Søknad i nasjonal økonomi
For å øke temperaturen i den indre delen av fersk drikkevannsrørledningen, brukes forbindelser, hvis hygieniske sikkerhet bekreftes av et spesielt dokument. Slike kabler er installert ved hjelp av spesielle kjertler og samhandler med drikkevæske. Dette er profilforbindelser godkjent av organisasjoner som kontrollerer miljøsikkerhet;
For å beskytte mot dannelse av is på trapper, lekeplasser, parkeringsplasser, anordninger for løfting av rullestoler for å unngå ulike skader på mennesker, brukes også passende temperaturøkningssystemer;
For å beskytte taket og dets elementer mot kulde, for å motvirke ising av systemer for å fjerne vann fra taket. Installering av en kabel kan forhindre dannelse av en isskorpe og istapper. Hvis disse trinnene ikke blir tatt, kan taket, vannfjerningsrørene, kabelnettet bli skadet. Fra fallet av isformasjoner fra taket kan det gjøres skade på både eiendom og liv eller helse til mennesker;
I gass-, kjemisk- og oljeindustrien for å øke temperaturen inne i rørene i en kald atmosfære (for å hindre at de blir nedising); å øke temperaturen på rør for å øke permeabiliteten til stoffer som strømmer gjennom dem (for å forhindre utseendet av veldig tette formasjoner og innsnevringer som forstyrrer permeabiliteten);
For å regulere temperaturen på tanker med produkter fra oljeindustrien (olje, bitumen, tjære, etc.). Det samme gjelder for kjemisk aktive løsninger, stoffer osv. Sikkerhetstiltak gjør det mulig å forhindre skade på eiendom;
- I næringsmiddelindustrien øker de temperaturen på dreneringsrørene til kjøleenheter, danner fordampning i kjøleenheter, varmer opp dreneringsbrettene fra rommene til kjøleenheter, øker temperaturen på veivhusene til stempeltyper av pumper før de aktiveres i kalde forhold. I tillegg utfører selvregulerende kabler temperaturøkning av individuell matlagring, ferskvann og branntanker;
- Å øke temperaturen på jordoverflaten i ulike landbruksbygg, inkludert drivhus og husdyrbygg. På grunn av systemer basert på elektriske tilkoblinger som er i stand til automatisk regulering, blir det mulig, til lave kostnader, å skape komfortable forhold i slike bygninger i alle årstider av kalenderåret, noe som gjenspeiles godt i landbruksnæringen som helhet.
Generelle egenskaper og forskjeller til en selvregulerende kabel
Selvregulerende varmekabler er en hel serie varmekabler og bånd utviklet takket være halvledernanoteknologier, hvis kjennetegn er en uavhengig endring i kraft i forskjellige deler av samme segment avhengig av omgivelsestemperaturen. De er populære når du installerer anti-ising-systemer, oppvarming av husholdningsrør, samt olje- og gassrørledninger.
Varmekabler for frostsikringsanlegg skal oppfylle strenge kriterier for pålitelighet og levetid. I praksis brukes to typer elektriske kabler oftest som slike koblinger: resistive og selvregulerende.
Resistive kabler med konstant effekt er en forseglet kobberkjerne som har motstand mot hele kretsen mot likestrøm (den såkalte ohmske motstanden) og er dekket med en spesiell beskyttende kappe. Denne kjernen spiller samtidig rollen som et glødeelement.Slike forbindelser har en bestemt lengde, og deres evne til å frigjøre termisk energi er på ingen måte relatert til lufttemperaturen.
For selvregulerende kabler fungerer en ledende matrise basert på en karbonpolymer som et varmeelement, i stand til å endre en slik karakteristikk som konduktivitet avhengig av omgivelsestemperaturen. Kabelen tildeler optimal varmeeffekt akkurat der og når den er nødvendig. Når omgivelsestemperaturen synker, frigjøres mer varme. Motsatt, når temperaturen stiger, frigjøres mindre varme.
Det er ingen ulemper forbundet med en overdreven økning i temperaturen eller omvendt med mangelen. I tillegg, på grunn av tilstedeværelsen av en automatisk kontrollenhet, skapes store energibesparelser. Spesielt anti-ising-systemer på resistive forbindelser (konstant i kraft) bruker dobbelt så mye energi enn de samme strukturene på en selvregulerende type forbindelser. I tillegg gir selvjusterende varmesporingssystemer maksimal sikkerhet, og for ekstreme og vanskelige bruksforhold lages spesielle typer elektriske tilkoblinger i henhold til standardene til American Institute of Electrical and Electronics Engineers og European Committee for Electrotechnical Standardization.
