Пособие. Пособие. Титов. Содержание Введение. Значение электроотопительных систем и их виды Глава Централизованные электроотопительные системы
 Скачать 4.68 Mb.
|
|
Глава 2. Локальные электроотопительные системы 2.1 Электрические конвекторы Современные электрические конвекторы отопления – приборы, направленные на поддержание в доме или квартире комфортной температуры. В основу функционирования прибора положен процесс конвекции. Процесс состоит из постоянного передвижения потоков воздуха: холодный оседает вниз, а согретый поднимается к потолку. Основными деталями конвектора (рис.2.1) являются корпус и блок обогрева, находящийся в нижней части кожуха.  Рис.2.1 Конструкция электрического конвектора передняя панель с равномерным распределением тепла; 2- решетка с направляющими шторками для выхода воздуха; 3- автоматическое отключение при перегреве; 4- модуль режимов работы (пуск/стоп); 5- датчики присутствия и освещенности; 6- датчик падения; 7- датчик температуры; 8- закрытый нагревательный элемент Холодный воздух заходит в отверстия, которые располагаются в нижней части прибора. При проходе рядом с обогревателем температура воздушного потока повышается, благодаря чему он устремляется вверх, где имеются выпускные отверстия, проделанные под небольшим наклоном. Помимо главных элементов современные модели конвекторов имеют также множество дополнительных элементов (датчик перегрева, термостат), обеспечивающие комфортность эксплуатации. Нагревательный элемент конвектора имеет значительно больший размер, по сравнению с нагревательными элементами, которые имеют более высокую рабочую температуру. Благодаря этому, конвектор выделяет достаточное количество тепла и, не смотря на низкую рабочую температуру его нагревательных элементов, способен обогреть значительную площадь. В зависимости от мощности, один конвектор может обогреть помещение площадью до 30 кв. м. В конвекторах применяются различные виды нагревательных устройств (рис.2.2). К числу основных относятся: игольчатые; трубчатые; монолитные. Игольчатый нагревательный элемент представляет собой выполненную из диэлектрика тонкую пластину с помещенной на него хром-никелевой нагревательной проволокой.  Рис.2.2 Виды нагревательных элементов: а) игольчатый; б) трубчатый; в) монолитный Для изоляции металлическая нить, образующая с двух сторон петли, сверху покрывается лаком. Конструкции с подобным устройством не слишком надежны, поскольку хромоникелевый элемент характеризуется мгновенно-быстрым нагревом и остыванием. К тому же предусмотренный вид изоляции не гарантирует хорошей защиты от влаги, из-за чего данные приборы не рекомендуется применять в ванных комнатах и в других помещениях подобного типа. Для трубчатого нагревательного элемента характерно использование стальной трубки, где в окружении теплопроводящего изоляционного материала проходит нихромовая нить. Алюминиевые ребра, расположенные на обогревательном элементе, усиливают конвекцию, осуществляя эффективную теплопередачу. Трубчато-нагревательный элемент может быть открытым либо закрытым. Защищенные ТЭНы более прочны и долговечны, они хорошо подходят для использования во влажных помещениях. Конвекторы с трубчато-нагревательным элементом имеют лучшие технические характеристики, по сравнению с игольчатыми аналогами. К минусам относится треск, который может возникать из-за различных показателей теплового расширения деталей, сделанных из металлов разных видов. Действие монолитного нагревательного элемента обусловлено нагревом цельнолитой основы. За пример возьмем кварцевый обогреватель «ТеплоПлит», который представляет собой цельную монолитную плиту, состоящую из кварцевого песка и мраморной крошки. Данный состав, смешанный и утрамбованный в определенных пропорциях, спекается при высокой температуре. Полученный искусственный камень обладает уникальным свойством – он быстро нагревается и долго остывает, как традиционная русская печь. Внутри установлен нихромовый нагревательный элемент, он полностью изолирован от окружающей среды и кислорода, поэтому пожаробезопасен. Фактически внутри обогревателя он нагревается до 120˚С, сохраняя большой запас прочности для долгой работы. Плита может быть керамической. Блоки нового поколения отличаются бесшумной работой и высокой эффективностью. Срок службы конвекторов от известных фирм в среднем составляет 5 лет, на практике они могут безукоризненно работать