Как сделать ленточный нагреватель
Ленточный обогреватель: область применения и виды
Услуги традиционного центрального отопления или индивидуального с применением котлов, труб и радиаторов становятся дороже. Владельцы зданий, сооружений и отдельных помещений ищут новые альтернативные технические решения, одним из которых являются ленточные обогреватели.
Укладка обогревающей ленты на пол
Назначение ленточных обогревателей
Потребители тепла заинтересованы, чтобы система отопления легко и быстро монтировалась, была дешевая в обслуживании и эксплуатации. Этого нельзя сказать о нагревательных котлах с жидкими теплоносителями, трубами и радиаторами. Они требуют немалых средств и сил для монтажа и поддержания системы в рабочем состоянии при эксплуатации. Чем сложнее система, тем больше вероятность выхода из строя отдельных ее элементов.
Производители выпускают несколько видов ленточных обогревателей, которые устанавливаются в зависимости от условий расположения и функционального назначения помещений.
Ленточные газовые инфракрасные обогреватели применяются для обогрева объемных помещений с большой площадью:
Гибкий ленточный электрический обогреватель находит широкое применение в различных сферах:
Нагревающая лента используется для нагрева ступенек на порогах зданий, тротуарной плитки, предохраняя эти места от обледенения в холодное время года. Такие меры снижают риски травматизма и трудозатрат по уборке снега, льда и посыпанию песком. Невозможно перечислить все варианты, где применяются элементы ленточного нагрева, это зависит от инженерной фантазии персонала, который решает определенные технические задачи.
Виды ленточных нагревателей
Ленточные нагреватели разделяют на два основных вида по способу получения тепла:
Газовые инфракрасные обогреватели
Инфракрасные обогреватели испытывались в Советском союзе еще в пятидесятые годы ХХ века. По причине идеологической концепции индивидуальные отопительные комплексы не одобрялись, предпочтение было отдано централизованным системам отопления. На западе эти технологии получили широкое развитие, было разработано несколько видов инфракрасных обогревателей, один из них имеет ленточную структуру.
Конструкцию газового ленточного инфракрасного обогревателя можно разделить на две составляющие:
Модули собираются по принципу детского конструктора «Лего», их можно устанавливать в помещении, придавая любые формы для труб. Теплотрасса легко монтируется, огибая препятствия, заводится на обогреваемый участок.
Трубы образуют замкнутый контур, по которому циркулируют продукты сгорания от газогенератора. Это обеспечивает равномерный нагрев по всему периметру. В зависимости от функционального назначения объекта, газовая горелка может размещаться снаружи или внутри помещения.
Достоинства газового инфракрасного обогревателя:
Диапазон разогрева труб при эксплуатации 150-250 ̊С, отсутствует принудительная вентиляция равномерного перемещения горячего воздуха, применяется центробежный вентилятор.
Электрические ленточные обогреватели
Практически все ленточные обогреватели имеют одинаковую структуру: проволока с высоким сопротивлением покрыта в теплостойкую водонепроницаемую оболочку. Электрический ток вызывает нагрев проводов, с высоким сопротивлением проходя через замкнутую цепь, тепло по изолятору передается в окружающее пространство, нагревая воздух.
В различных марках ленты могут быть конструктивные отличия:
Состав и свойства проводов высокого сопротивления
К проводам в ленточных обогревателях предъявляются следующие требования:
Для выполнения этих требований лучше всего подходит обогревающий провод из нихромовых сплавов, часто используется двойной или тройной нихром. Сплав двойного нихрома содержит 20% нихрома, остальные 80% – никель, это качественные, но дорогие провода. В составе тройного сплава – 12-14% нихрома, 60% никеля, остальное – примеси железа.
Провода с повышенной жаростойкостью делают из железохромоалюминиевого сплава: 12-13% хрома, 82-84% железа и 3-5% алюминия; если никель отсутствует, такой сплав называют фехраль. Окись хрома наносится на внешний слой провода, так как она обладает высокой жаростойкостью, предохраняет от окисления и разрушения внутреннюю часть провода.
В зависимости от этих характеристик определяется функциональное назначение и условия эксплуатации ленты.
Ленточный гибкий нагреватель ЭНГЛ-1
В основе этой ленты восемь жил нихромовой проволоки, они покрыты кремнийорганической резиной, внешняя оболочка сделана из стекловолокна для лучшей теплопроводности. Кремнийорганическая резина обеспечивает хорошую гибкость и влагоизоляцию.