Et slikt varmesystem er mye mer perfekt og trygt enn et resistivt og er i stand til å gi den mest optimale oppvarmingsmodusen selv uten ekstra automatisering. Installasjonen er mer praktisk siden kabelen kan kuttes på installasjonsstedet til nøyaktig den lengden som er nødvendig for spesifikke formål.
Prinsipp for drift og design
Selvjusterende bånd og kabler endrer kraft og varmeutvikling i henhold til atmosfærens temperatur, d.v.s. de føler konstant temperaturendringer uten noen ekstra sensorer. Som et resultat kan forskjellige kabeltilkoblingspunkter med en oppvarmet gjenstand ha en annen temperatur, og enheter og mekanismer ved siden av tilkoblingen vil øke temperaturen i en annen grad.
For å levere spenning langs hele lengden av de selvregulerende båndene, uten å krysse, er et par kobbertrådede ledere innebygd. De forsynes med konstant elektrisk spenning. Mellom lederne av elektrisitet er nøkkelelementet i kabelen plassert - en spesiallaget halvleder karbonpolymermatrise med betegnelsen PTC (Positive Temperature Coefficient - Positive Temperature Coefficient). Meningen med PTC-effekten er at karbon-nanomaterialet som utgjør matrisen, når terskelverdien er nådd, endrer motstanden og frigjør mindre kraft. Hver selvregulerende kabelprodusent har sin egen unike hemmelige teknologi eller matriseproduksjonsoppskrift (som hver baker har en oppskrift for å lage brød). Dessuten er oppskriften på sot, som matrisen er laget av, forskjellig for ulike typer samreg når det gjelder kraft og formål. Under produksjonsprosessen gjennomgår kjønrøken en prosess med "tverrbinding" ved bestråling med en elektronpartikkelakselerator. Dette er nødvendig for å hjelpe matrisen med å beholde sine PTC-egenskaper og polymerstabilitet under gjentatt oppvarming og avkjøling.
Det er også kjent at i matrisestrukturen, i tillegg til grafittpartikler, tilsettes små metallnanopartikler for å lede strøm innenfor hele strukturen. Den oppvarmede matrisen utvider seg, de ledende metall-grafittbroene brytes. Som et resultat øker motstanden til seksjonen, strømmen reduseres og varmeutviklingen avtar. Under avkjøling skjer den omvendte prosessen: matrisen krymper, antall kommunikasjonskanaler mellom de ledende metallnanopartikler blir større, motstanden til kraftenheten reduseres, og kraft- og varmeproduksjonen øker.
Beskyttende intern isolasjon laget av polyolefin eller fluorpolymer beskytter matrisen mot slitasje og fuktighet, og en ekstra metallfletting utfører funksjonen som mekanisk beskyttelse og jording på samme tid. Den ytre kappen på kabelen er også belagt med polyolefin eller fluorpolymer. Ved behov legges elementer som er motstandsdyktige mot UV-stråling til kappen, dersom kabelen er ment å plasseres i åpen sol.
Når en selvregulerende elektrisk kabel kobles til nettverket, lyser matrisen i hele lengden. Da oppstår det, avhengig av oppvarmingsmengden, en likevekt, dvs. forskjellige veikryss vil tildele en annen verdi termisk energikapasitet.
Prinsippet for drift av en selvregulerende kabel
Rørvarmepriser i vår katalog
Takvarmepriser i vår katalog
Se også: Hvordan velge en kabel for røroppvarming
Prinsippet for drift av den selvregulerende varmekabelen
Konstruksjon av selvregulerende varmekabel
Selvregulerende kabler er utviklet primært for oppvarming av vannrør, avløpsrør, samt nedløpsrør og takrenner. Den første selvregulerende matrisevarmekabelen ble utviklet av Pentair Thermal Management for over 30 år siden og har blitt markedsført under RayChem-merket siden den gang.
Prinsippet for drift av den selvregulerende varmekabelen
Et særtrekk ved en selvregulerende varmekabel er egenskapen til intern termisk stabilisering, på grunn av hvilken temperaturen på kabelkroppen alltid er konstant (for eksempel 65, 120 eller 190 ° C, avhengig av kabeltype), og kraften er betinget. Faktisk er den ledende matrisen til en selvregulerende varmekabel en PTC (Positive Temperature Coefficient) termistor - en motstand med en positiv temperaturkoeffisient, dvs. motstanden øker raskt med økende temperatur.
