Применение греющих кабелей в тепличных хозяйствах: типы, монтаж, примеры, комплекты для теплиц
Известно, что в теплице важна не столько температура воздуха, сколько температура почвы. Для её подогрева в всегда использовались системы водяного отопления, но в последнее время их начали очень активно вытеснять электрические. «Тёплый пол» оказался востребован и аграриями.
И это вполне объяснимо – электрические системы гораздо проще в монтаже и эксплуатации, и служат по 20 лет и более. Кабельный обогрев можно включать как локально, так и охватив им всю теплицу, для чего нужен всего лишь простейший переключатель. Как показывает практика, для обогрева теплицы даже зимой достаточно мощности 80–120 Вт/м2, при этом резервные источники для подогрева воздуха практически не используются.
Типы греющих кабелей
Российский рынок предлагает довольно большое разнообразие греющих кабелей (термокабелей) для различных применений. Но все они подразделяются на 2 вида: резистивные и саморегулирующиеся.
Резистивные – более простые и дешёвые. В зависимости от типа изоляции и защитной оболочки производители анонсируют срок службы своей продукции от 10 до 50 лет. Нагревающий элемент термокабеля – одна, две или несколько металлических жил с высоким электрическим сопротивлением защищённой тугоплавкой, теплопроводящей изоляции, экраном и внешним защитным кожухом. Для обогрева почвы в теплице приемлемы любые их разновидности, но многожильные существенно дороже.
Одножильный неудобен тем, что подключается с двух сторон, поэтому при укладке следует располагать его так, чтоб начало и конец находились возле источника питания. Иначе придётся тянуть один из проводов питания к удалённому концу. Если без этого не обойтись, то длинный провод подключается к «земляному», а короткий к «фазному» полюсу электросети.
Двухжильный подключается с одного конца, второй изолирован специальной муфтой. Оба вида выпускаются секциями определённой мощности, исчисляемой в Ваттах на метр. Для обогрева грунта в теплицах достаточно линейной мощности в 16–25 Вт/м. Пример: на 1 кв. м грунта при расчётной мощности 100 Вт/кв. м потребуется 4 м кабеля с линейной мощностью 25 Вт/м. Для теплиц обычно закладывают мощность до 120 Вт/м2.
Питаются нагревательные секции от тиристорных регуляторов с термодатчиками для измерения температуры почвы и в соответствии с ней оперативного изменения мощность. Однако это затруднено тем, что температура на разных участках может существенно отличаться. В результате приходится мириться с неравномерностью прогрева почвы либо использовать несколько греющих секций с отдельными терморегуляторами, а это приводит к излишнему расходу электроэнергии и финансов.
Саморегулирующиеся кабели – более современное и экономичное решение. Они всегда состоят из двух токонесущих проводников, между которыми находится полупроводниковый материал, защищённый тугоплавкой теплопроводящей изоляцией, металлическим экраном и внешней защитной оболочкой. Нагревательным элементом является полупроводниковый материал, обладающий нелинейными свойствами, в результате чего он меняет своё сопротивление, а значит и выделяемую тепловую энергию, в зависимости от внешней температуры.
Таким образом, разные участки термокабеля выделяют количество тепла, зависящее от температуры различных точек среды, через которые он проходит. Это позволяет, например, исключить перегрев нагретых солнцем участков, в то время, как холодные прогреваются до заданного значения. Благодаря этому экономия электроэнергии может составлять более 50%.
Несмотря на то, что стоимость саморегулирующегося кабеля в 2–3 раза выше резистивного, затраты на него окупаются менее чем за год. И не только за счёт экономии электроэнергии и уменьшения потерь урожая от недогрева или перегрева. Для них нужна более простая и дешёвая аппаратура управления, и не требуется изменение режима обогрева в ночное время или после полива. В целом эксплуатация такой системы обходится дешевле, несмотря на более высокие первоначальные затраты.
Монтаж кабельной отопительной системы
Правильно уложенные кабельные нагревательные секции – залог высокой энергоэффективности всей системы. Основное – исключить утечку тепла. Для этого необходимо проделать следующее:
1. Снять грунт на глубину 50–60 см и на дно получившегося котлована засыпать песок слоем примерно в 5 см.
2. Для избежания потерь тепла в нижних слоях грунта на это мягкое основание уложить теплоизолятор с низким водопоглощением, например, пенофол, пеноплен или экструдированный пенопласт (пеноплекс), толщиной 10–15 мм.
3. Поверх теплоизолятора следует уложить гидроизоляцию – толстый полиэтилен, затем уложить слой песка не менее 5 см, пролить его водой и хорошо утрамбовать.
4. На песок уложить сварную мелкоячеистую сетку с полимерным покрытием, защищающим от коррозии.
