Главная характеристика, определяющая уровень потребления электроэнергии – мощность греющего кабеля на метр. Чем она выше, тем значительнее расходы. Различают две разновидности данного устройства:
- саморегулируемые;
- резистивные.
Изделия первого типа меняют свои рабочие параметры в зависимости от температуры окружающей среды. Чем теплее вокруг, тем ниже уровень обогрева, и наоборот. Резистивный провод расходует электричество одинаково, поэтому его нужно регулярно выключать из сети.
Сколько потребляет греющий кабель электроэнергии в час, зависит и от его месторасположения. Если монтаж произведен внутри трубы, провод должен охватывать всю длину канала. Важно правильно подобрать мощность, чтобы не повредить стенки. Естественно, при наружном обогреве тоже нужно быть максимально внимательным в расчетах, тем более что здесь используют более энергоемкие устройства.
Факторы, оказывающие влияние
Мощность провода находится в пределах от 5 до 150 Вт/м. В зависимости от рабочей температуры изделия делятся на высоко-, средне- и низкотемпературные. В бытовых целях применяют только модели последнего типа. Максимальная температура греющего кабеля составляет 65°С, но к этому показателю они обычно даже близко не подходят. Разве что в случаях, когда речь идет не о водопроводе, а каком-нибудь другом объекте. Уровень потребления определяется такими факторами:
- диаметр трубы и толщина слоя теплоизоляции;
- температура воды, движущейся по каналу;
- длина провода и его мощность;
- погодные условия (температура, сила ветра, и др.);
- месторасположение провода.
Мощность и температура
Мощность саморегулирующегося греющего кабеля, используемого для бытовых водопроводных систем, редко превышает 25 Вт/м. Когда речь идет о внутреннем проводе для трубы, установленной в земле, обычно хватает 5 Вт/м. Если аналогичная магистраль обогревается снаружи, показатель возрастает до 10 Вт/м и дальше. Каналы, расположенные на открытом воздухе, требуют мощности от 20 Вт/м. Вне зависимости от положения трубы и провода, необходимо использовать изоляционный материал толщиной от 3 мм.
При какой температуре включать греющий кабель? Ответ на этот вопрос зависит исключительно от вас. Специалисты рекомендуют начинать обогрев уже при +5°С. Если у вас саморегулирующееся устройство, лучше включать его при первых признаках серьезного осеннего похолодания. С резистивными моделями менее удобно, так как они не оптимизируют потребление энергии. В любом случае, стоит активизировать систему заранее, чтобы она находилась в рабочем состоянии. До какой температуры нагревается греющий кабель саморегулирующийся, зависит от его характеристик. Если погода не будет ухудшаться, он будет использовать только минимум электричества. С окончательным приходом весеннего тепла любой провод, естественно, нужно отключать.
Пример расчета
Невозможно сказать точно, сколько потребляет саморегулирующийся нагревательный кабель в месяц, так как этот показатель напрямую зависит от температуры воздуха. Тем не менее попробуем получить определенное представление на конкретном примере провода с номинальным потреблением 16 Вт/м. Устройство устанавливается снаружи трубы диаметром 25 мм и протяженностью 12 м.
Такой греющий кабель при температуре нагрева 10°С потребляет до 192 Вт (16х12). Учитывая слой теплоизоляции, показатель можно смело разделить надвое. Для простоты расчета договоримся, что нашему проводу требуется 100 Вт или 0,1 кВт. Если у нас бесперебойно работающий греющий кабель потребление электроэнергии составит 72 кВт⋅ч в месяц. Для Москвы одноставочный тариф равен 5,04 руб. Умножаем его на 72 кВт⋅ч и получаем 362,88 руб. в месяц. Для жителей других городов аналогичная услуга обойдется в 2-2,5 раза дешевле.
Естественно, это пример очень приблизительного расчета. Не забывайте о том, что мы взяли практически максимальные показатели. Если вы хорошо утеплите трубу, а погода не будет требовать обогрева на полную мощность, расходы существенно сократятся. Когда речь идет о достаточно протяженном трубопроводе, значительную помощь в вопросе экономии окажет такой прибор, как термостат. Если вы хотите узнать больше о том, что такое греющий кабель, сколько ватт на метр он должен давать для оптимального обогрева конкретного объекта и другие нюансы этого вопроса, наш сайт в Москве с удовольствием вам поможет.
Пусковой ток греющего кабеля
Пусковой (стартовый) ток – это максимальный ток, возникающий в момент подачи питания на систему. Этот параметр необходимо учитывать при проектировании, а точнее — при расчете максимальной длины отрезков кабеля.
