревательного кабеля от 100 до 300мм.

Обычно обогревается не вся емкость, а только ее нижняя часть, т.к. верхние слои продукта в емкости будут прогреваться за счет тепловых потоков идущих снизу вверх. Кабель укладывается змейкой в нижней части на необходимую высоту обогрева.

В нашем случае зададим высоту обогрева 1м (половина длины окружности емкости) и шаг укладки w=300мм, тогда необходимое количество кабеля:

N = 3.14*D/2*L/w = 3.14*2/2*10/0.3 = 105м

Определяем мощность нагревательного кабеля:

Pуд = Pп/N = 2733/105 = 26.02Вт/м

Выбираем кабель ближайший по мощности в большую сторону, например 30Вт/м.

Тогда мощность обогрева будет равно Pобогр = 30*105 = 3150Вт > Pп = 2733Вт

Таким образом, применение нагревательного кабеля мощностью 30Вт/м и длиной 105м для нашего примера полностью компенсирует тепловые потери емкости в самый холодный период при минимальной температуре Тос=-40С