5. На сетку змейкой с шагом 15–25 см смонтировать термокабель с нужной мощностью на 1 м2. Монтировать с помощью специальной монтажной ленты, изолентой или монтажной пеной.
6. Сверху засыпать слоем песка в 5–10 см, утрамбовать и уложить поверх него металлическую сетку из толстого металла. Она защитит термокабель от повреждений при проведении агротехнических работ.
7. И поверх всего этого «пирога» осталось уложить плодородную почву слоем 35–40 см.
Примеры саморегулирующихся кабелей
1. Decker SRL – под таким брендом продаётся в России продукция южнокорейской компании Lavita GWS. Это саморегулирующийся кабель в полиолефиновой изоляции с экранирующей медной оплёткой в пластиковом кожухе. Ассортимент по линейной мощности – 16, 24, 30 и 40 Вт/м. Существуют модификации с заземлением и защитой от механических повреждений. Его монтаж не требует особых навыков – он легко режется и гнётся. Пример обозначения: Decker SRL 16–2 – две жилы, мощность на погонный метр составляет 16 Вт. Гарантированный срок службы – 10 лет. Стоимость от 125 до 185 руб./м.
2. Dinso – также южнокорейская продукция. Ассортимент 10, 15, 25. 30 и 40 Вт/м. Толстые медные жилы, полиолефиновая оболочка, гарантия – 10 лет. Пример обозначения бюджетной серии мощностью 15 Вт/м – PRF-15P. Существуют модификации с защитой от механических повреждений, ультрафиолета (УФ), с заземлением, а также термостойкие. Стоимость бюджетной серии от 132 до 173 руб./м.
3. Кабель TSD – производится в России под брендом Domrstic. Ассортимент – 17, 25 и 30 Вт/м, экранированный, c УФ защитой. Пример обозначения для мощности 17 Вт/м – Domrstic 17P. Недостаток – высокая цена: 250, 260 и 270 руб./м соответственно.
Примеры резистивных кабелей
Этот тип термокабелей выпускается уже готовыми секциями, рассчитанными на питание от электросети 230 или 380 вольт. К секции уже подключены «холодные» шнуры питания.
1. Кабель марки СНТ и СН российского производства, двухжильный, удельная мощность 12, 15, 18 и 28 Вт/м. Длина секций от 6,5 до 200 м при мощности 120–4116 Вт. Пример обозначений: СН-15–3000 Вт – кабель с удельной мощностью 15 Вт/м и общей мощностью – 3000 Вт. Стоимость секций от 70 до 150 руб./м в зависимости от марки и длины.
2. ЭНГКЕх-1 – кабель резистивный, одножильный российского производства. Удельная линейная мощность – 20, 30, 40, и 50 Вт/м. Длина секций от 3,5 до 125 м. Пример обозначений: ЭНГКЕх-1-1,47/220-73,0 – кабель одножильный, общая мощность – 1,47 кВт, питающее напряжение – 220 В, длина 73 метра. Стоимость за погонный метр от 80 до 200 руб.
Комплекты для теплиц
На основе термокабелей многие компании производят уже готовые комплекты. К примеру – Green BOX Агро. Комплект состоит из резистивного двухжильного кабеля с удельной мощностью 14 Вт/м, ассортимент – от 200 до 1480 Вт при длине секции от 14 до 102 м. Изделие адаптировано для применения в теплицах, изоляция выполнена из экологически безопасного материала сохраняющая свои свойства в любых почвах при воздействии различных удобрений.
Регулировка температуры почвы осуществляется терморегулятором марки ТР-600. В состав терморегулятора входит выносной термодатчик, с помощью которого температуру грунта можно поддерживать в диапазоне от +18 до +27 с точностью 1 °C. Изделие предназначено для работы в условиях повышенной влажности. Максимальный ток – 16 A при питающем напряжении 220 вольт. Таким образом, к изделию можно подключать несколько греющих секций в пределах этого значения тока. Стоимость терморегулятора около 3 тыс. руб., нагревательных секций – от 2 до 6 тыс. руб.
Подобную же систему предлагает и южнокорейская компания Lavita. Изделия комплектуются секциями на основе термокабеля с линейной мощностью 20 Вт на метр. Ассортимент – от 200 до 2800 Вт при длине секции от 10 до 140 м. Стоимость секции от 1,5 до 15 тыс. руб. Кроме того, эта компания предлагает два вида терморегуляторов: обычный и программируемый, позволяющий запрограммировать работу регулятора на неделю. Цена регуляторов 1100 и 2300 руб. соответственно.
Все регуляторы поставляются отдельно и их можно использовать также и для компоновки системы обогрева на базе саморегулирующихся термокабелей.