Обогреватель имеет рассчитанную длину и герметичный наконечник, разрезать его на части запрещается. Производители, по желанию заказчика, выпускают ленты, различной длины и потребляемой мощности, но не более 100 Вт на 1 м. Она очень проста для укладки и подключения, не требуется специальной подготовки.
Основные технические характеристики:
Ленту рекомендуется использовать для прогрева элементов на технологических линиях производства и обогрева кровельных покрытий.
Ленточный обогреватель ЭНГЛУ-400
Нагреватель содержит восемь жил нихромовой проволоки, внешняя изоляция содержит три слоя, стеклоткань первого и второго слоев пропитана в органосиликатном растворе. Производится определенных размеров, не режется, конец герметично упакован колпачком.
Основные технические характеристики:
Технические характеристики некоторых моделей ленты ЭНГЛУ-400
Эту ленту рекомендуется использовать на промышленных технологических линиях, для подогрева асфальта, битума, чтобы поддерживать в жидком состоянии олово и другие легкоплавкие сплавы металлов. Они успешно применяются для подогрева форм в термопластавтоматах. Для установки заданной температуры в электрических цепях с лентой марки ЭНГЛУ используют терморегуляторы различных типов.
Внешний вид терморегулятора
Лента, саморегулирующая температуру нагрева
Особенность этой ленты заключается в использовании полупроводниковой пленочной матрицы между двумя медными проводниками. Сопротивление полупроводника изменяется в зависимости от температуры окружающей среды. С понижением температуры сопротивление матрицы уменьшается, ток и температура нагрева возрастают. При повышении температуры происходит обратный процесс.
Технические характеристики саморегулирующей ленты нагрева HTM 10-15 Вт/м:
Пленочная полупроводниковая матрица с медными проводниками для герметичности от влаги покрыта слоем модифицированного полиофелина. Для механической защиты на ленту одевается оплетка из медной луженой проволоки, которая при монтаже заземляется. Эта мера исключает поражение электрическим током при коротком замыкании, внешняя оболочка сделана из обычных ПХВ материалов.
Структура саморегулирующейся нагревающей ленты
Рекомендуется использовать эту ленту для подогрева отдельных участков трубопроводов водоснабжения, кровельных покрытий, тротуаров и ступенек на входе в здания. Ленты успешно применяются в технологиях «теплые полы».
Достоинства саморегулирующей ленты очевидны:
Свойства пленочной матрицы позволяют обогреть отдельные участки, где температура ниже установленной. Такой режим работы существенно экономит потребление электроэнергии.
Один из примеров практического применения HTM 10-15 Вт/м – для прогрева трубопроводов.
Пример крепления обогревающей ленты к трубам
Лента пластиковыми хомутами надежно фиксируется вдоль труб, после чего обязательно на трубы одевается теплоизоляция и внешняя защитная оболочка (пластиковая гофрированная трубка). Концы проводов подключаются к сети в распределительной коробке, откуда линия идет на защитный автомат в РЩ (распределительный щит).
Ленту нельзя крепить на подвижные элементы конструкций, для безопасной эксплуатации экранирующая луженая оболочка обязательно подключается к контуру заземления. В цепи ленты подключается к УЗО, расположенное на din-рейке в РЩ, ток утечки защитного отключения 30 мА.
Матрица начинает пропускать токи для нагрева ленты при температуре +5 ̊С, максимальная температура – 85 ̊С. Если нет необходимости высоких температур, в целях экономии электроэнергии допускается установить в цепи терморегулятор, ограничив им максимальную температуру до 50 ̊С.
Видео
Сравнивая различные марки обогревающей ленты для применения в бытовых условиях, обогрева кровли, теплых полов, тротуаров, труб, оптимальным вариантом стоит учесть саморегулирующуюся модель. Но не каждому она по карману. В зависимости от марки кабеля, ее стоимость составляет от 550 до 3500 рублей за метр. Поэтому в некоторых случаях рациональнее использовать ленты марки ЭНГЛУ, они дешевле.
Инфракрасные обогреватели ленточного типа
Ленточные обогреватели являются ещё одной разновидностью обогревательных устройств, принцип работы которых основан на излучении инфракрасных волн, нагревающих не транзитную среду, а предметы, которых они достигают – волны, «упираясь» в поверхность предмета, заставляют её молекулы вибрировать, в результате чего объект нагревается.
