Обзор ленточных обогревателей: устройство, виды, характеристики и область применения

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,

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.

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:

• производственные цеха;
• складские ангары;
• тепличные комплексы и другие объекты коммерческого, индустриального назначения.

Пример монтажа ленты в теплице

Гибкий ленточный электрический обогреватель находит широкое применение в различных сферах:

• Обогрев с целью не допустить скопления снега и замерзания сосулек на кровельном покрытии зданий;

Обогрев кровли

• Для обогрева труб водосточных конструкций;
• Технологический нагрев отдельных элементов оборудования на линии для обеспечения производственного процесса;
• Предохраняет трубопровод на отдельных участках от замерзания;
• Для поддержки в резервуарах установленной температуры жидкости.

Обогрев водосточных труб

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.

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);

Применение

Гибкие ленточные нагреватели имеют широкий спектр применения.

В быту

В областях, где холодное время года наблюдаются сильные морозы, можно применять ленточные нагреватели в частных домах и на дачах. Они помогают защитить проведенный водопровод от замерзания. Для того, чтобы трубы с водопроводом выдержали суровые морозы необходимо обклеить нагревательной лентой трубу, располагая ее вдоль. Иногда потребители стремятся не только защитить трубы, но и обеспечить подачу воды комнатной температуры. Для достижения такого результата тоже поможет ленточный нагреватель. Его необходимо расположить непосредственно возле выхода в виде спирали.
Также можно обогревать канализацию, которая тоже нуждается в этом.

В автомобилях

Чаще всего автолюбители используют ленточные нагреватели для подогрева топливных баков и фильтров. Это поможет для более быстрого запуска двигателя и исключения замерзания топлива.

Сельское хозяйство

Оснащение теплиц ленточными нагревателями позволяет обеспечить оптимальную температуру для выращивания растений. При этом можно исключить перегрев, что наравне с холодом является негативным явлением для роста растений.

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 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.

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:

• Источник тепла – газовый генератор;
• Составные модули с трубами специальной структуры покрытия, обеспечивающие максимальный эффект инфракрасного излучения.

Конструкция газового ленточного обогревателя

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:

• Универсальность применения, практически для любых помещений;
• Простая и быстрая технология монтажа;
• Полная автономность отопительного комплекса;
• Низкий расход топлива и большой ресурс эксплуатации;
• Нет необходимости технического обслуживания в процессе эксплуатации;
• Малое время запуска, выхода и изменения на необходимый температурный режим, система не инерционна.

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:

• по количеству и диаметру проводов в ленте;
• структуре металла и величине сопротивления провода;
• по структуре и материалу используемой внешней изоляционной оболочки и другие технические особенности.

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.

Лента ЭНГЛ-1-ТК для обогрева теплиц :

Использование нагревательной ленты ЭНГЛ-1-ТК для обогрева почвы в теплицах, зимних садах и парниках с целью создания комфортных условий для выращивания растений:

• предохраняет растения и рассаду от гибели в результате заморозков;
• ускоряет созревание сельскохозяйственных культур;
• увеличивает период сбора урожая;
• создает условия для раннего сбора урожая;
• способствует выращиванию теплолюбивых растений;
• увеличивает количество и качество собираемого урожая;
• позволяет хранить в контейнерах выращенные культуры при отрицательных температурах.

Маркировка

Электронагреватель гибкий ленточный – ЭНГЛ
ЭНГЛ-[тип нагревателя] мощность/напряжение-длина Для удобства заказа, скопируйте и подставьте свои значения ЭНГЛУ-400-0,45/220-3,0

Преимущества ЭНГЛ-1-ТК для обогрева теплиц:

• сделано в России;
• надежная, испытанная временем конструкция;
• отсутствие пусковых токов;
• включение при низких температурах;
• возможность форсированного обогрева;
• переход от нагревательного кабеля к простому токоподводящему (муфта) выполняется в заводских условиях, что обеспечивает герметичность и высокую надежность;
• большая площадь обогрева почвы
• встроенный терморегулятор (термоконтакт).

Так, для обогрева стандартной теплицы размером 6 на 3 м (полезная площадь примерно 15 м2), требуемая мощность обогрева составит:

Р = (15 м2 · 60 Вт/м2)= 900 Вт

Подбираем ленту ЭНГЛ-1-ТК-0,92/220 (180° С) – 11,68 м, номинальной мощностью 920 Вт, или 2 шт. ЭНГЛ-1-ТК-0,46/220 (180° С) – 5,22 м.

В теплицах, зимних садах, парниках можно применять нагревательную ленту ЭНГЛ-1-ТК без терморегулятора. Включение и отключение нагревательной ленты можно осуществлять обычным выключателем.

Монтаж нагревательной ленты ЭНГЛ-1-ТК:

1. Снять 35-40 сантиметров грунта;
2. Выровнять поверхность;
3. Засыпать песок слоем 3 сантиметра. Песок полить водой и утрамбовать;
4. Уложить нагревательную ленту по длине в центр грядки (ширина грядки 50см). Расстояние между параллельно уложенными нагревательными лентами 50 см.
5. Поверх нагревательной ленты положить слой песка около 3 сантиметров и полить водой;
6. Поверх слоя влажного песка, покрывающего кабель, поместить конец ленты со встроенным терморегулятором (ЭНГЛ-1-ТК) или поместить датчик температуры от внешнего терморегулятора (ЭНГЛ-1) и накрыть металлической сеткой с мелкими ячейками, чтобы защитить ленту и терморегулятор от механического воздействия;
7. Насыпать плодородный грунт толщиной 35-40 сантиметров;
8. Произвести установку УЗО, подключить и провести тестирование системы;

1. Грунт
2. Песчаная засыпка (2–3 см)
3. Нагревательная лента с терморегулятором
4. Песчаная засыпка (2–3 см)
5. Металлическая сетка
6. Слой плодородной земли (30–40 см)
7. Распорка
8. Встроенный терморегулятор

ЭНГЛ-2

Температура нагрева ЭНГЛ-2 всего 60 градусов, поэтому применяется данная модель ленточных нагревателей преимущественно для защиты трубопровода от заледенения или для поддержания небольшой температуры у жидкости в цистернах. Малая мощность компенсируется низкой ценой ленты ЭНГЛ-2.

Технические характеристики

Оболочка: 

Герметичная оболочка из полиэтилена
Опрессовка на концах из полиэтилена

Температурные показатели:

Рабочая температура: до 60°C;
Минимальная температура окружения: -50°C;

Мощность нагревателя

Мощность удельная: 15, 20, 30, 40 Вт/м

Размеры

Ширина ленты: 23 мм
Толщина: 3,5 мм

Подключение

Тип выводов: холодный вывод с одной стороны или с противоположных сторон
Длина выводов: 1000 мм

Радиус изгиба

Минимальный радиус изгиба: 20 мм

Конструкция ленты для подогрева грунта

Обогревательная электрическая лента для подогрева грунта на грядках, которую можно купить в различных интернет-магазинах, отличается по длине, удельной мощности, напряжению питания, наличию встроенного терморегулятора. Но принцип работы и конструкция всех ленточных нагревателей для теплиц примерно одинаковы. В качестве нагревательного элемента используется тонкая нихромовая проволока с высоким удельным сопротивлением. Основа ленты ЭНГЛ сплетается из стекловолоконных нитей. В результате получается гибкая и прочная конструкция, выделяющая большое количество тепла при прохождении через нее электрического тока.

Основные достоинства ленточных нагревателей – это:

1. Долгий срок службы;
2. Полная герметичность;
3. Простота монтажа и эксплуатации.

Также можно купить нагревательную ленту для парника с терморегулятором. Встроенный регулятор будет автоматически контролировать температуру почвы и, при необходимости, включать или отключать систему подогрева.

Монтаж системы обогрева теплицы

Существуют разные способы установки ленточных нагревателей для теплиц и парников. Главное требование к их монтажу – укладка греющей ленты на глубине 35-40 см от поверхности. Ленту можно укладывать как на песчаную подушку, так и специально изготовленные металлические короба. Сверху нагреватели также засыпаются слоем песка, который проливается водой и тщательно утрамбовывается. Для защиты от случайного повреждения ленты при вскапывании рекомендуется укрыть ее сеткой-рабицей или другим прочным материалом.

Рекомендации по выбору нужной нагревательной ленты:

Рекомендуемая мощность при укладке нагревательной ленты ЭНГЛ-1 в теплицах, зимних садах и парниках – 50-70 Вт/кв.м., что не позволяет почве пересыхать.

Пример расчета:

Так для обогрева стандартной теплицы размером 6 на 3м (полезная площадь примерно 15 кв.м.), требуемая мощность обогрева составит: Р=15 м.кв. * 60 Вт/м.кв = 900Вт.

Контроль температуры:

В теплицах, зимних садах, парниках можно применять нагревательную ленту ЭНГЛ-1 со встроенным терморегулятором, который автоматически поддерживает режим включение +15°С выключение +20°С. Включение и отключение нагревательной ленты можно осуществлять обычным выключателем.

Нагревательную ленту ЭНГЛ-1 без встроенного терморегулятора надо использовать внешним регулирующим оборудованием для экономии электроэнергии и предотвращения перегрева корневой системы.

Схема укладки нагревательной ленты

1. Грунт
2. Песчаная засыпка (2–3 см)
3. Нагревательная лента с терморегулятором
4. Песчаная засыпка (2–3 см)

1. Металлическая сетка
2. Слой плодородной земли (30–40 см)
3. Распорка
4. Встроенный терморегулятор

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).