в течение 10-25 лет. Электроустройства имеют наибольший КПД среди отопительных приборов. У моделей нового поколения этот показатель может доходить до 98%. Приборы можно легко переносить по квартире, устанавливая их в любом месте, где имеется доступ к розетке. Существуют также модели на колесиках и варианты, предусматривающие возможность укрепления на стенах. Подобные устройства не нуждаются в сервисном обслуживании. Температура внешней оболочки приборов не повышается выше +40 - 60˚С, поэтому при их использовании можно не опасаться ожогов. В современных моделях часто имеется специальный регулятор нагрева, благодаря чему можно поддерживать в комнате максимально комфортную температуру, не допуская ее излишнего повышения. Современные устройства могут также иметь специальные блоки для программирования настроек на длительный период с повышением или понижением температуры в определенные часы. За поддержание в помещении нужной температуры в конструкции конвектора отвечает термостат, который может иметь механическое либо электронное управление. Практически все модели современных отопительных устройств имеют специальные датчики перегрева. При достижении максимальной температуры прибор отключается. Дальнейший алгоритм действий у разных вариантов может быть различным. Одни конвекторы автоматически включаются после охлаждения, включить же другие можно лишь вручную. Мобильные аппараты могут иметь датчик опрокидывания. При случайном падении аппарат автоматически перестает функционировать. Такой механизм особенно востребован, если в доме есть домашние животные или маленькие дети. В некоторых моделях предусмотрен датчик, обеспечивающий защиту стен от промерзания. Полезным устройством может оказаться таймер для отключения, благодаря которому прибор автоматически отключиться в выбранный час. Современные конвекторы часто имеют дисплей, где указывается режим и заданная температура воздуха. Подобное приспособление способствует удобному контролю за работой прибора. 2.2 Масляные радиаторы отопления Принцип работы и устройство (рис.2.3) масляного обогревателя одинаковы для всех типов таких приборов.  Рис.2.3 Общий вид и устройство масляного обогревателя Он представляет собой герметичную металлическую конструкцию, состоящую из нескольких секций. Рабочей жидкостью является минеральное масло, которое разогревается посредством трубчатого электронагревателя, размещенного внутри прибора. Разогретое масло передает тепловую энергию на корпус, который уже обогревает воздух в помещении. В нижней части емкости вставлен ТЭН. Поблизости от ТЭНа размещен термопредохранитель, служащий для отключения обогревателя при чрезмерном повышении температуры его корпуса.Тепловое реле обычно располагается в верхней части корпуса, не соприкасаясь с ним. Поблизости от реле размещают выключатель. При его наличии нет необходимости для выключения обогревателя вынимать из розетки вилку.  Рис.2.4 Принципиальная электрическая схема масляного обогревателя При замыкании выключателя (рис.2.4), после включения в сеть вилки электроприбора, погружённый в масло ТЭН начинает нагреваться. О начале работы устройства сигнализирует лампочка. С помощью регулируемого термостата определяется максимальная температура, после которой ТЭН отключится. Вновь в режим обогрева он перейдёт после остывания устройства до заданной температуры. Регулировка термостата происходит биметаллической пластиной, находящейся внутри него. Датчик положения предназначен для разрыва электрической цепи при опрокидывании обогревателя. Для лучшего управления работой устройства его оснащают двумя ТЭНами (рис.2.5). В таком случае на корпусе устанавливают два выключателя. С их помощью регулируется мощность обогрева. При регулировке один из нагревательных элементов можно отключить.  