Az önszabályozó fűtőkábel működési elve

Alkalmazás a nemzetgazdaságban

A friss ivóvízvezeték belső részének hőmérsékletének növelésére olyan vegyületeket használnak, amelyek higiéniai biztonságát külön dokumentum igazolja. Az ilyen kábeleket speciális tömszelencék segítségével szerelik fel, és kölcsönhatásba lépnek az ivófolyadékkal. Ezek a környezetvédelmi biztonságot felügyelő szervezetek által jóváhagyott profilvegyületek;

A lépcsők, játszóterek, parkolók, kerekesszékek emelésére szolgáló eszközök jégképződésének megelőzése érdekében a különféle személyi sérülések elkerülése érdekében megfelelő hőmérséklet-növelő rendszereket is alkalmaznak;

A tető és elemeinek hideg elleni védelme, a tetőről vízelvezető rendszerek jegesedésének megakadályozása. A kábel felszerelése megakadályozhatja a jégkéreg és a jégcsapok kialakulását. Ha ezeket a lépéseket nem teszik meg, a tető, a vízelvezető csövek, a kábelhálózat megsérülhet. A jégképződmények leesése a tetőről károkat okozhat mind a vagyonban, mind az emberek életében vagy egészségében;

A gáz-, vegyiparban és olajiparban a csövek belsejében a hőmérséklet növelésére hideg atmoszférában (a jegesedés megelőzése érdekében); a csövek hőmérsékletének növelése a rajtuk átfolyó anyagok áteresztőképességének növelése érdekében (az áteresztőképességet zavaró nagyon sűrű képződmények és szűkületek megjelenésének megelőzése érdekében);

A tartályok hőmérsékletének szabályozása olajipari termékekkel (olaj, bitumen, kátrány stb.). Ugyanez vonatkozik a kémiailag aktív oldatokra, anyagokra stb. A biztonsági intézkedések lehetővé teszik az anyagi károk megelőzését;

• Az élelmiszeriparban növelik a hűtőegységek vízelvezető csöveinek hőmérsékletét, párolgást alakítanak ki a hűtőegységekben, felmelegítik a hűtőegységek rekeszéből a vízelvezető tálcákat, növelik a dugattyús típusú szivattyúk forgattyúházának hőmérsékletét, mielőtt azok működésbe lépnének. hideg körülmények. Ezen túlmenően az önszabályozó kábelek az egyes élelmiszer-tárolók, édesvíz- és tűzoltótartályok hőmérsékletének emelését hajtják végre;
• A földfelszín hőmérsékletének növelése különféle mezőgazdasági épületekben, beleértve az üvegházakat és az állattartó épületeket. Az automatikus szabályozásra képes elektromos csatlakozásokon alapuló rendszereknek köszönhetően az ilyen épületekben a naptári év minden évszakában alacsony költséggel kényelmes körülményeket lehet kialakítani, ami jól tükröződik a mezőgazdasági ágazat egészében.

Az önszabályozó kábel általános jellemzői és különbségei

Az önszabályozó fűtőkábelek a félvezető nanotechnológiának köszönhetően kifejlesztett fűtőkábelek és szalagok egész sora, amelyek megkülönböztető jellemzője egyazon szegmens különböző részein a környezeti hőmérséklettől függően független teljesítményváltozás. Népszerűek a jégmentesítő rendszerek, háztartási csövek, valamint olaj- és gázvezetékek fűtésekor.

A fagyálló rendszerek fűtőkábeleinek meg kell felelniük a megbízhatóság és az élettartam szigorú kritériumainak. A gyakorlatban kétféle elektromos kábelt használnak leggyakrabban ilyen csatlakozásként: az ellenállásos és az önszabályozó kábeleket.

Az állandó teljesítményű rezisztív kábelek zárt rézmagúak, amelyek a teljes áramkörben ellenállnak az egyenáramnak (az úgynevezett ohmos ellenállásnak), és speciális védőköpennyel vannak bevonva. Ez a mag egyidejűleg izzó elem szerepét is betölti.Az ilyen csatlakozások meghatározott hosszúságúak, és hőenergia-kibocsátási képességük semmilyen módon nem függ a levegő hőmérsékletétől.

