Формула расчета мощности греющего кабеля

РАСЧЕТ ТЕПЛОГО ПОЛА. СЧИТАЕМ МОЩНОСТЬ И ШАГ УКЛАДКИ КАБЕЛЯ ДЛЯ ТЕПЛОГО ПОЛА.

Выбор кабеля с учетом мощности, шага укладки и площади оборгева.

При выборе правильного шага размещения нагревательного кабеля для пола нужно сначала определиться с тем, какая удельная мощность и для какой площади нам необходима.

Подбираем удельную мощность нагрева W/m2 используя рекомендации для помещений различного типа и предназначения.

Помещеня с мокрыми процессами (ванные, душевые комнаты) – от 150 до 180 W/m2.

Для закрытых террас, лоджий балконов – от 180 до 220 W/m2.

Для прихожих, коридора, кухонь – от 110 до 150 W/m2.

Исходя из предварительно составленной планировки помещения с местами установки мебели считаем площадь, на которую будет выполняться монтаж теплого пола. Это должна быть свободная площадь помещения, без мебели или других предметов, без учета расстояний, которые нужно отступить от стен и расположенной на полу мебели, эти расстояния обычно оставляют от 50 до 100 мм. .

Давайте рассмотрим простой пример: помещение кухня в которой планируется укладка керамической плитки, с общей площадью 18 m2, площадь свободная от кухонной мебели, холодильника и посудомоечной машины составляет 9 m2 (S).

Удельная мощность на один квадратный метр для помещений с хорошим утеплением должна составлять 150 W/m2 (Р (m2))

Считаем общую необходимую мощность для кабельной секции (Р(каб.сек.)). Для нашего примера она будет равняться

Р(каб.сек.) = P(m2)*S=150 W/m2 *9 m2= 1350 W.

Зная суммарную мощность обогрева можем определить длину необходимой нам кабельной секции, она будет зависеть от линейной мощности кабеля 12, 15, 18, или 20 W/м.п.

Мощность применяемого греющего кабеля зависит от способа монтажа и конструкции «сэндвича» пола, например, кабель мощностью 12 и 15 W/м. п. используются для укладки непосредственно в слой клеевого раствора под плитку, а 18 и 20 W/м.п. как нагревательный кабель для монтажа в стяжку.

Итак, пройдемся по каждому варианту:

Резистивный кабель с линейной мощностью 12 W /м.п.

Длинна кабельной секции для этого кабеля будет составлять:

1350W/12W/м.п. = 112,5 м.п.

Сопоставляем полученное значение длинны секции с тем что фактически предлагают нам производители. Итак, производитель Volterm предлагает нам кабель с такой линейной мощностью и в их линейке есть комплект с длинной секции 115м.п. Соответственно реальные характеристики будут следующими (мощность 1400 W, длинна 115м.п.).

Формула для расчета шага укладки кабеля.

(где Т- шаг укладки кабеля в метрах, S – площадь пола на которую предполагается монтаж греющего кабеля, L – длина секции кабеля в м.п.).

Т= 9 m2/115м.п.= 0,078 м. (78 мм)

Монтажная лента, используемая для крепления кабеля изготовлена так, что расстояние между нитками кабеля можно сделать с интервалом в 25 мм. т.е. (25, 50, 75, 100, 125, 150 мм, и т.д.), а рекомендуемый шаг укладки для кабеля теплого пола обычно находится в диапазоне от 75 до 125 мм. Во многих случаях выбирается (оптимальный) шаг 100 мм. Для правильной работы системы шаг укладки нужно строго соблюдать, предельное отклонение шага 10 мм.

Вернемся к нашему примеру, расчетное значение шага 78 мм, выбираем ближайшее значение исходя из шага монтажной ленты (75 мм).

Выполнив монтаж с таким шагом, мы получим площадь теплого пола

S = T*L = 0.075м*115м.п. = 8.6 m2.