Materialet til den selvregulerende halvledermatrisen inkluderer elektrisk ledende partikler som er nærmere hverandre ved lav temperatur og dermed danner ledningsbaner mellom trådene. Når temperaturen stiger, skiller partiklene seg fra hverandre på grunn av termisk ekspansjon og antallet ledningsbaner reduseres. Som et resultat øker motstanden mellom lederne, og følgelig reduseres den elektriske kraften. Når omgivelsestemperaturen synker, oppnås motsatt effekt.
Med andre ord varierer varmeeffekten til en selvregulerende kabel med temperaturen. Når temperaturen på gjenstanden som varmes opp av den, stiger, synker kabelens termiske kraft, og omvendt. På et bestemt tidspunkt, når den termiske kraften til kabelen blir lik de termiske tapene til det oppvarmede objektet, inntrer termodynamisk balanse. Hvis omgivelsestemperaturen endres, vil kabelen reagere på den ved å opprettholde en konstant temperatur på det oppvarmede objektet.
Dermed opplever en selvregulerende kabel, i motsetning til resistive typer, aldri lokal overoppheting og brenner ikke ut. Den andre fordelen med en selvregulerende kabel er at den kan kuttes til hvilken som helst lengde, fra 0,5 til 150 meter.
Konstruksjon av selvregulerende varmekabel
Varmedelen er laget av to tinnede kobberledere (A) fylt med en spesiell blanding av grafitt og halvlederpolymerer, som danner en selvregulerende halvledermatrise (B). Kobberledere berører ikke hverandre, men lukkes gjennom en matrise, som er varmeelementet. Varmedelen er isolert med fluorpolymer termoplast (C), som er en utmerket beskyttelse mot vann. Deretter kommer det fortinnede skjoldet (D), for jording og mekanisk beskyttelse.Materialet til den ytre kappen (E) har flere typer avhengig av de ytre korrosjonskjemiske driftsforholdene til den selvregulerende varmekabelmodellen. Ved drift under enkle forhold brukes en kappe laget av polyolefin (P) plastblanding. Under vanskelige driftsforhold (kondensat, syredamp, korrosjon, avleiring, ultrafiolett), brukes en fluorpolymer (F). Strålingstverrbindingsteknologi brukes til å behandle matrisen og den ytre kappen til den selvregulerende kabelen, noe som gjør det mulig å oppnå samme grad av varmekrymping som for tverrbundet polyetylen.
Stikkord: anti-ising, rørvarme, selvregulerende kabel, takvarme
Typer og typer samregs
Elektriske oppvarmingssystemer til husholdninger bruker hovedsakelig lavtemperatur selvregulerende kabel, som tåler oppvarming opp til 85 C. Middels temperatur og høy temperatur kabler har en betydelig høyere varmebestandighet og brukes vanligvis i gruve- og produksjonsindustrien.
Etter formål er selvregulerende kabler og bånd klassifisert:
- For oppvarming av husholdningsrør;
- For anti-isingssystemer (oppvarming av tak, takrenner, stier, plattformer);
- For industriell oppvarming (oppvarming av olje- og gassrørledninger, industritanker).
I henhold til tilstedeværelsen av en skjermingsflett, er kabler delt inn i:
- Skjermet - med en beskyttende jordingsskjerm;
- Uskjermet - uten beskyttende flette og jording.
På grunn av tilstedeværelsen av skjermen øker prisen på kabelen med 2 ganger, derfor er det rasjonelt å kjøpe en uskjermet versjon på vanlige husholdningsoppvarmingssteder som ikke er utsatt for mekanisk stress og har liten kontakt med en person.
Når det gjelder lineær kraft (kraft per 1 lineær meter), er det følgende hovedtyper:
- 10 W/m - for oppvarming av innvendige rør;
- 15 W/m - for oppvarming av innvendige og utvendige rør;
- 24 W/m - oppvarming av tak, stier, utenfor røret;
- 30 W/m – oppvarming av tak, rør og anti-isingssystemer;
- 40 W/m – oppvarming av tak, takrenner, daler, anti-isingsanlegg.
Det er også en klassifisering i henhold til typen ytre skall:
- Med mathylster - for oppvarming inne i vannrør og kloakk;
- Med UV-beskyttelse - for plassering på hustak og steder hvor det er mye ultrafiolett stråling som sendes ut av solen.
Monteringsfunksjoner
Hoveddelen av installasjonen av en selvregulerende kabel er dens kobling og tilkobling til kraftseksjonen. For uavhengig produksjon av disse verkene er det nok å strengt følge instruksjonene som er inkludert i installasjonssettene, og, viktigst av alt, respektere et så usikkert fenomen som elektrisitet.
