Схема подключения нагревательного кабеля для обогрева бетона

Обогрев бетона греющим кабелем ПНСВ и КДБС: принцип действия и монтаж

Антиобледенение и снеготаяние

Защита от плесени

Защита от потопа

Коврик с подогревом

Водяной теплый пол

Электрический теплый пол

Примерно 80% российских городов расположено в умеренно-континентальном и резко-континентальном климате, для которого характерна ярко выраженная зима с сильными морозами и осадками в виде снега. Но даже в это неблагоприятное для строительства время года возведение монолитных бетонных конструкций не прекращается. Для создания нужных температурных условий существуют разные технологии:

• специальные тепляки;
• тепломаты;
• опалубка с ТЭН и электродами;
• кабельный электрообогрев.

Первый способ наиболее энергоемкий, потому экономически невыгоден. Во втором случае устанавливаются тепловые станции, которые прогревают лишь верхние слои, а этого в некоторых случаях недостаточно. Третий вариант предполагает установку электродов в раствор и подключения их к сети через сварочный аппарат или понижающий трансформатор. Этот способ энергозатратный, так как вода в бетоне является проводником, а его сопротивление при затвердевании значительно возрастает.

Обогрев бетона кабелем считается одним из наиболее эффективных и экономичных способов. О нем далее и пойдет речь. Но сначала поясним для чего всё это необходимо.

Зачем прогревать бетон?

При температуре воздуха ниже нуля смесь вместо полного затвердевания частично замерзает. Когда становится тепло, начинается процесс оттаивания, в результате которого бетон может разрушиться, что отрицательно скажется на монолитности всей конструкции. В образовавшиеся трещины будет проникать вода, что приведет к уменьшению срока службы постройки.

Результат заливки бетона на морозе

Чтобы не допустить таких последствий, в зимнее время необходимо организовывать обогрев бетона. В этом случае его структура не нарушится, а возводимая конструкция будет прочной.

Виды греющих проводов и кабелей

Наиболее часто для электроподогрева бетона применяют провода ПНСВ (провод нагревательный со стальной жилой и изоляцией из ПВХ пластиката). Популярность этого материала объясняется его сравнительно невысокой ценой и несложным монтажом.

Вместо ПНСВ можно использовать ПНСП. Этот провод отличается полипропиленовой изоляцией, что обеспечивает незначительное повышение максимальной мощности тепловыделения.

ПНСП

Марка провода Параметры
Номинальное значение электрического сопротивления 1 м нагревательной жилы, Ом	0,12	0,18	0,22	0,11	0,12	0,14	0,18	0,22
Конструкция токопроводящей жилы	1х1,2	1х1,1	1х1,0	1х1,4	1х1,2	1х1,3	1х1,1	1х1,0
Номинальный наружный диаметр, мм	2,8	2,7	2,6	2,8	2,6	2,7	2,5	2,4
Рекомендуемая длина провода при напряжении 220В, м	110	95	80	130	100	110	85	75
Расчетная масса 1 км провода, кг	19	18,5	18	16,4	12,7	14,5	11,1	9,6

Таблица основных параметров ПНСВ и ПНСП

Такие провода также используют как напольные обогреватели, которые работают по принципу теплого пола. При использовании термопроводов этого типа необходимо рассчитывать их длину. Небольшую погрешность можно исправить путем регулировки уровня напряжения, которое поступает с трансформатора для прогрева бетона.

Применение ПНСВ эффективно, но усложняется необходимостью установки дополнительного оборудования для регулировки тепловой мощности путем изменения напряжения. Существенно проще работать с секционными термокабелями КДБС. Они напрямую подключаются к сети 220В, потому для их работы не требуется какое-либо оборудование. Купить такой нагревательный кабель можно в наших магазинах в Москве и Московской области.