Az önszabályozó kábeleknél egy szénpolimer alapú vezetőképes mátrix fűtőelemként működik, amely a környezeti hőmérséklettől függően képes megváltoztatni egy olyan jellemzőt, mint a vezetőképesség. A kábel pontosan ott osztja ki az optimális fűtőteljesítményt, ahol és amikor szükséges. A környezeti hőmérséklet csökkenésével több hő szabadul fel. Ezzel szemben a hőmérséklet emelkedésével kevesebb hő szabadul fel.

Nincsenek hátrányok a túlzott hőmérséklet-emelkedéshez, vagy éppen ellenkezőleg, annak hiányához. Ezenkívül az automatikus vezérlőberendezés jelenléte révén nagy energiamegtakarítás érhető el. Különösen az ellenállásos csatlakozásokon lévő (állandó teljesítményű) jégmentesítő rendszerek kétszer annyi energiát fogyasztanak, mint az önszabályozó típusú csatlakozások azonos szerkezetei. Ezen túlmenően az önbeálló hőkövető rendszerek maximális biztonságot nyújtanak, az extrém és nehéz használati körülményekhez pedig speciális típusú elektromos csatlakozásokat készítenek az American Institute of Electrical and Electronics Engineers és az Európai Elektrotechnikai Szabványügyi Bizottság szabványai szerint.

Egy ilyen fűtési rendszer sokkal tökéletesebb és biztonságosabb, mint egy rezisztív, és további automatizálás nélkül is képes a legoptimálisabb fűtési módot biztosítani. Beépítése kényelmesebb, mivel a kábel a telepítés helyén pontosan olyan hosszúságúra vágható, amelyre az adott célokra szükség van.

Működési és tervezési elve

Az önbeálló szalagok és kábelek a légkör hőmérsékletének megfelelően változtatják az áram- és hőtermelést, pl. állandóan érzékelik a hőmérséklet változásait minden további érzékelő nélkül. Emiatt a különböző kábelcsatlakozási pontok fűtött tárgy esetén eltérő hőmérsékletűek lehetnek, és a csatlakozással szomszédos eszközök és mechanizmusok eltérő mértékben növelik hőmérsékletüket.

Az önszabályozó szalagok teljes hosszában történő feszültségellátáshoz, keresztezés nélkül, egy pár rézszálas vezető van beépítve. Állandó elektromos feszültséggel vannak ellátva. Az elektromos vezetők között van elhelyezve a kábel kulcseleme - egy speciálisan készített félvezető szénpolimer mátrix PTC (Positive Temperature Coefficient - Positive Temperature Coefficient) jelöléssel. A PTC hatás jelentése, hogy a mátrixot alkotó szén nanoanyag a küszöbérték elérésekor megváltoztatja az ellenállását és kevesebb energiát ad le. Minden önszabályozó kábelgyártónak megvan a maga egyedi titkos technológiája vagy mátrixgyártási receptje (mint ahogy minden péknek megvan a receptje a kenyér elkészítéséhez). Ezen túlmenően a korom receptje, amelyből a mátrix készül, a különböző samreg típusoknál teljesítmény és cél tekintetében eltérő. A gyártási folyamat során a korom egy elektron részecskegyorsítóval történő besugárzással „térhálósodási” folyamaton megy keresztül. Ez azért szükséges, hogy a mátrix megőrizze PTC-jellemzőit és polimer stabilitását az ismételt melegítés és hűtés során.

Az is ismert, hogy a mátrix szerkezetben a grafit részecskék mellett kis fém nanorészecskéket is adnak hozzá, hogy áramot vezessenek a teljes szerkezeten belül. A felhevült mátrix kitágul, a vezető fém-grafit hidak megszakadnak. Ennek eredményeként nő a szakasz ellenállása, csökken az áramerősség, és csökken a hőtermelés. A hűtés során fordított folyamat megy végbe: a mátrix összezsugorodik, a vezető fém nanorészecskék közötti kommunikációs csatornák száma megnő, a tápegység ellenállása csökken, az áram- és hőtermelés nő.

A poliolefinből vagy fluorpolimerből készült belső védőszigetelés védi a mátrixot a kopástól és a nedvességtől, egy további fémfonat pedig egyidejűleg látja el a mechanikai védelem és a földelés funkcióját. A kábel külső köpenye szintén poliolefinnel vagy fluorpolimerrel van bevonva. Szükség esetén UV-sugárzásnak ellenálló elemeket adunk a köpenyhez, ha a kábelt nyílt napon történő elhelyezésre tervezzük.