От чего зависит стартовый ток
- Температуры включения . Чем ниже температура окружающей среды, при которой происходит включение системы обогрева, тем выше пусковой ток и тем больше стартовая мощность.
- Длины нагревательного кабеля . Чем больше длина секции, тем больше СТ системы. Для резистивного кабеля он определяется внутренним удельным сопротивлением Ом/м нагревательной жилы и рассчитывается, и контролируется при изготовлении секции на заводе. Саморегулируемый нагревательный кабель можно условно представить как множество параллельных резистеров (сопротивлений), подключенных к одному источнику питания. Сопротивление будет уменьшаться при увеличении длины линии, и, соответственно, увеличится пусковой ток.
От чего зависит величина стартового тока
Мощности греющего кабеля. Чем больше удельная мощность кабеля (Вт/м), тем больше СТ.
Особенности конструкции нагревательного кабеля. Резистивный греющий кабель из-за особенности конструкции имеет небольшой СТ, который на несколько процентов превышает рабочее значение тока.
Саморегулируемый кабель имеет достаточно большой СТ, который может увеличиваться в 1.5 -5 и более раз от своего рабочего значения. Причина — использование в конструкции проводящей матрицы с PTC-коэффициентом, меняющей свое электрическое сопротивление в зависимости от температуры окружающей среды.
В «холодном» состоянии кабель имеет небольшое сопротивление, которое к тому же зависит от температуры окружающей среды. При подаче питания на кабель, он начинает разогреваться, его сопротивление начинает расти, ток в цепи питания уменьшается. Коэффициент стартового тока зависит от компонентного состава и применяемых технологий при производстве матрицы кабеля.
У каждой марки нагревательного кабеля своя величина стартового тока. Производители редко указывают эту информацию в технических характеристиках. Этот параметр является условной величиной и при различных условиях один и тот же кабель может иметь разное значение СТ. Аналогично производители саморегулирующегося кабеля не нормируют его удельное сопротивление Ом/м.
Расчет пускового тока греющего кабеля
Грубо рассчитать максимальный пусковой ток нагревательной секции можно исходя из общей длины греющего кабеля в системе и его удельной мощности.
Пример расчета максимального стартового тока греющего кабеля
Имеется секция саморегулирующегося кабеля удельной мощностью 30 Вт/м и длиной 50 м. Номинальная мощность секции при температуре +10°С составляет Pном=30Вт/м*50м=1500Вт. Это мощность уже разогретой секции. Если на кабель в «холодном» состоянии подать питание, то его мощность будет в несколько раз выше номинального значения. Для расчетов мы принимаем коэффициент стартового тока равный 2.5-3 для кабелей марки Samreg и Alphatrace. Коэффициент определен в ходе экспериментов с кабелем данных марок, а также изучения их физических и электротехнических свойств. У греющих кабелей иных производителей данный коэффициент может отличаться как в большую, так и меньшую сторону.
Тогда, стартовая (пусковая) мощность в нашем примере равна Pпуск=3хPном=4500Вт, пусковой ток Iпуск=4500/220=20,45 А.
По найденному значению СТ осуществляется выбор автоматических и дифференциальных выключателей для защиты нагревательной секции, а также тип и сечение силового питающего кабеля. Для секции, приведенной в примере, необходим дифференциальный автомат на номинальный ток Iном=25А с дифференциальным током Iут=30мА
Способы уменьшения стартового тока
Большая величина СТ является нежелательной для питающей сети, так как приходится использовать автоматы с большим номинальным током. Кроме того, подбирается силовой кабель увеличенного сечения.
Существует несколько способов снижения СТ системы:
Последовательное подключение
Последовательное подключение к питающей сети нагревательных секций , которое обеспечивается с помощью установки реле выдержки времени. Это устройство применимо в системе, состоящей из нескольких линий (нагревательных секций). Оно позволяет включать каждую линию с определенным временным интервалом (обычно около 5 минут). При данном способе подключения ток в нагревательной секции уменьшится до рабочего (номинального значения) через 5 минут после подачи питания. После этого можно осуществлять включение следующей линии. Таким образом, суммарный СТ всей системы обогрева равен:
где Iном1, Iном2… — номинальные токи нагревательных секций соответственно 1ой, 2ой и т.д.
Iпуск.n – СТ секции, которая включается в сеть последней.
Чем больше секций включается по такой схеме (т.е. чем больше ступеней включения), тем больше пусковой ток будет стремиться к номинальному току для данной системы. Так, если по такой схеме включить хотя бы 3 группы (одна группа включается напрямую, 2 другие через реле времени через 5 и 10 минут соответственно) при условии равномерного распределения мощностей по группам, то пусковой ток можно снизить почти на 50%.