For å skjøte en selvregulerende kabel trenger du:
- Et sett med krympe- og krympeterminaler;
- Tang;
- Byggehårføner (i ekstreme tilfeller kan du klare deg med en lighter);
- Skrivesaker eller skarpt slipt husholdningskniv, liten i størrelse;
- Strømledning (to-kjerner - for en kabel uten flette; tre-kjerner - for en kabel med flette).
Først må du klargjøre en tre-kjerners (to-kjerners) strømkabel, forsiktig fjerne en del av den ytre isolasjonen og fjerne et lag ca. 1 cm langt fra isolatoren til hver ledning. Hovedisolasjonen ca. 5 cm lang fjernes fra varmetråden med en kniv.skjermen må løsnes, og deretter vridd igjen til 1 kjerne. Den skal brukes til jording.
Når vi går tilbake fra kanten av kabelen med 2 cm, fjerner vi det doble isolasjonslaget, under hvilket det er en selvregulerende svart matrise. Den må også kuttes ut med en skarp kniv, slik at kun 2 kobbertråder løper langs den, ca. 1 - 1,5 cm lange, rengjort.
På strømkabelen med tre kjerner er det nødvendig å bøye den gulgrønne ledningen i motsatt retning, som vil bli brukt til å koble bakken.Deretter kobles den vridde fletten til jordledningen til den gulgrønne ledningen og festes med en varmekrympeslange med større diameter. For å gjøre dette settes et varmeelement på et avskåret lite rør, og dette stedet varmes opp med en hårføner til strukturen krymper helt.
De to andre ledningene er koblet til 2 kobberledere på varmekabelen. Ledningene er koblet sammen på denne måten: vi tar krympehylsene fra installasjonssettet og setter disse hylsene på kobberlederne til varmekabelen på den ene siden, og på den nakne delen av strømledningen på den andre, og krymper dem deretter med tang.
Etter at de to hovedledningene er sikkert festet med isolerte foringer, settes varmekrympeslange med mindre diameter på skjøten og varmes opp med en hårføner eller lighter til den reduseres i volum. Under oppvarming frigjøres lim fra røret, noe som lar deg fikse den kablede forbindelsen på en sikker måte.
Den andre enden av den selvjusterende tapen må også isoleres med gjenværende varmekrympe. For å gjøre dette må du kutte kabelen i to i lengderetningen 0,5-1 cm, og prøv å ikke eksponere kobbertrådene langs kabelen. Deretter må en av de resulterende halvdelene kuttes med en kniv og den andre forbli i denne formen. Dette gjøres for å utelukke lukking av kobbertrådene til hverandre. Deretter settes varmekrympe på enden av kabelen og varmes opp med en hårføner. Du kan også krympe spissen med en tang for tett liming.
Tilkoblingen av varmeelementet er fullført, og du kan installere det som hovedelementet i anti-ising-systemet.
Utvalgstips
Når du velger en selvregulerende kabel, trenger du ikke alltid fokusere på pris. Du må vurdere hva du skal bruke den til og under hvilke forhold den skal brukes. Her er noen ting du bør vite før du kjøper:
- Kabel strøm. For å varme rør fra utsiden brukes vanligvis kabler på 16-30 W / m.r.m., hvis kabelen varmer opp røret fra innsiden, er 10-15 W lineær effekt nok. Til tak og takrenner brukes vanligvis samregs med en effekt på 30-40 W / m.r.m.;
- UV-beskyttende skall. Hvis kabelen vil ligge i åpen sol og den vil bli påvirket av UV-stråling, må du kjøpe en kabel med UV-beskyttelse;
- Jordflett. Selvregulerende kabler selges med eller uten jordingsflett (skjerm). Prisen på en kabel uten "jord" er ca 1,5-2 ganger billigere. Det er tilrådelig å bruke det til oppvarming av rør som går i bakken, brønner, på tak. Det viktigste er å skjøte denne kabelen med en pålitelig klebende tetning for å sikre beskyttelse mot vanninntrenging. En kabel med skjerm er imidlertid sikrere, men mye dyrere, noe som ikke alltid er berettiget, spesielt siden de har samme selvregulerende varmematrise. Det bestemmer kabelens holdbarhet, og i denne forbindelse vil den samme kabelen når det gjelder levetid alvorlig variere i pris;
startkraft. Når en hvilken som helst selvregulerende kabel er slått på, er strømforbruket høyere enn det nominelle. For en selvregulerende ledning av god kvalitet øker effekten med 20-50 %, for en lavkvalitets samreg (vanligvis laget i Kina) kan startkraften "fly opp" til tider. Dette indikerer ustabiliteten til matrisen og dens skjørhet. Dessuten krever en lavkvalitets kabel kraftigere kraftmaskiner;