Ha önszabályozó elektromos kábelt csatlakoztatunk a hálózathoz, a mátrix teljes hosszában világít. Ekkor a hevítés mértékétől függően egyensúly alakul ki, pl. a különböző csomópontok eltérő értéket rendelnek hozzá hőenergia kapacitás.

Az önszabályozó kábel működési elve

Fűtési csövek árai katalógusunkban

Tetőfűtés árak katalógusunkban

Lásd még: Hogyan válasszunk kábelt csőfűtéshez

Az önszabályozó fűtőkábel működési elve

Önszabályozó fűtőkábel építése

Az önszabályozó kábeleket elsősorban vízvezetékek, csatornacsövek, valamint ejtőcsövek és ereszcsatornák fűtésére fejlesztették ki. Az első önszabályozó mátrix fűtőkábelt a Pentair Thermal Management fejlesztette ki több mint 30 évvel ezelőtt, és azóta RayChem márkanév alatt forgalmazzák.

Az önszabályozó fűtőkábel működési elve

Az önszabályozó fűtőkábel megkülönböztető jellemzője a belső hőstabilizáció, amelynek köszönhetően a kábeltest hőmérséklete mindig állandó (például 65, 120 vagy 190 ° C, a kábel típusától függően), és a hatalom feltételes. Valójában az önszabályozó fűtőkábel vezető mátrixa egy PTC (pozitív hőmérsékleti együttható) termisztor - egy pozitív hőmérsékleti együtthatójú ellenállás, pl. ellenállása gyorsan növekszik a hőmérséklet emelkedésével.

Az önszabályozó félvezető mátrix anyaga olyan elektromosan vezető részecskéket tartalmaz, amelyek alacsony hőmérsékleten közelebb vannak egymáshoz, és így vezetési utakat képeznek a szálak között. A hőmérséklet emelkedésével a részecskék a hőtágulás következtében elválnak egymástól, és csökken a vezetési utak száma. Ennek eredményeként a vezetők közötti ellenállás nő, és ennek megfelelően az elektromos teljesítmény csökken. Amikor a környezeti hőmérséklet csökken, az ellenkező hatás érhető el.

Más szóval, az önszabályozó kábel hőteljesítménye a hőmérséklet függvényében változik. Amikor az általa fűtött tárgy hőmérséklete emelkedik, a kábel hőteljesítménye csökken, és fordítva. Egy bizonyos pillanatban, amikor a kábel hőteljesítménye egyenlővé válik a felmelegített tárgy hőveszteségével, beáll a termodinamikai egyensúly. Ha a környezeti hőmérséklet megváltozik, a kábel arra reagál, hogy a fűtött tárgy állandó hőmérsékletét fenntartja.

Így az önszabályozó kábel az ellenállásos típusokkal ellentétben soha nem tapasztal helyi túlmelegedést és nem ég ki. Az önszabályozó kábel második előnye, hogy tetszőleges hosszra, 0,5-150 méterig vágható.

Önszabályozó fűtőkábel építése

A fűtőrész két ónozott rézvezetőből (A) készül, grafit és félvezető polimerek speciális keverékével töltve, amelyek önszabályozó félvezető mátrixot (B) alkotnak. A rézvezetők nem érintkeznek egymással, hanem egy mátrixon keresztül záródnak, amely a fűtőelem. A fűtőrész fluorpolimer hőre lágyuló műanyaggal (C) van szigetelve, mely kiváló védelmet nyújt a víz ellen. Ezután következik az ónozott pajzs (D), a földelés és a mechanikai védelem érdekében.A külső köpeny (E) anyaga az önszabályozó fűtőkábel modell külső korróziókémiai üzemi körülményeitől függően többféle lehet. Egyszerű körülmények között történő üzemeltetéskor poliolefin (P) műanyag keverékből készült burkolatot használnak. Nehéz üzemi körülmények között (kondenzátum, savgőzök, korrózió, vízkő, ultraibolya sugárzás) fluorpolimert (F) használnak. Az önszabályozó kábel mátrixának és külső köpenyének feldolgozására sugárzásos térhálósító technológiát alkalmaznak, amely lehetővé teszi a térhálósított polietilénével azonos szintű hőzsugorodás elérését.