а б Рис.2.5 Принципиальные схемы масляного обогревателя с двумя ТЭНами: а) без вентилятора; б) с вентилятором Принципиальная схема масляного обогревателя с вентилятором, практически мало отличается от обычного устройства обогрева. Основное ее отличие в том, что при наличии вентилятора нагревательные элементы невозможно включить, если вентилятор по какой-то причине не работает. Такая схема обогревателя исключает повреждение ТЭНов от их перегрева. Схема подключения элементов обогревателя внутри прибора производится по трехпроводной схеме. Это значит, что для его работы используется однофазная сеть с третьим проводом для заземления корпуса прибора. Вилка сетевого шнура и розетка, куда будет подключаться обогреватель, должны иметь заземляющие контакты. Для защиты от поражения электрическим током от корпуса прибора можно использовать двухполюсное УЗО на отдельной ветке, где будут подключены розетки для обогревателя. Мощность масляных обогревателей составляет обычно от 1 до 2,5 кВт. Существует множество масляных обогревателей, которые отличаются между собой набором различных дополнительных функций, встроенных механизмов, а также местом функционирования. В зависимости от месторасположения и целей использования таких устройств выделяют: настенные; напольные; настольные; предназначенные для детских кроваток. В процессе эксплуатации приборов замена масла требуется чрезвычайно редко. Если произошла разгерметизация, то долить масло будет недостаточно, сначала нужно произвести ремонт корпуса и запаять место утечки. Заливать в масляный обогреватель можно различные трансформаторные, минеральные автомобильные (трансмиссионные) и иногда даже отработанные масла. При этом важно помнить, что нельзя смешивать в радиаторе масла различного происхождения, т. к. может произойти неприятная реакция (выпадет осадок, состав загустеет и пр.). Иногда масляный радиатор трещит во время работы. Если устройство клацает при нагреве, а посторонний шум продолжается не более 3-5 минут, то это может происходить по следующим причинам: В герметичный корпус с маслом попала влага (водяной пар). Такое может случиться, если радиатор собирался во влажном помещении. Когда прибор отключен и масло холодное, вода конденсируется. При включении устройства вода нагревается, причем намного быстрее, чем масло. Щелчок раздается при закипании. Когда вся жидкость переходит в газообразное состояние, треск прекращается. При перемещении или случайном падении радиатора рабочая жидкость взбалтывается и перемешивается с воздухом. Когда устройство включается и повышается температура, пузырьки воздуха расширяются, увеличиваются в объеме, а затем поднимаются вверх. При их лопании раздается щелканье. После полного прогрева масла звук пропадает. Металлические элементы конструкции при нагревании расширяются и потрескивают. Чаще всего клацает биметаллический размыкатель в термореле. Нагреваясь, он размыкается, при остывании до требуемой температуры опять смыкается. Этот процесс сопровождается характерным щелчком. Дефекты крайне неприятны, но устранить их никак нельзя. На функционирование обогревателя подобные шумы не влияют и потому браком не считаются 2.3 Инфракрасные обогреватели Инфракрасное излучение является частью солнечного спектра, и именно оно отвечает за тепло. Оно не нагревает воздух – оно греет поверхность нашей планеты, благодаря чему вблизи ее поверхности всегда теплее, чем в более высоких слоях атмосферы (в определенных пределах). Поверхность, имеющая температуру более 60ºС, начинает интенсивно испускать электромагнитные волны в диапазоне 0.75—100 мкм, несущие в себе тепловую энергию. На этом и основана работа инфракрасных обогревателей, чьи нагревательные элементы выделяют такие волны. Самый комфортный для человека диапазон ИК-излучения – от 5.6 до 100 мкм, в его рамках функционирует большинство инфракрасных обогревателей. Окружающие предметы начинают отдавать тепло, обеспечивая быстрый прогрев помещений, – температура воздуха в комнатах будет одинаковой как вблизи полов, так и вблизи потолков. При этом уровень содержания кислорода и влажность воздуха остаются прежними. Благодаря своему необычному принципу действия инфракрасные обогреватели умеют обогревать не только закрытые помещения, но и открытые площадки. Включив инфракрасные обогреватели, человек сможет моментально ощутить тепло. Но длительное нахождение в зоне интенсивного излучения не рекомендовано. Лучше всего направить обогреватели на окружающие предметы, чтобы они начали накапливать и отдавать тепло. Да, безопасность инфракрасных обогревателей пока никем не подтверждена – считается, что в таких дозах инфракрасное излучение почти не вредит человеку. Тем не менее случаи появления головной боли и усталости все-таки фиксируются, что требует вдумчивой и аккуратной эксплуатации. Для того чтобы избежать неприятных симптомов, необходимо правильно подобрать мощность оборудования и обеспечить его правильное положение – в идеале инфракрасное излучение должно нагревать окружающие предметы, а не голову, ноги и руки окружающих людей. Инфракрасные обогреватели разделяются на виды (рис.2.6) по принципу: использования энергии, делятся на: электрические, газовые и дизельные; типу волны – бывают коротковолновыми и длинноволновыми; месту крепления – могут быть потолочными, напольными, настенными, мобильными.  