- lufthulrom. Når du kjøper, må du klemme kabelen med fingrene og føre dem langs lengden. En kabel av lav kvalitet er ikke laget i henhold til standarder, og lufthuler vil merkes inne i den. Det vil være en følelse av at den ytre kappen henger etter de indre delene av kabelen. Og tvert imot, hvis produksjonsprosessen feilsøkes, følges teknologien, så sitter den ytre kappen tett på kabelen, utgjør en enkelt helhet med den;
- Tykkelse. Selvregulerende kabel er vanligvis ca. 1 cm bred og 3-4 mm tykk.I markedene i Minsk og i regionene, prøver selgere å tiltrekke seg en kjøper med en "rød" pris, en kinesisk kabel. Det kommer til at dens bredde er litt mer enn 0,5 cm. Med en slik tykkelse er arealet av generert varme mye lavere og en slik samreg er mye mindre effektiv. Og hvis matrisen, som er 2 ganger mindre i størrelse, avgir lignende varme, er levetiden kortvarig. I tillegg er det en mulighet for at tilførselsledningene over tid kan lukke seg med hverandre på grunn av at varmematrisen enkelte steder smelter eller kollapser.
Fordeler og ulemper med selvregulerende varmesystemer
Fordeler:
Ingen overoppheting. Selvregulerende termiske kabler kan overlappes med hverandre uten risiko for overoppheting. Deres skjæringspunkt med hverandre gjør ingen skade
Dette har ikke liten betydning for regulerings- og låsemekanismer, for eksempel når det er nødvendig å vikle en ventil på et rør. Det hender også at varmekabelen i anti-isingsanlegg er dekket med skitt, løv og annet rusk.
I dette tilfellet vil den vanlige motstanden brenne ut mens samregs vil fungere pålitelig;
Enkel å kutte. Slike kabler kan kuttes fra en felles brønn til ønsket lengde umiddelbart på stedet "i felten". Dette gir ekstra fleksibilitet når planene ikke passer den "virkelige" situasjonen på stedet. Slike koblinger kan deles i stykker av ønsket lengde med en maksimal lengde på opptil 0,7 - 0,15 km (avhengig av type samreg). Derimot har resistive kabler en veldefinert lengde;
Selvjustering. Under drift er det ikke nødvendig å installere komplekse flerkanals temperaturkontrollere, fordi kabelen reduserer brått effekten etter å ha nådd en viss terskeltemperatur. Denne modusen er ideell for anti-isingssystemer, hvor det ofte er svært vanskelig å opprettholde ønsket temperatur langs hele lengden av seksjonen. Samreg finner selv en passende temperatur for hver sone;
Sparer strøm. På grunn av punktvarmeavgivelsen der det er nødvendig og minimum varmeavgivelse på steder som ikke krever oppvarming, er en selvregulerende kabel mye mer økonomisk enn en resistiv. I anti-isingssystemer kobles vanligvis en resistiv kabel til én temperatursensor og genererer varme der sensoren er plassert og oppvarming er nødvendig, og på steder hvor det ikke er nødvendig.
Feil:
startkraft. Ved installasjon må det tas hensyn til at startspenningen maksimalt kan være det dobbelte av driftsspenningen, og forsyningsnettet må takle dette. En lignende situasjon utvikler seg med valg av kontrollutstyr med passende kraft;
- Begrenset varmespredning. Det er umulig å øke temperaturen i rommet med denne tilkoblingen på kort tid. Når rommet er oppvarmet, synker kraften til kabelen, og den slutter å varme opp det omkringliggende rommet like intensivt;
- Relativt høy kostnad. Prisen per 1 løpemeter på en selvregulerende kabel er 2-3 ganger høyere enn for en konstant strømkabel. Dette kan umiddelbart skremme av en forbruker som ikke forstår problemet. Hvis vi beregner energibesparelsene og andre fordeler, er et slikt overskudd av prisen ganske berettiget;
- Relativ liten lengde på en seksjon. Avhengig av type kabel kan maksimal lengde på en selvregulerende kabel ikke overstige 65-120 meter. Motstander er mange ganger lengre. Dette pålegger oppgaven med å installere ekstra strømpunkter;
- Begrenset levetid. En slik kabel varer i gjennomsnitt ca 10-15 år. Videre begynner matrisen å degraderes og redusere kraften betydelig ned til 0.