Kulcsszavak: jégmentesítés, csőfűtés, önszabályozó kábel, tetőfűtés

A samregek típusai és típusai

A háztartási elektromos fűtési rendszerek főként alacsony hőmérsékletű önszabályozó kábelt használnak, amely akár 85 C-ig is elviseli a melegítést. A közepes és magas hőmérsékletű kábelek lényegesen nagyobb hőállósággal rendelkeznek, általában a bányászatban és a feldolgozóiparban használják.

A cél szerint az önszabályozó kábelek és szalagok osztályozása:

• Háztartási csövek fűtésére;
• Jegesedésgátló rendszerekhez (tetők, ereszcsatornák, utak, peronok fűtése);
• Ipari fűtésre (olaj- és gázvezetékek, ipari tartályok fűtése).

Az árnyékoló fonat jelenléte szerint a kábeleket a következőkre osztják:

• Árnyékolt - védőföldelő képernyővel;
• Árnyékolatlan - védőfonat és földelés nélkül.

A képernyő jelenléte miatt a kábel ára 2-szeresére nő, ezért a szokásos háztartási fűtési helyeken, amelyek nincsenek kitéve mechanikai igénybevételnek és kevés érintkezésbe kerülnek az emberrel, ésszerű árnyékolatlan változat vásárlása.

A lineáris teljesítmény tekintetében (1 lineáris méterenkénti teljesítmény) a következő fő típusok különböztethetők meg:

• 10 W/m - belső csövek fűtésére;
• 15 W/m - belső és külső csövek fűtésére;
• 24 W/m - tetők, utak fűtése, csövön kívül;
• 30 W/m – tetők, csövek és jégmentesítő rendszerek fűtése;
• 40 W/m – tetők, ereszcsatornák, völgyek, jegesedésgátló rendszerek fűtése.

Van egy osztályozás a külső héj típusa szerint is:

• Élelmiszer-burkolattal - vízvezetékek és csatornák belső fűtésére;
• UV védelemmel - háztetőkre és olyan helyekre történő elhelyezésre, ahol sok a nap által kibocsátott ultraibolya sugárzás.

Szerelési jellemzők

Az önszabályozó kábel beépítésének fő része annak csatolása és csatlakoztatása az erősáramú részhez. Ezeknek a műveknek a független előállításához elegendő szigorúan betartani a telepítőkészletekben található utasításokat, és ami a legfontosabb, tiszteletben kell tartani az olyan nem biztonságos jelenséget, mint az elektromosság.

Az önszabályozó kábel összeillesztéséhez a következőkre lesz szüksége:

• Hőre zsugorodó és krimpelő csatlakozókészlet;
• Fogó;
• Hajszárító építése (extrém esetben öngyújtóval is meg lehet boldogulni);
• Irodaszer vagy élesen kihegyezett háztartási kés, kis méretű;
• Tápvezeték (kéteres - zsinór nélküli kábelhez; háromeres - zsinórral ellátott kábelhez).

Először elő kell készítenie egy háromeres (kéterűs) tápkábelt, óvatosan eltávolítva a külső szigetelés egy részét, és minden vezeték szigetelőjéről eltávolítva egy körülbelül 1 cm hosszú réteget. A körülbelül 5 cm hosszú főszigetelést eltávolítjuk a fűtőszálról késsel.a szitát le kell csavarni, majd újra 1 magba csavarni. Földelésre fogják használni.

A kábel szélétől 2 cm-t visszalépve eltávolítjuk a dupla szigetelőréteget, mely alatt egy önszabályozó fekete mátrix található. Azt is éles késsel kell kivágni, csak 2 db, kb 1 - 1,5 cm hosszú rézszálat kell hagyni rajta, megtisztítva.

A háromeres tápkábelen a sárga-zöld vezetéket az ellenkező irányba kell hajlítani, amely a földelésre szolgál.Ezután a földelővezeték csavart fonatát a sárga-zöld vezetékhez csatlakoztatjuk, és nagyobb átmérőjű hőre zsugorodó csővel rögzítjük. Ehhez egy fűtőelemet helyeznek egy levágott kis csőre, és ezt a helyet hajszárítóval melegítik, amíg a szerkezet teljesen össze nem zsugorodik.