Рис.2.6 Виды обогревателей В каждой категории мы найдем подвиды, отличающиеся по конструкции и сфере применения. Конструкция простейшего инфракрасного обогревателя (рис.2.7) состоит из металлического корпуса с нанесенной на поверхность краской.  Рис.2.7 Конструкция подвисного инфракрасного обогревателя 1 – металлический корпус; 2 – кронштейны крепления к потолку; 3 – ТЭН; 4 – излучающая пластина из алюминия;5 – слой тепловой изоляции с отражателем. В нем роль нагревательного элемента играет алюминиевая пластина со встроенным ТЭНом особой конструкции. На поверхность пластины нанесено анодированное покрытие, улучшающее теплоотдачу поверхности. С обратной стороны установлен отражатель и слой теплоизоляционного материала. Прочие электрические приборы инфракрасного обогрева с другими видами нагревательных элементов конструктивно мало чем отличаются от излучателей подвесного типа. Существенная разница меж ними только в способе управления. Настенные и напольные ИК-обогреватели имеют встроенный блок управления с терморегулятором и датчиком опрокидывания. У потолочных аппаратов этот блок — выносной, устанавливаемый на стену, он может управлять несколькими приборами одновременно. Различают 4 разновидности ИК – обогревателей по типу нагревательного элемента: 1. Галогеновый. Основной элемент конструкции такого обогревателя – галогеновая лампа (рис.2.8), которая генерирует световое и теплое инфракрасное излучение. Такая лампа представляют собой трубку круглого сечения (трубчатую колбу) длиной приблизительно 20 – 50 см, заполненную галогеном – буферным газом (йод или бром), не позволяющим перегореть вольфрамовой нити-спирали накаливания при нагреве от прохождения по ней электротока.  Рис.2.8 Общий вид галогеновой лампы При включении в сеть спираль мгновенно разогревается до свечения, атомы вольфрама начинают отрываться от её поверхности, но в среде галогена не оседают на стенках трубки, а возвращаются обратно на спираль, повышая её температуру. Нагрев спирали до 2000 0C сопровождается выделением инфракрасных волн золотистого цвета, которые и передают тепло в окружающую среду. С помощью светоотражателя формируется направленный поток теплового излучения. Конструкция лампы обеспечивает длительный срок ее эксплуатации при высоких температурах спирали и большую энергоотдачу, а также бесшумность работы и мгновенный нагрев. Галогеновая лампа излучает примерно 50% средних ИК волн, 35% коротких и 15% длинных. Короткие волны имеют свойство глубоко проникать в ткани тела человека и слишком их перегревать. Физиологическое воздействие средневолнового диапазона инфракрасного излучения на человека при длительном направленном обогреве является небезопасным. Изначально галогеновые лампы разрабатывались для технологических процессов разогрева и сушки материалов, поскольку «жесткое» излучение имеет большую мощность. Поэтому их рационально использовать в строительстве, во время ремонтов, в целях сушки влажных или окрашенных поверхностей, для кратковременного прогрева бытовых и складских помещений. 2. Карбоновый. Основой прибора служит карбоновый нагревательный элемент (рис.2.9). Карбон – это углерод, из которого изготовлены нити, служащие основой обогревателя.  Рис.2.9 Карбоновый нагревательный элемент Нити закручены в спираль, помещенную в вакуумную трубку из закаленного стекла. Толщина спирали зависит от мощности прибора – чем выше мощность, тем плотнее и длиннее будет углеродная нить. В зависимости от мощности прибора и его модели таких трубок может быть 2, 3 и более. Вакуумные трубки с карбоновым нагревательным элементом имеют различную форму, которая зависит от производителя. Общее у них – составные компоненты – карбоновые нити, заключенные в безвоздушную среду стеклянного футляра. Этот тип нагревателя способен выдавать длину инфракрасных лучей 1800-2400 нанометров, обладая при этом отрицательным температурным коэффициентом. Это значит, что при увеличении температуры ему понадобится меньшее количество электроэнергии. Карбоновый нагреватель заключен в корпус с отражателем из анодированного