Конструкция и характеристики кабеля КДБС

Секция нагревательная кабельная КДБС представляет собой тепловыделяющий элемент на базе резистивного нагревательного кабеля в защитной ПВХ оболочке. С одной стороны он оснащен концевой муфтой, а с другой – соединительной муфтой, установочным проводом и наконечниками для подключения к питанию. Для подключения к сети подходит любой соединительный провод, например, АПВ (алюминиевые токопроводящие жилы).

Технические характеристики КБДС:

Пример обозначения нагревательной секции:

Номинальные параметры нагревательных секций КДБС фиксированной длины и мощности представлены в таблице:

Технология прогрева бетона с применением ПНСВ

Принцип действия несложный: при подаче напряжения провод нагревается и подогревает бетон. Для нагрева требуется напряжение 70В, поэтому для работы необходим понижающий трансформатор КТПТО или ТСДЗ соответствующей мощности.

Трансформатор для прогрева бетона ТСДЗ-80/0,38

Перед началом монтажа необходимо вычислить, сколько метров нагревательного провода требуется. При расчете учитывается:

• тип и характеристики провода;
• напряжение трансформаторной подстанции;
• характеристика монолитной бетонной конструкции – армированная или неармированная, длина, ширина, высота, объем.

Чтобы не запутаться и получить точные цифры, можно использовать онлайн калькулятор «Расчёт нагревательного провода ПНСВ».

Кроме этого, нужно учитывать силу тока. Для погруженного в бетон кабеля этот показатель должен быть 14−18А в зависимости от схемы подключения.

На практике соединение выполняют в «треугольник» или «звезду». При первой схеме провода поровну делят на три группы и в них соединяют провода друг с другом параллельно. Затем полученные комплекты объединяют концами в три узла и подсоединяют к трем выходным зажимам прогревочного трансформатора. Схема подключения «звезда» предполагает использование набора «троек», представляющих собой три отрезка провода одинаковой длины, объединенных с одной стороны в узел. Оставшиеся концы «троек» соединяют в три узла, а затем подсоединяют к выходным зажимам ПТ.

Электрическая схема подключения ПНСВ

Монтаж ПНСВ

После выполнения всех расчетов и утверждения технической карты приступают к укладке греющего кабеля. ПНСВ монтируется после создания армирующих каркасов, установки закладных элементов и окончания сварных работ. Провод навивают на металлокаркас или укладывают между арматурой в виде «улитки» или «змейки». При этом никакого натяжения быть не должно. Не допускается соприкосновение ПНСВ друг с другом и с опалубкой.

Важно! Кабель должен полностью находиться в бетоне, иначе он сгорит.

Электрическая схема подключения ПНСВ

Кабель ПНСВ нельзя использовать на воздухе, поэтому на его выводы методом пайки устанавливаются так называемые «холодные концы» из более толстого провода, которые подсоединяются к понижающему трансформатору. Обязательно проводится тест-проверка при помощи мегаомметра, а также измеряется размеренная нагрузка тока по фазам. После установки работоспособности системы, производится заливка бетона.

Далее дожидаются первичного схватывания и включают трансформатор:

• Нагрев выполняется со скоростью не более 10°C в час. В этом случае весь объем будет прогреваться равномерно.
• Бетон необходимо прогревать, пока он не наберет 50% технологической прочности. Максимально допустимая температура 80°C, оптимально – 60°C.
• Бетон должен остывать со скоростью примерно 5°C в час, тогда он не растрескается и получится монолитным.

Если технологические нормы соблюдены, то бетон наберет соответствующую его составу марку прочности. После завершения работ холодные концы обрезаются, а греющий провод остается в толще бетона.

Сварочный аппарат как понижающий трансформатор

При заливке небольшого объема провод для обогрева бетона можно подключить к мощному сварочному аппарату с выходным током 150−250А. Это позволит сэкономить на аренде понижающего трансформатора. Приведем пример, как можно реализовать этот метод.

Задача: залить плиту объемом 3,6 м3, при температуре воздуха – 10°C.