A másik két vezeték a fűtőkábel 2 rézvezetőjéhez csatlakozik. A vezetékek csatlakoztatása így történik: kivesszük a beépítőkészletből a krimphüvelyeket, és az egyik oldalon ráhelyezzük a fűtőkábel rézvezetőire, a másikra a tápvezeték csupasz részére, majd préseljük őket. fogóval.

Miután a két fő vezetéket biztonságosan rögzítették szigetelt perselyekkel, egy kisebb átmérőjű hőre zsugorodó csövet helyeznek a csatlakozásra, és hajszárítóval vagy öngyújtóval hevítik, amíg a térfogat csökken. A fűtési folyamat során ragasztó szabadul fel a csőből, ami lehetővé teszi a vezetékes csatlakozás biztonságos rögzítését.

Az önbeálló szalag másik végét is szigetelni kell a maradék hőzsugorral. Ehhez hosszában 0,5-1 cm-re félbe kell vágnia a kábelt, és nem szabad kitenni a rézvezetékeket a kábel mentén. Ezután az egyik kapott felét késsel le kell vágni, a másikat pedig ebben a formában kell hagyni. Ez azért történik, hogy kizárják a rézhuzalok egymáshoz való zárását. Ezután a kábel végére hőzsugorítót helyeznek, és hajszárítóval melegítik. A hegyet fogóval is préselheti a szoros ragasztás érdekében.

A fűtőelem bekötése elkészült, és beépíthető a jegesedésgátló rendszer fő elemeként.

Kiválasztási tippek

Az önszabályozó kábel kiválasztásakor nem kell mindig az árra összpontosítania. Meg kell fontolnia, hogy mire fogja használni, és milyen körülmények között fogja üzemeltetni. Íme néhány dolog, amit tudnia kell vásárlás előtt:

• Kábel tápellátás. A csövek kívülről történő fűtésére általában 16-30 W / m.r.m kábeleket használnak, ha a kábel belülről melegíti a csövet, akkor 10-15 W lineáris teljesítmény elegendő. Tetőkhöz és lefolyókhoz általában 30-40 W / m.r.m teljesítményű samregeket használnak;
• UV védő burkolat. Ha a kábel nyílt napon fekszik, és UV-sugárzás éri, akkor UV-védelemmel ellátott kábelt kell vásárolnia;
• Köszörült fonat. Az önszabályozó kábelek földeléssel (képernyővel) vagy anélkül kaphatók. A "föld" nélküli kábel ára körülbelül 1,5-2-szer olcsóbb. Földbe, kutakba, tetőkre menő csövek fűtésére célszerű használni. A legfontosabb dolog az, hogy ezt a kábelt egy megbízható ragasztótömítéssel toldja meg a víz behatolása elleni védelem érdekében. A képernyős kábel viszont biztonságosabb, de sokkal drágább, ami nem mindig indokolt, főleg, hogy ugyanaz az önszabályozó fűtőmátrixuk. Ez meghatározza a kábel tartósságát, és ebben a tekintetben ugyanaz a kábel az élettartam szempontjából jelentősen eltér az árban;

indító teljesítmény. Ha bármely önszabályozó kábel be van kapcsolva, annak fogyasztása magasabb, mint a névleges. Egy jó minőségű önszabályozó vezetéknél 20-50%-kal nő a teljesítmény, egy gyenge minőségű (általában Kínában gyártott) samregnél időnként „felrepülhet” az indító teljesítmény. Ez a mátrix instabilitását és törékenységét jelzi. Ezenkívül egy alacsony minőségű kábelhez erősebb teljesítményű gépekre van szükség;

• légüregek. Vásárláskor meg kell szorítani a kábelt az ujjaival, és végig kell húzni a hosszában. A gyenge minőségű kábel nem a szabványoknak megfelelően készül, és légüregek érezhetők benne. Érezni fog, hogy a külső köpeny elmarad a kábel belső részei mögött. És éppen ellenkezőleg, ha a gyártási folyamatot hibajavítják, követik a technológiát, akkor a külső burkolat szorosan ráül a kábelre, és egyetlen egészet alkot vele;
• Vastagság. Az önszabályozó kábel általában körülbelül 1 cm széles és 3-4 mm vastag.Minszk piacain és a régiókban az eladók, akik „piros” áron próbálnak vevőt csalogatni, egy kínai kábelt csúsztatnak. Arról van szó, hogy a szélessége valamivel több, mint 0,5 cm. Ilyen vastagság mellett sokkal kisebb a keletkező hő területe, és sokkal kevésbé hatékony egy ilyen samreg. És ha a 2-szor kisebb méretű mátrix hasonló hőt bocsát ki, akkor élettartama rövid. Ezenkívül fennáll annak a lehetősége, hogy idővel a tápvezetékek egymásba záródnak, amiatt, hogy egyes helyeken a fűtőmátrix megolvad vagy összeesik.