алюминия. От внешнего мира, в целях безопасности, трубка ограждена решеткой. Прочные нити углерода, составляющие карбоновую спираль, могут работать 100 000 часов и более. Единственная проблема – вакуумная кварцевая трубка. Именно стекло считается самой уязвимой деталью прибора и основным недостатком. С другой стороны, сплетение углеводородных нитей, надежно запаянное в вакуумной емкости, ограждено от внешнего воздействия – микрочастиц пыли, капелек воды, случайного попадания посторонних предметов. Спираль из карбона, заключенная в вакуумную трубку, при нагревании не перегорает. Это существенное преимущество перед вольфрамовыми нагревательными элементами. Все обогреватели этого типа можно поделить на такие группы: настенные; потолочные; напольные. В отдельную группу можно выделить плоские устройства пленочного типа (ПЛЭН), также использующие в качестве нагревательного элемента карбон. В пленочных обогревателях нагревательным элементом выступает гибкий резистивный кабель. Он прогревает наружную металлическую пленку. 3) Керамический. По своему внутреннему устройству (системе подаче тепла) изделия делятся на: а) Керамические конверторные обогреватели (рис.2.10). Нагревательный элемент керамических конверторных приборов состоит из резистивного кабеля, помещенного в керамическую панель. Чаще всего керамические нагреватели изготавливаются в виде панелей небольшой толщины с выносным терморегулятором.  Рис.2.10 Общее устройство керамического конверторного обогревателя: 1- крепление; 2- металлический корпус; 3- нагревательный элемент; 4- керамическая плита б) Керамические инфракрасные обогреватели (рис.2.11). Керамические ИК-нагреватели оснащены нагревательной керамической трубкой с никель-хромированной спиралью внутри.  Рис.2.11 Общее устройство керамического ИК-нагревателя: 1 – защитная решетка; 2 – нагревательный элемент; 3 – отражатель; 4 – керамическая трубка Такие приборы хотя и считаются лучшими среди аналогов, но используются не столь активно, потому как способны обогреть лишь определенный участок, находящийся в зоне действия инфракрасных лучей. 4) Трубчатый. Трубчатый или микатермический элемент (рис.2.12) выполнен из металла и по своей конструкции напоминает керамический элемент. Эти приборы можно считать новинкой на рынке обогревателей. Они появились благодаря разработкам в области космических технологий. Основой микатермического устройства стал инновационный нагревательный элемент. Его особенность заключается в использовании слюды, поэтому такое оборудование еще называют слюдяным.  Рис.2.12 Слюдяные инфракрасные нагреватели различной геометрии и профиля В основе сути микатермических агрегатов для обогрева жилья лежит миканитовый электронагреватель — инфракрасный излучатель, изготовленный по технологии Micathermic.Миканит – это слюдяная бумага, мельчайшие чешуйки природной слюды – материала, который, являясь диэлектриком, обладает хорошей термостойкостью и достаточной теплопроводностью. Смешивая миканит с термостойким связующим, и подвергая полученную массу прессованию в формах, получают термостойкие листовые изделия различного профиля с диэлектрическими свойствами. Миканитовый излучатель изготавливают следующим образом: прессуя смесь слюдяной бумаги с термостойким связующим в форме заданного размера, получают изолятор — основание нагревателя; на изолятор наносятся витки нихромовой проволоки или плоские резистивные нагреватели, например, Rescal или Kantal, с выводом концов для подключения к сети; поверх нагревательных элементов с двух сторон наносятся тонкие слои смеси миканита со связующим; на одну из сторон изготавливаемого электронагревателя наносится два дополнительных слоя из специальных материалов – отражатель и концентратор излучения; обе стороны нагревательного элемента покрываются слюдой или жаропрочной смесью миканита со связующим; к рабочей стороне миканитового нагревателя (рис.2.13) поверх слюды крепится для жёсткости тонкая алюминиевая защитная пластина (для эффективности теплообмена необходимо плотное её прилегание к плоскости слюдяного излучателя).  