• сварочный аппарат на 200−250А;
• токовые клещи;
• провод ПНСВ;
• АПВ для холодных концов;
• изолента на тканевой основе.

ПНСВ нужно нарезать на сегменты по 18 м. Каждый такой отрезок выдерживает ток до 25А. К сварочному аппарату на 250А можно подсоединить 10 таких отрезков (25×10=250А). Но чтобы не допустить перегрузки стоит оставить некоторый запас, потому возьмем 8 сегментов.

К каждому выходу прикручиваем АПВ, место соединения изолируем. Длины провода должно хватить до сварочного аппарата, при этом саму скрутку нужно располагать в бетоне.

Далее выполняется укладка ПНСВ согласно схеме, приведенной ниже. Холодные концы соединяются клеммником ((+) и (-) отдельно), который размещается на изоляционном материале, например, текстолите.

Схема подключения ПНСВ к сварочному аппарату

Завершив заливку бетона, выставляем минимальный ток на сварочном аппарате и подсоединяем клеммы к его прямому и обратному выходам. На всех отрезках и проводим измерение тока, он должен быть не более 20А. Во время нагрева сила тока будет падать, тогда увеличиваем ее на аппарате.

Преимущества и недостатки ПНСВ

Прогревать бетон при помощи ПНСВ довольно выгодно:

• низкая стоимость;
• сравнительно небольшой расход электроэнергии;
• устойчивость к щелочам и кислотам, которые могут содержаться в смеси при добавлении в нее различных присадок.

У этого способа есть и минусы:

• сложный расчет длины провода;
• привлечение понижающего трансформатора.

ПТ стоит дорого, а взятие его в аренду не выгодно, поскольку такие услуги могут обойтись до 10% от себестоимости изделия. Сварочные аппараты подходят только для обогрева небольших объемов. Они не предназначены для такого режима работы и могут выйти из строя, что повлечет за собой затраты на ремонт или покупку нового аппарата.

Монтаж нагревательной секции КДБС

Кабель укладывается на арматуре с шагом 70 мм. После установки опалубки и заливки бетона, КДБС подключают к электросети. Когда бетон полностью застынет, кабель отключают от питания, обрезают концы и оставляют в монолитной конструкции.

Рекомендации по расчету мощности и укладке нагревательных секций КДБС:

• Как правило, на 1 м2 прогреваемой поверхности требуется 4 м кабеля.
• Примерная мощность для прогрева 1 м3 бетонной конструкции 0,4-1,5 кВт. При расчете этого параметра учитывается толщина и материал опалубки, используемые присадки для бетона, температура воздуха, ветер.
• Кабель укладывается в массе бетона на глубине около 20 см.
• Весь кабель необходимо равномерно распределить по обогреваемой поверхности.
• Пересечение кабеля недопустимо.
• В местах стыка с не теплоизолированными поверхностями необходим монтаж еще одной нагревательной секции с отдельной системой управления.
• Нельзя одной и той же секцией греть два и более объекта с разными условиями теплоотдачи.

Плюсы сегментированного кабеля

Выделим основные достоинства нагревательной секции КДБС:

• простой монтаж;
• несложный расчет длины секции;
• не требуется понижающий трансформатор;
• постоянная мощность и равномерный прогрев без порчи проводов.

Кабельные нагревательные секции получили все необходимые сертификаты, включая сертификат европейского таможенного союза. Весь ассортимент КДБС можно заказать в нашем магазине.

Ваша заявка ПРИНЯТА
Наши специалисты перезвонят Вам в течении рабочего дня c 8-30 до 17-00

Вы можете заказать монтаж покупаемого оборудования

Источник

Прогрев бетона проводом ПНСВ

Физический процесс застывания

Бетонирования является одним из самых распространенных технологических процессов при ведении строительства. Он применяется не только для создания фундаментов, но и различных перекрытий, опор и капитальных стен. Затвердевание цементно-песчаной или цементно-гравийной смеси происходит в ходе химической реакции гидратации, когда молекулы воды и вещества, в ней растворенные, создают новое химическое соединение.