Применяются они относительно недавно, поэтому широкого распространения пока не получили, но благодаря высоким техническим характеристикам являются перспективным направлением в решении проблемы обогрева в быту и на производстве.
Рассмотрим подробнее, что собой представляют ленточные обогреватели, их устройство, характеристики и функциональность.
Что такое ленточный нагреватель (ЭНГЛ)
Проблема технологического подогрева оборудования, ёмкостей, трубопроводов и помещений существует давно, особенно в условиях северных широт. Для решения этой задачи была необходима разработка электрического гибкого нагревательного элемента (ЭНГ) – безопасного устройства, которое можно уложить на поверхность обогреваемого оборудования, повторив его профиль. Первым шагом в решении проблемы стало создание электрических нагревательных кабелей с проводником из материала заданного сопротивления, которые, пропуская через себя ток, преобразуют электрическую энергию в тепловую.
Кабельные обогреватели до сих пор используются в быту и в промышленности, но более совершенным приспособлением для обогрева является следующий шаг решения проблемы обогрева – ЭНГЛ, элемент нагревательный гибкий ленточный, состоящий из нескольких кабелей, скомпонованных в ленту. По сути, ЭНГЛ является усовершенствованной разновидностью кабельного обогревателя,
Устройство и составные элементы ленточного обогревателя
ЭНГЛ представляет собой плетёную из стеклонити ленту (основу), в середине которой вдоль параллельно друг другу расположены несколько нагревательных нитей из сплава с высоким удельным сопротивлением (нихром – никель с хромом). Снаружи лента покрыта водонепроницаемой оболочкой из кремнийорганической резины, из которой выполнена также опрессовка концов ЭНГЛ. Подключение ленточного обогревателя к сети производится через электропровод, выходящий из концевой опрессовки, соединяющийся в ленте с нагревательными нитями.
По виду потребляемого напряжения сети нагревательные ленты производятся на 12, 220 и 380 В.
[adinserter block=»9″][adinserter block=»20″]
Основным элементом ленточного обогревателя, определяющим его характеристики, является нагревательный кабель, из которого составлены ряды внутри ленты. Чтобы лучше иметь представление о характеристиках ЭНГЛ, рассмотрим виды кабелей, которые используются для обогрева.
Кабели для обогрева
По принципу действия обогревательные кабели подразделяются на:
Одножильный кабель имеет только одну нагревательную жилу, поэтому подключать к сети нужно оба его конца (витки такого кабеля нужно расположить таким образом, чтобы дальний конец вернулся в начальную точку, и оба контакта кабеля находились рядом);
Двужильный кабель состоит из нагревательной и токопроводящей жил, токи в которых текут в разные стороны — отрицательные факторы магнитных полей проводов компенсируют друг друга (двужильный кабель подключается к сети с одного конца, на втором его окончании установлена специальная муфта);
Виды ленточных обогревателей
Виды ленточных обогревателей[adinserter block=»10″][adinserter block=»21″]
В зависимости от того, какого устройства нагревательный провод использован в ленте, ЭНГЛ, идентично кабелям, подразделяются на резистивные и саморегулирующиеся.
Резистивные ленточные обогреватели состоят из нескольких (от 2 до 8) одно- или двужильных нагревательных кабелей, помещённых в основу, представляющую собой плетёную из стеклонити ленту, покрытую гидроизоляционной оболочкой. В комплекте с ЭНГЛ резистивного типа во избежание перегрева должен быть терморегулятор, так как сопротивление кабелей конструкции и мощность тепловыделения в таких устройствах – величины постоянные.
Для подключения к источнику питания устройство имеет выводы, расположенные, в зависимости от конструкции прибора, на одном или двух концах ленты.
Длину резистивных ЭНГЛ при монтаже изменить нельзя, то есть резка ленты для укладки под размеры обогреваемого оборудования исключена.
Саморегулирующиеся ленточные обогреватели – это усовершенствованные кабели идентичного назначения и конструкции, имеющие плоское сечение за счёт матриц большей площади.
Пластины матрицы, расположенные между параллельно идущими медными проводами, изготовлены из материала, сопротивление которого при прохождении по нему тока от фазного провода к нулевому меняется в зависимости от температуры окружающей среды. Следовательно, степень нагрева матрицы и величина теплоотдачи также зависят от этой температуры, то есть, при повышении температуры воздуха матрица остывает и производит тепла меньше. Параллельное соединение проводников в кабеле позволяет в процессе монтажа таких обогревателей разрезать ленту на куски нужного размера без ущерба функциональности.