Рис.2.13 Миканитовые нагреватели с защитной алюминиевой пластиной на рабочей стороне Миканитовый нагреватель устанавливают в металлический корпус, оснащённый сетчатыми стенками, которые не препятствуют прохождению инфракрасного излучения. Корпус укомплектован опорными стойками или, для удобства перемещения, компактной платформой на колёсах. При включении в сеть слюдяной излучатель выходит в рабочий режим за полминуты и, в зависимости от модели и выставленного режима мощности, нагревается до температуры 200 — 400 градусов. Расстояние между рабочей стороной нагревателя и наружной защитной сеткой составляет несколько сантиметров, а корпус обогревателя покрыт изнутри теплоизолирующим составом на основе базальта, поэтому температура его поверхности не поднимается выше 60 градусов – значения, не терпимого для рук, но безопасного при кратковременном контакте с этой плоскостью. Микатермические обогреватели оборудованы устройством автоматического отключения при перегреве агрегата – терморегулятором на основе биметаллической пластины. В качестве дополнительных опций могут присутствовать оснащение электронным дисплеем, кнопки управления с подсветкой. По направленности инфракрасного излучения микатермические обогреватели (рис.2.14) выпускаются трёх разновидностей: двусторонние; односторонние; кругового обогрева.  Рис.2.14 Микатермические обогреватели а)- двусторонний; б)- односторонний; в)- кругового обогрева В домашних условиях предпочтительным является использование карбоновых или трубчатых НЭ, поскольку керамический тип характеризуется недолговечностью, а элементам галогенового типа свойственно коротковолновое излучение, оказывающее негативное воздействие на организм человека. 2.4 Электрический теплый пол Теплым полом называется современная система отопления, при которой нагрев воздуха в помещениях осуществляется снизу (рис.2.15). Помещение, которое будет обогреваться, должно быть защищено от постоянных сквозняков и утечек тепла. Все нагревательные элементы для этого монтируют только на слое теплоизоляции, который предотвращает потери энергии на нагрев плит перекрытия и ухода в атмосферу.  Рис.2.15 Комплектация кабельного электрического теплого пола: 1 - основание; 2 - теплоизоляция; 3 - резистивный кабель; 4 - датчик температуры в гофре; 5 - монтажная лента; 6 - цементно-песчаная стяжка; 7 - наливной пол; 8 - гидроизоляция ; 9 - плиточный клей; 10 - подложка для ламината; 11 - напольное покрытие; 12 - терморегулятор Нагревательный кабель, выполненный по одной из нижеперечисленных схем, располагается на теплоизоляционном слое, скрепляется монтажной лентой. Внутри его змейки на одинаковом расстояниимежду витками выкладывается гофрированная трубка с помещенным в нее датчиком температуры, который будет контролировать степень нагрева пола. Эта трубка герметично заглушена с одного конца. Она предназначена не только для размещения термодатчика, но и для возможности его удобной замены в случае поломки. Все уложенные нагревательные элементы вместе с этой трубкой будут залиты цементно-песчаной стяжкой. Ее толщина зависит от конструкции кабеля и должна быть тщательно выполнена ровным слоем. Пустоты не допускаются. Поверх наклеивается керамическая плитка или монтируется другое напольное покрытие.На удобной для работы высоте стены комнаты располагается терморегулятор, который управляет работой теплого пола в автоматическом режиме. При его подключении (рис.2.16) потребуется подвести провода от: кабеля питания электрощитка; нагревательных элементов; датчика температуры.  Рис.2.16 Схема подключения греющего кабеля с датчиком температуры Для выполнения скрытой проводки необходимо предусмотреть кабельные каналы или провести штробление стен. Производители выпускают различные модификации «теплого пола», которые можно условно объединить по типу нагревательного элемента: Кабельный обогрев. Для этого нагревательные элементы создают в виде кабельных конструкций, состоящих из: токопроводящей нити резистивного типа, выделяющей тепло; слоя тефлоновой изоляции из теплостойкого ПВХ-пластита. Такие кабели могут быть изготовлены с одной внутренней токопроводящей жилой или двумя (рис.2.17). Они используются для разных способов монтажа и подключения. Производители дают на них гарантию от 20 лет и более при соблюдении правил эксплуатации.  