Она является необратимой и сопровождается выделением некоторое количество тепла, которое при положительных внешних температурах поддерживает взаимодействие веществ в течение первых семи суток после заливки бетона в опалубку.

Однако его может быть недостаточно, если строительство ведется в демисезонный и тем более в зимний период, когда наружные температуры опускаются значительно ниже нуля. В этом случае часть веществ в химическую реакцию не вступает, что значительно снижает фактическую прочность бетонных конструкций.

Кроме того, неизрасходованная вода замерзает и расширяется, разрушая их изнутри. Чтобы такого не происходило, применяются различные способы прогрева залитой массы. Самым простым и эффективным является укладка внутри массива тепловыделяющего электрического кабеля, каким и является провод ПНСВ.

Провод ПНСВ, устройство и характеристики

Греющий провод ПНСВ – это одна стальная жила (она может быть простой или иметь цинковое защитное покрытие) в оболочке из винила. Собственно, это исходит из расшифровки аббревиатуры его названия:

• Провод.
• Нагревающий.
• Стальная жила.
• Виниловая оболочка.

Действует он за счет своих резистивных качеств: электрическое сопротивление стали достаточно высоко, а чем длинней проводник, тем его удельное значение выше, как и степень разогрева при пропускании электрического тока.

Промышленностью выпускается три вида провода ПНСВ, отличающихся диаметром внутренней жилы: 1, 1.2, а также 1.4 мм. Их основные технические характеристики приведены в таблице ниже.

Способы подключения греющего кабеля ПНСВ

Нагревательный провод ПНСВ подключается к сети переменного тока 380 или 220 вольт. Если рассчитанная потребляемая мощность всех секций превышает 5 кВт, питание осуществляется через силовой трансформатор. Обязательно предусматривается возможность регулировки силы подающегося тока, поскольку технология процесса достаточно сложна и зависит от внешних условий – температуры воздуха и скорости ветра.

Как правило, используется трехфазная сеть, а нагревательные секции подключаются к ней двумя известными способами:

1. Треугольником, в этом случае напряжение 380 вольт.
2. Звездой – напряжение 220 вольт.

В отдельных случаях допускается одиночное подключение. Как между двумя фазами, так и между фазой и землей.

Схемы прогрева бетона проводом ПНСВ с использованием трехфазной сети приведены на рисунках ниже.

Монтаж кабеля ПНСВ

Кабель монтируется внутри опалубки до начала заливки бетона. Обычно его крепят мягкой алюминиевой проволокой к арматуре, хотя правилами техники электробезопасности это и не приветствуется. Жесткость стальной жилы достаточно велика, поэтому минимальный радиус закругления не может быть менее 25 см.

Особенно актуально это правило при низких температурах. Несмотря на то, что по паспорту виниловая изоляция до –30 0 С сохраняет свои физические свойства, злоупотреблять этим не стоит. Уже при -10 0 С слишком крутой изгиб провода может привести к нарушению целостности слоя внешней изоляции.

Для равномерности прогрева секцию укладывают параллельными шлагами с расстоянием между ними не более 15 см по площади и на таком же расстоянии по вертикали. На практике выяснено, что для 5 куб. метров бетона требуется до 30 метров кабеля марки ПНСВ 1,2.

А также определено, что при напряжении 380 вольт длина одной секции должна быть 31 метр, а при напряжении 220 вольт – 17 метров. Тогда они будут прогреваться равномерно. Если же вы смонтируете секцию большей длины, то выделение тепла будет происходить не далее, чем за 5-6 метров от точки подключения к питающей сети.

Подключение кабеля к питающей сети осуществляется за пределами опалубки. Обычно это делается с помощью провода с мягкими алюминиевыми жилами, которыми плотно обматываются в несколько последовательных витков концы ПНСВ.

После застывания бетона провод для прогрева остается внутри его и может быть использован для систем обогрева типа «Теплый пол».

Технология прогрева бетонной массы

Фундаментальной ошибкой является мнение, что для достижения заданной конструктивной прочности бетона достаточно смонтировать греющий кабель и просто подключить его к сети. Процесс этот регулируемый и зависящий от множества параметров. Недопустим как недогрев, так и перегрев залитой бетонной массы.

Довести ее до кипения вам не удастся, поскольку виниловая оболочка плавится при 80 0 С. Это является своеобразным предохранителем. Но если она разрушится, вся греющая система выйдет из строя, а при соприкосновении провода с арматурой не исключено возникновение короткого замыкания.

Ниже, в качестве примера, приведена одна из технологических схем прогрева при включении секций «Звездой».

• Первый этап, когда происходит поглощение основной массы воды и начинает формироваться кристаллическая структура в массе залитого бетона. В это время он нагревается до 55 0 С. Его длительность зависит от температуры наружного воздуха. Например, при –15 0 С она равна 5 часов, при –20 0 С – семь часов. Для поддержания процесса требуется напряжение на выходных обмотках трансформатора, равное 95 вольт.
• Второй этап. Проводится для изотермического прогрева и создания кристаллической структуры в массе бетона. Питающее напряжение снижается до 75 вольт, а температура внутри залитой массы 55 0 С поддерживается за счет ее тепловой инерционности. Длительность и зависимость от внешней температуры такая же, как и на первом этапе. Однако при резком похолодании рекомендуется повысить напряжение до 85 вольт.
• Третий этап. Стадия остывания. Набор 70-80% конструктивной прочности. Температура нагрева провода не более 20 0 С. Продолжительность 80 часов, если снаружи –15 0 С и 30 при –25 0 С.

Использование провода ПНСВ после застывания

Уложенные в бетонную конструкцию секции нагревательного кабеля остаются в ней навсегда и не теряют своих резистивных свойств. Поэтому есть смысл использовать их с целью повышения комфорта проживания. Нередко провод ПНСВ укладывают в бетонную стяжку пола специально. Однако это не лучшее решение, хотя и наиболее бюджетное.

При размещении нагревательного элемента под напольным покрытием следует учитывать возможные препятствия для рассеивания выделяемого тепла. В жилых комнатах таковыми являются места, где установлена корпусная мебель, основание которой плотно прилегает к полу. В них возникают зоны локального перегрева.

При длительном использовании провод постепенно истончается и, в конце концов, обрывается. Его замена связана с чрезвычайными трудностями, поскольку требует снятия напольного покрытия и разрушения бетонной стяжки.

Решением проблемы является использование саморегулирующегося нагревательного провода. Его конструкция состоит из двух медных жил, между которыми находится так называемая тепловая матрица – полупроводниковый элемент, проводимость которого изменяется по мере нагревания. Чем температура выше, тем выше сопротивление. Это приводит к тому, что сила тока, текущего по этому участку, уменьшается, из-за чего он остывает.

Такой нагревательный элемент работает при любых размерах – от кусочка длиной в несколько сантиметров до многометровой секции. Его можно перекрещивать с другими, подобными ему (с проводом ПНСВ такое делать категорически нельзя из-за опасности расплавления изоляции и возникновения короткого замыкания). Основным недостатком саморегулирующегося нагревательного провода является стоимость. Она в разы выше, чем одножильного резистивного.

Прогрев залитой бетонной массы с помощью греющего кабеля ПНСВ позволяет сократить срок достижения 80% конструктивной прочности с семи суток до двух-трех дней и не прекращать работы с наступлением холодов. Однако технология этого процесса довольно сложна, обычно его схема разрабатывается для каждого конкретного случая. Поэтому не прельщайтесь его видимой простотой. Обращайтесь к профессионалам, а при их отсутствии досконально изучите вопрос самостоятельно.

Источник