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.

*

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:

• резистивные – с фиксированной мощностью и нагревательной жилой в роли источника тепла, помещённой в 3-слойную оболочку (электроизоляция, экранирующая оплётка и защита от ультрафиолета);
• саморегулирующиеся – два  параллельных проводника (фазовый и нулевой) на расстоянии 1 см с расположенным между ними источником тепла – матрицей, которая нагревается при прохождении через неё тока от фазового провода к нулевому.

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

*

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:

• условное обозначение;
• тип подключения
• тип нагревателя;
• сопротивление (Ом);
• длина активной части (м);
• ширина х толщина или диаметр (мм);
• длина низкотемпературных проводов (м);
• минимальный радиус изгиба (мм);
• масса (кг);
• номинальное напряжение (В);
• мощность по теплу (Вт/м);
• потребляемая мощность (Вт);
• температура поверхности (^oС).

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:

• бытовую;
• производственную

— 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.

*
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:

• салон;
• картер;

• для дизельного двигателя:
  • топливный фильтр;
  • топливопровод;
  • топливный бак снаружи в месте расположения насоса;
  • канистра с дизельным топливом;

• отстойники влагоотделения;
• аккумуляторную батарею.

*

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:

• экономичность;
• простота монтажа;
• длина волны излучения в безвредном диапазоне;
• возможность выбора устройств с безопасной температурой поверхности.

Однако есть и недостатки:

• чувствительность резистивных устройств к внешним воздействиям (нахлёст, пересечение);
• необходимость использования с резистивными лентами терморегуляторов;
• высокая цена более совершенных саморегулирующихся лент.

Требования безопасности

Запрещается:

• использование обогревателей во взрывоопасных зонах и устройствах;
• эксплуатация объектов обогрева без заземления;
• установка и использование устройств с механическими повреждениями герметизирующей оболочки и низкотемпературных проводов;
• нарушение целостности коммутационных наконечников;
• обслуживать и ремонтировать обогревательные устройства без СИЗ (средств индивидуальной защиты).