Рис.2.17 Конструкция одножильного и двухжильного резистивного кабеля: - нагревательная жила; 2 - фторопластовая изоляция; 3- дополнительная изоляция; 4 - фольгированная (экранирующая) оболочка; 5 - термостойкая изоляция Двухжильный кабель имеет дополнительный слой изоляции, расположенный между экранной оплеткой из тонкого медного провода и диэлектрическим теплостойким покрытием жил. Одна из жил обладает функцией нагревательного элемента, а вторая, в качестве простой токопроводящей, размещена параллельно первой. Такое их расположение значительно снижает уровень излучения электромагнитного поля и его действие на окружающую среду. При эксплуатации этих конструкций должен соблюдаться баланс тепла, выделяемого от проходящего по жилам электрического тока и отводом его в нагреваемый пол. Для этого все прилегающие к кабелю участки пола создают с однородной структурой, обеспечивающей равномерные тепловые и механические нагрузки. Кабели с жилами саморегулирующегося нагрева. В системе теплого пола могут применяться конструкции саморегулирующегося нагревательного кабеля (рис.2.18). Они имеют обыкновенные токопроводящие, а не нагревательные жилы, между которыми расположена полупроводниковая матрица с огромным количеством независимых между собой элементов. Ее диэлектрические свойства определяют именно эти полупроводники, реагирующие на изменения окружающей их температуры.  Рис.2.18 Конструкция саморегулирующего нагревательного кабеля. 1 – многопроволочная нагревательная жила; 2 – саморегулирующаяся токопроводящая матрица; 3 – изоляция из термопластичного эластомера; 4 – оплетка из медных луженых проволок; 5 – внешняя защитная оболочка Когда какой-то участок саморегулирующего кабеля охлажден, то внутри матрицы за счет полупроводников создается структура с большим количеством дорожек для прохождения через них тока, который нагревает кабель и окружающие его слои (рис.2.19). При средней температуре структура полупроводников увеличивает электрическое сопротивление, снижая условия для протекания через них тока и, тем самым, несколько уменьшает выделение тепла.  Рис.2.19 Принцип работы саморегулирующего кабеля Если какой-то участок кабеля сильно нагрет, то количество дорожек для прохождения тока в нем резко ограничивается, снижая его электрическую проводимость. Таким способом происходит регулирование температуры обогрева окружающей среды даже без терморегулятора и датчиков температуры. Саморегулирующиеся кабели более удобны в эксплуатации потому, что не нуждаются в создании однородной структуры для передачи тепла, как их резистивные аналоги. Их отдельные участки можно подвергать различным температурным нагрузкам. Кабельные маты. Вначале резистивные кабели при монтаже теплого пола просто раскладывали на полу в виде змейки, а затем фиксировали крепежными элементами. Эта технология применяется и сейчас для одножильных и двухжильных конструкций. Однако производители стали выпускать кабельные маты (рис.2.20), где сам кабель уже вплетен в мягкую диэлектрическую сетку определенным образом. Его уже не требуется тщательно выкладывать. Достаточно просто раскатать сложенный рулон по длине помещения для последующей фиксации раствором. Холодные концы для подключения кабельного мата в электрическую схему входят в комплект поставки. Они подключаются через специальные переходники-муфты. Подсоединение «напрямую» запрещено технологией монтажа. Если возникает необходимость поворота направления раскладки, то крепежную сетку легко разрезать обычными ножницами не задевая кабеля (рис.2.21) который потом просто разворачивается в нужном направлении под любым углом.  Рис.2.20 Одножильный кабельный нагревательный пол на матах  Рис.2.21Способ разрезания и раскладки сетки кабельного мата Таким способом облегчается раскладка мата в любом помещении ровным слоем. При этом проще избегать наложения отдельных участков кабеля между собой. Пленочный инфракрасный обогрев пола. Эта технология основана на использовании инфракрасных лучей, исходящих от тонких нагревательных элементов, через которые пропускают электрический ток. Их выполняют карбоновыми полосами, расположенными между двумя слоями специальной пленки (рис.2.22). Карбон (углепластик) наносят методами нано-напыления с толщиной слоя, вымеренного до одного микрона, и изолируют с обеих сторон тонкой, но очень прочной полимерной пленкой с высокими диэлектрическими свойствами. Карбоновые полосы подключают к медным шинам, которые служат проводниками для подачи напряжения.  Рис.2.22 Пленочный теплый пол и схема его подключения Нагрев, осуществляемый инфракрасными лучами от теплого пола, по своей природе ничем не отличается от естественного обогрева светом солнца. Только температура пола доводится до 30÷35 градусов и направляется снизу вверх. Жидкостно-электрические конструкции. Электро-водяные разработки теплого пола объединяют в себе электрический нагрев нитей с последующей передачей тепла через теплоноситель — антифриз, расположенный в герметичной трубке из пластика, обладающего высокопрочными механическими характеристиками. Вся конструкция (рис.2.23) собрана в виде семижильного кабеля, использующего сплавы для нитей из хрома с никелем и оболочку с покрытием из силикона и тефлона.  Рис.2.23 Электро-водяной теплый пол 1 – изоляционный материал; 2 – холодный конец кабеля; 3 – устройство поглощения давления; 4 – антифриз; 5 – 7 натянутых хромоникелевых нитей с покрытием; 6 – пробка из силиконовой резины; 7 – силиконовая крышка Силиконовый слой выдерживает температуры до 280 градусов, обладая высокими диэлектрическими свойствами. Покрытие тефлона создает препятствие для проникновения антифриза и обладает большой стойкостью к воздействию химических веществ. Жидкость, заполняющая кабель, успешно выдерживает без замерзания даже двадцатиградусный мороз, но она быстро закипает при прохождении по нитям электрического тока. Во время ее кипения тепло быстрее передается окружающей среде. Это обеспечивает экономию электроэнергии. Передача тепла от нитей нагрева в кипящую жидкость и дальше в среду теплого пола защищает хромоникелевый сплав от перегрева, предохраняет от перегорания, позволяет его эксплуатировать длительное время. Поскольку при кипении жидкости внутри герметичной оболочки создается повышенное давление газов, то для его уменьшения используется специальная система поглощения, снижающая это воздействие и обеспечивающая безопасную эксплуатацию. 2.5 Электрический теплый плинтус Теплый плинтус электрический использует в работе особый эффект, который предполагает подъем теплых воздушных масс вдоль стен. Поверхности нагреваются, а снаружи, на стенах и окнах создается экран, препятствующий оттоку тепла из помещения. В процессе работы описываемых приборов стены начинают излучать энергию, которая передается предметам в комнате: коврам, тканям и мебели. Теплый плинтус электрический, таким образом, нагревает комнату дважды. Первый раз нагрев осуществляется от плинтуса, второй раз – от предметов. В результате такого воздействия происходит распределение тепла по периметру и высоте. Крепится такое оборудование к стене взамен обычного декоративного элемента. Соответственно, располагается устройство по периметру помещения. Сам плинтус способен нагреваться до 70 °С, тогда как его минимальная температура равна 40 °С. В этом диапазоне работу можно регулировать, чтобы добиться оптимального режима. В любом случае температура воздуха ниже +20 °С в комнатах не опустится. Этот режим можно считать нормальным. Если сравнивать такой плинтус с обычным электрическим обогревателем, где одна секция выделяет 190 Вт тепла, то плинтус будет потреблять меньше электроэнергии на 30 %. Теплый плинтус электрический имеет в составе (рис.2.24): отражатель; крепления; тепловую трубку; корпус плинтуса.  Рис.2.24 Устройство теплого плинтуса 1 – отражатель; 2 – крепление; 3 – плинтус; 4 – тепловые трубки Тёплый плинтус электрический нагревается с помощью ТЭНов мощностью 200 Вт на погонный метр длины модуля. При этом рабочая температура не превышает значения в 60 градусов. Все ТЭНы, входящие в систему, между собой соединяются параллельно (рис.2.25).  Рис.2.25 Способ соединения нагревательных элементов теплого плинтуса 1 – нулевой провод; 2 – ТЭН; 3 – фазный провод; 4 – заземляющий провод Их работу можно регулировать через настенный электронный или электромеханический терморегулятор, имеющий встроенный датчик температуры окружающего воздуха. Нагреватели прокладываются в нижней медной трубке, а в верхней располагается особый кабель, имеющий термостойкую оболочку. Напряжение с этого кабеля передаётся на находящиеся под ним электрообогреватели, которые представляют собой секции длиной от 0,7 до 2,5 м. Мощность секций может исполняться в пределах от 200 до 2 000 Вт. Относительно инновационное изобретение - инфракрасный теплый плинтус со специальными нагревательными элементами (рис.2.26).  Рис.2.26 Инфракрасный теплый плинтус Принципом обогрева воздуха оно не отличается от описанных выше устройств, а вот конструктивные отличия есть. Можно считать, что ИК тип — электрический греющий плинтус, в качестве сердцевины которого выступает инфракрасная пленка. Она также зашивается в декоративные чехлы, напоминающие плинтус. |