Az önszabályozó fűtési rendszerek előnyei és hátrányai

Előnyök:

Nincs túlmelegedés. Az önszabályozó hőkábelek átfedhetők egymással anélkül, hogy fennállna a túlmelegedés veszélye. Egymással való metszéspontjuk nem árt

Ennek nem kis jelentősége van a szabályozó és reteszelő mechanizmusoknál, például amikor egy szelepet kell felcsavarni egy csőre. Előfordul az is, hogy a jegesedésgátló rendszerek fűtőkábelét szennyeződés, levelek és egyéb törmelék borítja.

Ebben az esetben a szokásos ellenállás kiég, miközben a samregek megbízhatóan működnek;

Könnyű vágás. Az ilyen kábelek egy közös öblből azonnal a helyszínen „a terepen” vághatók a kívánt hosszúságra. Ez további rugalmasságot biztosít, ha a tervek nem illeszkednek a helyszíni „valós élethelyzethez”. Az ilyen csatlakozások a kívánt hosszúságú darabokra oszthatók, legfeljebb 0,7-0,15 km hosszúságúra (a samreg típusától függően). Ezzel szemben a rezisztív kábelek hossza jól meghatározott;

Önbeállítás. Működés közben nem szükséges bonyolult többcsatornás hőmérséklet-szabályozókat telepíteni, mert a kábel egy bizonyos küszöbhőmérséklet elérése után hirtelen csökkenti a teljesítményt. Ez az üzemmód ideális jéggátló rendszerekhez, ahol gyakran nagyon nehéz fenntartani a kívánt hőmérsékletet a szakasz teljes hosszában. A Samreg maga talál minden zónához megfelelő hőmérsékletet;

Villamos energia megtakarítás. A pontszerű hőleadás, ahol szükséges, illetve a fűtést nem igénylő helyeken a minimális hőleadás miatt az önszabályozó kábel sokkal gazdaságosabb, mint az ellenállásos. A jegesedésgátló rendszerekben általában egy rezisztív kábel csatlakozik egy hőmérséklet-érzékelőhöz, és ott hőt termel, ahol az érzékelő található és fűtésre van szükség, illetve ahol nincs rá szükség.

Hibák:

indító teljesítmény. A beépítésnél figyelembe kell venni, hogy a kezdeti feszültség maximum kétszerese lehet az üzemi névleges feszültségnek, és ezzel a táphálózatnak meg kell birkóznia. Hasonló helyzet alakul ki a megfelelő teljesítményű vezérlőberendezések kiválasztásával;

• Korlátozott hőelvezetés. Ezzel a csatlakozással nem lehet rövid időn belül megemelni a helyiség hőmérsékletét. Amikor a helyiséget felfűtik, a kábel teljesítménye lecsökken, és a környező helyiséget nem fűti ugyanolyan intenzíven;
• Viszonylag magas költség. Az önszabályozó kábel 1 futóméterenkénti ára 2-3-szor magasabb, mint az állandó tápkábelé. Ez azonnal elriaszthatja azt a fogyasztót, aki nem érti a kérdést. Ha kiszámítjuk az energiamegtakarítást és egyéb előnyöket, akkor az ár ilyen túllépése teljesen indokolt;
• Egy szakasz viszonylag kis hossza. A kábel típusától függően az önszabályozó kábel maximális hossza nem haladhatja meg a 65-120 métert. Az ellenállások sokszor hosszabbak. Ez további tápegységek telepítését rója fel;
• Korlátozott élettartam. Egy ilyen kábel átlagosan körülbelül 10-15 évig tart. Ezenkívül a mátrixa elkezd leépülni, és jelentősen csökkenti a teljesítményt 0-ra.