Получившаяся площадь чуть меньше чем мы планировали, для того чтобы ее перекрыть можно выполнить монтаж нескольких витков с шагом 100 мм.

При расчете показателей мощности нужно учитывать то, что данные по мощности для кабелей теплого пола представлены для напряжения 230 V, в наших сетях этот показатель зачастую ниже.

Проведем подобный расчет для других вариантов использования кабеля.

Резистивный кабель мощностью 15 W /м.п.

Длинна кабельной секции для этого кабеля будет составлять:

1350W/15W/м.пог. = 90 м.п.

Подбираем предложения у производителей. Arnold Rak предлагает нам кабель с такой линейной мощностью и в их линейке есть комплект с длинной секции 90 м.п. и мощностью 1350 W. Считаем шаг укладки.

Т= 9м2/90 м.п.= 0,1 м. (100 мм).

Здесь шаг укладки четко попадает в шаг на монтажной ленте, и фактические значения будут совпадать с расчетными.

Резистивный кабель мощностью 18 W /м.п.

Длинна кабельной секции для этого кабеля будет составлять:

1350W/18W/м.пог. = 75 м.п.

Volterm предлагает нам кабель с такой линейной мощностью и в их линейке есть комплект с длинной секции 76м.п. с мощностью 1350W.

Т= 9 m2/76 м.п.= 0,118 м. (118мм)

выбираем ближайшее значение исходя из шага монтажной ленты, это 125 мм.

Выполнив монтаж с таким шагом, мы получим площадь теплого пола S = T*L = 0.125 м*76м.п. = 9.5 m2, но для нас это не подходит можно пойти двумя путями сделать укладку части пола с шагом 125 мм, а части с шагом 100мм.

Если мы выполним укладку 55 м.п. кабеля с шагом 125мм получим S=55*125=6.87 m2,

и соответственно 21 м.п. кабеля с шагом 100 мм получим S=21*100=2.1 m2 в сумме получится 8,97 m2 что вполне нам подходит.

Второй путь — это чередование шага укладки 125 и 100 мм в данном случае будет так, 3 нитки резистивного кабеля устанавливаем с шагом 125 одну с шагом 100 мм.

Резистивный кабель мощностью 20 W /м.п.

Длинна кабельной секции для этого кабеля будет составлять:

1350W/20W/м.пог. = 67.5 м.п.

Arnold Rak предлагает нам кабель с такой линейной мощностью и в их линейке есть комплект с длинной секции 70 м.п. и мощностью 1450 W. Считаем шаг укладки.

Т= 9 м2/70 м.п.= 0,128 м. (128 мм),

выбираем ближайшее значение исходя из шага монтажной ленты, а это 125 мм, что значит, что, выполнив монтаж с таким шагом мы получим площадь теплого пола S = T*L = 0.125 м*70 м.п. = 8,75 m2.

При монтаже греющего кабеля необходимо соблюдать следующие правила.

Перед монтажом и после укладки проверить значение сопротивления кабеля чтобы удостовериться в отсутствии повреждений нагревательных кабельных жил.

Распределение кабеля по поверхности пола должно быть равномерным не должны допускаться взаимные пересечения или перекручивания резистивного кабеля, муфта находящаяся на конце кабеля и соединительная муфта должны находиться в стяжке, соединительную муфту желательно дополнительно зафиксировать перед заливкой. Температурный датчик должен размещаться в трубе посередине между жилами кабеля, торец трубы нужно заизолировать для предотвращения попадания раствора.

Запрещается подключать к сети кабель, который намотан в бухту.

Запрещается укорачивать секции резистивного кабеля.

Запрещается включать теплый пол в период 30 дней после выполнения работ по монтажу и обустройству стяжки.