Характеристики
Для систематизации и упрощения подбора нужного устройства из множества видов ленточных обогревателей используются следующие их характеристики:
Данные характеристики используются при расчётах систем обогрева, необходимого для обеспечения технологической или рабочей температуры трубопроводов, оборудования и помещений.
Области применения
Область применения ленточных обогревателей широка, однако для отопления помещений они всё же используются редко.
Разделим сферу использования ЭНГЛ на две части:
— и рассмотрим подробнее функциональность этих устройств.
Бытовые ленточные обогреватели
В условиях морозных зим коммуникации (водопровод, канализация) частных домов, дачных домиков, сельского жилья всегда нуждались в защите. С этой целью магистрали и агрегаты, расположенные в подвалах, цокольных этажах и на чердаках утеплялись теплоизоляционными материалами, а заглублённые в грунт трубы прокладывались ниже отметки его промерзания. С появлением ленточных обогревателей решение этой проблемы значительно упростилось – трубы, запорную арматуру и агрегаты стали защищать от размораживания путём устройства кабельного или ленточного электрообогрева.
При этом способ расположения ленты или кабеля позволяет варьировать со степенью прогрева и расходом материала. Если преследуется цель защитить водопровод от размораживания, то ленту можно пустить вдоль трубы линейно. Если же планируется получить на выходе воду комнатной температуры, то утеплить трубу можно, расположив обогревающую полосу змейкой, или же оборудовать систему водопровода поверх линейного расположения ленты слоем теплоизолирующего материала.
Более точных результатов можно добиться, используя в комплекте с ленточным обогревателем термостат.
Канализационная система частных строений также нуждается в защите от морозов, но излишний подогрев магистрали здесь ни к чему. Поэтому канализационные трубы оснащают ленточными обогревателями, расположенными на системе линейно, и поверх канализации монтируют слой теплоизоляции с защитным кожухом.
[adinserter block=»11″]
Набирает популярность применение ленточных и кабельных обогревателей для монтажа систем обледенения на крышах частных домов с целью предупреждения опасного образования наледи в водостоках и сосулек.
Важно! Следует помнить, что использования для монтажа системы обледенения резистивных обогревателей нецелесообразно, так как они чувствительны к перехлёсту кабеля или ленты, когда один виток лежит на другом, и скоплениям на них листвы – в этих местах система быстро перегорает.
Ленточные обогреватели используются также в теплицах, так как создания в них необходимой температуры и влажности воздуха не достаточно для выращивания теплолюбивых культур – необходим прогрев грунта. Система обогрева в этом случае устраивается на специально выполненную подготовку основания – теплоизоляционный слой, поверх которого выполняется и выравнивается по горизонтали песчаная засыпка. Поверх уложенной обогревающей ленты слой песка повторяют, затем основание покрывают армирующей стальной сеткой и слоем плодородного грунта. В данном случае укладывать резистивную ленту также нецелесообразно – необходима саморегулирующаяся.
Ленточные обогреватели нашли своё применение и в автомобильной технике, так как эксплуатация транспортных средств в зимнее время значительно затруднена из-за загустения моторного масла и дизельного топлива.
Важно! Осуществление разогрева узлов и магистралей автомобиля должно производиться только ленточными обогревателями, рассчитанными на бортовую сеть в 12 В и, согласно инструкции производителя по применению, предназначенными конкретно для данного типа двигателя (бензиновый или дизель) и определённого его узла.
В инструкции по эксплуатации автомобильного ленточного обогревателя также сказано, разрешён ли самостоятельный монтаж этого устройства на автомобиль, или же это должно быть выполнено в специализированном автосервисе.
С учётом выполнения данных требований, ленточным обогревателем может быть подогрет:
Применение ленточных обогревателей в промышленности распространено не менее широко, их используют для обогрева резервуаров с негорючими жидкостями, технологических и магистральных трубопроводов, трубопроводного и насосного оборудования, запорной арматуры и т.д. Перечень технических средств, нуждающихся в технологическом или предварительном подогреве в процессе эксплуатации, очень велик.
Монтаж устройств промышленного назначения производится специализированными организациями на основе проектных данных, рассчитанных с учётом всех имеющихся факторов.
Достоинства и недостатки
Положительных характеристик у ленточных обогревателей много, перечислим основные:
Однако есть и недостатки: