ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УГЛЕРОДНОГО КАРБОНОВОГО КАБЕЛЯ ДЛЯ ОБОГРЕВА ЖИЛОГО ПОМЕЩЕНИЯ

THE USE OF CARBON FIBER CABLE FOR HEATING RESIDENTIAL PREMISES

Alexey Shapovalov

Student, Shakhty Automobile and Road Institute (branch) of the South-Russian State Polytechnic University (NPI) named after M.I. Platov,

Russia, Shakhty

Olga Klimonova

Student, Shakhty Automobile and Road Institute (branch) of the South-Russian State Polytechnic University (NPI) named after M.I. Platov,

Russia, Shakhty

АННОТАЦИЯ

Отопление – это важная часть системы инженерных коммуникаций жилых строений. Есть несколько вариантов создания комфортных условий для проживания человека: традиционное отопление (централизованное), газовое или электрическое (индукционное). В данной статье будет рассмотрен один из вариантов индукционного отопления– углеродный карбоновый кабель, позволяющий снизить затраты на электроэнергию.

ABSTRACT

Heating is an important part of the utility system of residential buildings. There are several options for creating comfortable living conditions for a person: traditional heating (centralized), gas or electric (induction) . This article will consider one of the options for induction heating – carbon fiber carbon cable, which reduces energy costs.

Ключевые слова: углеродное волокно, карбоновый кабель, индуктивность, датчик температур, нагревательный элемент, сила тока, сопротивление, управляемы модуль, обогрев, тепловая энергия.

Keywords: carbon fiber, carbon cable, inductance, temperature sensor, heating element, amperage, resistance, controllable module, heating, thermal energy.

Использование углеродистого кабеля для обогрева здания

Обогрев жилых помещений является неотъемлемой частью комфортного проживания человека. Огромное количество людей работает на ТЭС и ТЭЦ для того, чтобы можно было обеспечить города и близлежащие сёла тепловой энергией. Именно ближайшие населённые пункты, в радиусе 30 километров, получают достаточное количества тепла. Приходится строить котельные и производить отопление потребителей уже от них. Наряду с данными видами отопления можно отнести газовое и электрическое. Газовое считается более дешёвым и востребованным в сравнении с электрическим. Но не так давно появилась технология, которая позволяет снизить затраты на отопление помещений до комфортной температуры электрическим способом. Именно про данную технологию и её особенности пойдёт речь в данной статье.

Нагревательный кабель из углеродного волокна — один из характерных составляющих элементов тёплого пола. Принцип работы ничем не отличает от других нагревательных приборов.

Принцип действия и подготовка углеродного кабеля к работе

Как и любой материал, при прохождении через него тока, он сопротивляется, и работа, затрачиваемая на преодоление этого сопротивления, переходит в тепловую энергию. Сопротивление данного кабеля равняется 32 Ом/м и в целях безопасности при использовании его в частном доме или других помещениях от сети 220В необходимо: прокладывать минимальную длину кабеля 10 м, через каждые 10м ставить обжимную гильзу и соединять со следующим элементом кабеля. Также понадобятся недорогие устройства: датчик температуры и контролирующий элемент. Датчик от управляемого модуля располагают от 1м и более, чтобы температура, выделяемая самим нагревательным элементом, не оказывала прямого влияния на управляемый датчик. Тем самым будет достигаться более точное измерение температуры в помещении.

Рисунок 1. Комплект углеродистого кабеля

Для наращивания эффективности можно использовать графитовые или серебряные элементы. Регулировка температур осуществляется путём вставок из полимера. После прогревания воздуха до 18-25 градусов, сопротивление растет. Следовательно, по закону Ома, сила тока будет меньше, и тем самым уменьшается нагрев стержня.

К достоинствам данного кабеля можно отнести:

• Возможность работы с терморегуляторами;
• Возможность получения необходимой мощности за счет наращивания протяженности и числа секций;
• Простой монтаж;
• Стойкость на изгиб;
• Есть два рабочих напряжения питания 12 или 220 В.

При использовании углеродного карбонового кабеля необходимо соблюдать следующие меры безопасности, в том числе и нормы электрической защиты:

• Греющий провод должен оснащаться специальной сеткой, которая должна быть заземлена;
• Правильно подбирать необходимую мощность, для чего прокладывают минимальную длину кабеля 10 метров
• Производить соединения только с использованием качественных зажимов;
• Пуск проводить под контролем, наблюдая за состоянием провода;
• Запрещается делать намотки шнура на неизолированные стальные предметы;
• Запрещается перегружать нагревательный шнур выше допустимых значений мощности на один метр (максимум 15 вт/м).

При соблюдении вышеперечисленных правил, углеродный кабель можно положить под любой материал, а также внутрь стены. Срок службы такого кабеля больше, чем у металлических нагревательных элементов.

При оптимальной работе кабеля экономические показатели в два раза эффективней, чем у традиционных видов отопления. Затраты энергии на нагрев данного кабеля меньше, а полезная тепловая мощность больше.

Подводя итоги можно сказать, что кабель из углеродного волокна является хорошим вариантом обогрева жилых зданий. Он экономичен, прост в монтаже, не возникают сложности при эксплуатации, долговечный, что делает выбор данного варианта отопления перспективным и конкурентоспособным традиционному.

Список литературы:

1. ЭБС Лань // Lanbook.com [Электронный ресурс]. URL: https://e.lanbook.com/book/162022.
2. Учебно-методическая литература для учащихся и студентов. Студенческие работы, курсовые, контрольные, рефераты, ГДЗ Готлиб Е.М. Пластификация полярных каучуков, линейных и сетчатых полимеров // Studmed.ru [Электронный ресурс]. URL: https://www.studmed.ru/gotlib-e-m-plastifikaciya-polyarnyh-kauchukov-lineynyh-i-setchatyh-polimerov_b3367e068f1.html.
3. Монтаж Карбоновый кабель для обогрева что это такое // El-montage.ru [Электронный ресурс]. URL: https://el-montage.ru/karbonovyy-kabel-dlya-obogreva-chto-eto-takoe/.
4. Карбоновый кабель: назначение, описание, особенности | Блог STEM Energy // Stem-energy.ru [Электронный ресурс]. URL: https://stem-energy.ru/corp-blog/karbonovyiy-kabel-naznachenie-opisanie-osobennosti/.
5. Основы электротехники / Г. И. Кольниченко, Я. В. Тарлаков, А. В. Сиротов [и др.]. — 3-е изд., испр. и доп. — Санкт-Петербург : Лань, 2023. — 252 с. — ISBN 978-5-8114-8312- Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/298511.