Источник

Интернет-магазин водонагревателей и климатической техники №1

Режим работы: с 10:00 до 18:00

Каталог товаров

• Главная
• Статьи
• Как выбрать
• Расчет и подбор греющего кабеля для системы обогрева труб электрокабелем

Расчет и подбор греющего кабеля для системы обогрева труб электрокабелем

Когда следует использовать обогрев труб

Кабель для обогрева трубопроводов необходимо устанавливать в следующих случаях:

• На трубы, проложенные открыто на улице;
• При глубине залегания труб выше уровня промерзания грунта для данной местности;
• В местах выхода труб на поверхность из грунта;
• При нахождении трубы в неотапливаемых помещениях (подвал, чердак и т.д.).

Методика подбора и расчета греющего кабеля для обогрева труб

Для правильного выбора греющего кабеля для обогрева труб нужно принять во внимание следующие факторы: назначение обогреваемой трубы (водопровод или канализация), материал из которого она сделана, ее диаметр, какой именно участок этой трубы вы хотите обогревать, материал и толщина теплоизоляции.

Зная данные параметры можно рассчитать теплопотери на погонный метр трубы, а также определиться с нужным типом нагревательного кабеля. По типу кабеля и погонным теплопотерям определяют требуемую длину комплекта.

Рассчитать теплопотери и подобрать нагревательный кабель для труб можно по формуле расчета теплопотерь трубы, по таблице или использовав наш калькулятор.

Разновидности кабелей для обогрева

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

По конструкции кабели для обогрева труб бывают резистивными и саморегулируемыми.

Греющий кабель внутри трубы с питьевой водой используется, когда нет возможности обогреть трубу снаружи, например, когда труба уже закопана. Но это приемлемо только для водопроводных труб с небольшим диаметром (до 32 мм), так как сам кабель для использования внутри труб делают маломощным (9-13 Вт/м). Греющие кабели для обогрева внутри трубы бывают только саморегулируемые. Длина кабеля внутри трубы всегда равна длине обогреваемого участка трубы.

Греющие кабели снаружи трубы мощнее (17, 23, 30 и более Вт/м), они бывают как саморегулируемые так и резистивные. Однако для защиты от замерзания полиэтиленовых и пластиковых труб погонная мощность греющего кабеля не должна превышать 17 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 рассчитывается.

При обогреве фановых труб, эксплуатируемых не в интенсивном режиме, исходя из опыта достаточно использовать кабель 17КСТМ мощностью 17 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 рассчитывается по формуле или таблице или при помощи калькулятора обогрева труб 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 (сориентироваться, как ее правильно подобрать вам поможет эта статья) и место установки трубы;
• Диаметр трубы и длина участка, который нужно защитить;
• Толщина и коэффициент теплопроводности теплоизоляции;
• Наличие на трубопроводе дополнительной арматуры, подвесов, опор и т.д.

Чем больше труба или чем тоньше теплоизоляция, тем большее количество тепла необходимо подвести.

При расчёте толщины теплоизоляции можно использовать рекомендуемые нормы относительно минимальной толщины изоляции из таблицы ниже.

Для определения необходимой температуры и коэффициента теплопроводности трубы, ниже предоставлены ссылки на справочную информацию относительно расчетной минимальной температуры на улице для разных городов России, расчетной минимальной температуры в грунте на глубине 0,4 м, 0,8 м и 1,6 м в разных городах России, свойствах различных теплоизоляционных материалов:

При наличии на трубопроводе дополнительно арматуры, подвесов, опор и т.д. необходимо учесть расход кабеля на подогрев этих элементов.

Подбор кабеля при помощи расчета теплопотерь трубы по формуле

• Q_тр – теплопотери трубы, Вт
• λ — коэффициент теплопроводности тепло изоляции, обычно равен 0,05 Bт / m * °C
• L_тр — длина трубы, м
• t_вн — температура жидкости внутри трубы, °C. (обычно для воды принимается значение +5 °C)
• t_нар – минимальная температура окружающей среды, °C (обычно для Санкт-Петербурга если труба на воздухе принимается -25 °C, в земле -5 °C), для других городов России температуру воздуха или грунта можно узнать здесь
• D — наружный диаметр трубы с теплоизоляцией, м
• d — наружный диаметр трубы, м
• 1,3 — коэффициент запаса

Требуемая длина кабеля рассчитывается по формуле:

• L_к – длина кабеля, метров
• Р_{уд. каб.} — удельная мощность кабеля (следует из номинала кабеля). Пример: 17КСТМ — 17 Вт/м

D/d	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5	5	6	7	8	9	10	15	20	25
In (D/d)	0	0,4	0,7	0,9	1,1	1,3	1,4	1,5	1,6	1,8	2	2,1	2,2	2,3	2,7	3	3,2

И не забудьте учесть дополнительный расход греющего кабеля на обогрев дополнительных элементов.

Пример расчета: На рисунке выше диаметр трубы 40 мм, толщина теплоизоляции 20 мм, труба водопроводная (требуемая температура воды +5 °С), Санкт-Петербург (минимальная температура окр. среды -25 °С). Предположим, длина трубы 10 м.

Итак, получаем разность температур 30 градусов.

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

Получилось 175 Вт/м. В данной ситуации для обогрева нам подойдет кабель 17 КСТМ мощностью 17 Вт/м, установленный вдоль трубы. Длина его будет равна длине трубы 10 м. Смонтировать его можно так: монтаж греющего кабеля снаружи трубы. См.вариант 1.

И если на данном участке трубы установлен вентиль и три опоры, то к полученному результату нужно добавить еще 0,7 + 0,7 * 3 = 2,8 м. См таблицу.

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 СПб +5 °C – (-25 °C) = 30 °C) и толщину теплоизоляции. И тогда в таблице вы найдете значение теплопотерь на 1 м.погонный трубы.(Q_удельн)

Длину кабеля можно определить по формуле:

• L_тр — длина водопровода
• Q_удельн — смотри значение в таблице теплопотерь трубы
• Р_удельн — удельная мощность кабеля (следует из номинала кабеля). Пример: 17КСТМ — 17 Вт/м

И не забудьте учесть дополнительный расход греющего кабеля на обогрев дополнительных элементов.

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 17 КСТМ.

Требуемая длина кабеля составит L_кабеля =1,3*20*16,7/17=25,6 м.

Кабель будет уложен на трубу спиралью, так, чтобы на 1 метр трубы приходилось 1.3 метра кабеля (21.7Вт / 17Вт). Смонтировать его можно так: монтаж греющего кабеля снаружи трубы. См. вариант 3 или 4.

И если на данном участке трубы установлен вентиль и 5 опор, то к полученному результату нужно добавить еще 0,8 + 0,7 * 5 = 4,3 м. См таблицу.

Таблица теплопотерь трубы.

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

Расчет длины греющего кабеля для обогрева труб при помощи калькулятора

На нашем сайте есть калькулятор обогрева труб, который в удобной и не сложной для понимания форме помогает определить исходные данные:

• подсказывает минимальную температуру воздуха, если труба проходит по воздуху
• подсказывает минимальную температуру грунта, если труба проходит в земле,
• поможет определить правильно размер трубы (вы можете знать только наружный размер трубы, либо внутренний, либо диаметр резьбы подключения)
• предлагает материалы теплоизоляции на выбор, хотя если вы не найдете свой материал теплоизоляции в калькуляторе, вы сможете ввести коэффициент теплопроводности вашего материала вручную специальное поле.

Калькулятор обогрева труб позволяет:

• рассчитать необходимую мощность и длину греющего кабеля,
• подобрать необходимую толщину теплоизоляции,
• рассчитать шаг кабеля на трубе при монтаже спиралью,
• рассчитать количество отдельных комплектов обогрева
• подобрать необходимые комплектующие для сборки комплекта обогрева труб.

После того, как вы подберете нужный комплект обогрева труб, вы можете оформить заказ всего в несколько кликов: предложенный греющий кабель и комплектующие можно положить в корзину прямо из калькулятора.

Источник