Principiul de funcționare al cablului de încălzire cu autoreglare

Aplicarea în economia națională

Pentru a crește temperatura în partea interioară a conductei de apă proaspătă potabilă, se folosesc compuși, a căror siguranță igienă este confirmată de un document special. Astfel de cabluri sunt instalate prin intermediul presetupelor speciale și interacționează cu lichidul de băut. Acestea sunt compuși de profil aprobați de organizații care controlează siguranța mediului;

Pentru a proteja împotriva formării gheții pe rampele de scări, locuri de joacă, parcări, dispozitive de ridicare a scaunelor cu rotile pentru a evita diverse răniri ale oamenilor, se folosesc și sisteme adecvate de creștere a temperaturii;

Pentru a proteja acoperișul și elementele acestuia de frig, pentru a contracara givrarea sistemelor de îndepărtare a apei de pe acoperiș. Instalarea unui cablu poate preveni formarea unei cruste de gheață și a gheții. Dacă nu sunt luate aceste măsuri, acoperișul, conductele de evacuare a apei, rețeaua de cabluri pot fi deteriorate. De la căderea formațiunilor de gheață de pe acoperiș, se pot produce daune atât proprietății, cât și vieții sau sănătății oamenilor;

În industria gazelor, chimică și petrolului să crească temperatura în interiorul conductelor într-o atmosferă rece (pentru a preveni înghețarea acestora); pentru a crește temperatura conductelor pentru a crește permeabilitatea substanțelor care curg prin acestea (pentru a preveni apariția formațiunilor foarte dense și a îngustarilor care interferează cu permeabilitatea);

Pentru reglarea temperaturii rezervoarelor cu produse din industria petrolului (ulei, bitum, gudron etc.). Același lucru este valabil și pentru soluțiile, substanțele active chimic etc. Măsurile de securitate fac posibilă prevenirea daunelor materiale;

În industria alimentară, acestea cresc temperatura conductelor de drenaj ale unităților frigorifice, formează evaporare în unitățile frigorifice, încălzesc tăvile de drenaj din compartimentele unităților frigorifice, cresc temperatura carterurilor tipurilor de pompe cu piston înainte ca acestea să fie activate în conditii de frig. În plus, cablurile cu autoreglare realizează creșterea temperaturii în rezervoarele individuale de depozitare a alimentelor, apă proaspătă și foc;
Pentru a crește temperatura suprafeței pământului în diferite clădiri agricole, inclusiv sere și clădiri pentru animale. Datorită sistemelor bazate pe conexiuni electrice capabile de reglare automată, devine posibilă, la costuri reduse, să se creeze condiții confortabile în astfel de clădiri în toate anotimpurile anului calendaristic, ceea ce se reflectă bine în industria agricolă în ansamblu.

Caracteristici generale și diferențe ale unui cablu autoreglabil

Cablurile de încălzire cu autoreglare reprezintă o întreagă linie de cabluri de încălzire și benzi dezvoltate datorită nanotehnologiilor semiconductoare, a căror caracteristică distinctivă este o schimbare independentă a puterii în diferite părți ale aceluiași segment, în funcție de temperatura ambientală. Sunt populare atunci când se instalează sisteme antigivrare, încălzirea conductelor de uz casnic, precum și conductele de petrol și gaze.

Cablurile de încălzire pentru sistemele antiîngheț trebuie să îndeplinească criterii stricte de fiabilitate și durată de viață. În practică, două tipuri de cabluri electrice sunt cel mai des folosite ca astfel de conexiuni: rezistive și autoreglabile.

Cablurile rezistive cu putere constantă sunt un miez de cupru sigilat care are rezistență la întregul circuit la curent continuu (așa-numita rezistență ohmică) și este acoperit cu o manta de protecție specială. Acest nucleu joacă simultan rolul unui element incandescent.Astfel de conexiuni au o lungime specifică, iar capacitatea lor de a elibera energie termică nu are nicio legătură cu temperatura aerului.

Pentru cablurile cu autoreglare, o matrice conductivă pe bază de polimer de carbon acționează ca element de încălzire, capabil să modifice o asemenea caracteristică precum conductivitatea în funcție de temperatura ambiantă. Cablul alocă puterea optimă de încălzire exact unde și când este nevoie. Pe măsură ce temperatura ambientală scade, se eliberează mai multă căldură. În schimb, pe măsură ce temperatura crește, se eliberează mai puțină căldură.

Nu există dezavantaje asociate cu o creștere excesivă a temperaturii sau, dimpotrivă, cu lipsa acesteia. În plus, datorită prezenței unui dispozitiv de control automat, se creează mari economii de energie. În special, sistemele antigivrare pe conexiuni rezistive (constante în putere) consumă de două ori mai multă energie decât aceleași structuri pe un tip de conexiuni cu autoreglare. În plus, sistemele de urmărire a căldurii cu reglare automată oferă siguranță maximă, iar pentru condiții extreme și dificile de utilizare se realizează tipuri speciale de conexiuni electrice conform standardelor Institutului American de Ingineri Electrici și Electronici și ale Comitetului European de Standardizare Electrotehnică.

Un astfel de sistem de încălzire este mult mai perfect și mai sigur decât unul rezistiv și este capabil să ofere cel mai optim mod de încălzire chiar și fără automatizări suplimentare. Instalarea sa este mai convenabilă, deoarece cablul poate fi tăiat la locul de instalare exact la lungimea necesară pentru anumite scopuri.

Principiul de funcționare și proiectare

Benzile și cablurile auto-reglabile modifică puterea și generarea de căldură în funcție de temperatura atmosferei, de ex. ei simt în mod constant schimbările de temperatură fără senzori suplimentari. Ca rezultat, diferite puncte de conectare a cablurilor cu un obiect încălzit pot avea o temperatură diferită, iar dispozitivele și mecanismele adiacente conexiunii își vor crește temperatura într-o măsură diferită.

Pentru a furniza tensiune pe toată lungimea benzilor autoreglabile, fără a se încrucișa, este încorporată o pereche de conductori de cupru. Sunt alimentate cu o tensiune electrică constantă. Între conductorii de electricitate este plasat elementul cheie al cablului - o matrice de polimer de carbon semiconductor special realizată cu denumirea PTC (Coeficient de temperatură pozitiv - Coeficient de temperatură pozitiv). Semnificația efectului PTC este că nanomaterialul de carbon care alcătuiește matricea, atunci când valoarea de prag este atinsă, își schimbă rezistența și eliberează mai puțină putere. Fiecare producător de cablu cu autoreglare are propria sa tehnologie secretă unică sau rețetă de producție matrice (ca orice brutar are o rețetă pentru a face pâine). Mai mult, rețeta de funingine, din care este făcută matricea, diferă pentru diferite tipuri de samreg în ceea ce privește puterea și scopul. În timpul procesului de producție, negrul de fum suferă un proces de „reticulare” prin iradiere cu un accelerator de particule de electroni. Acest lucru este necesar pentru a ajuta matricea să-și păstreze caracteristicile PTC și stabilitatea polimerului în timpul încălzirii și răcirii repetate.

De asemenea, se știe că în structura matricei, pe lângă particulele de grafit, se adaugă nanoparticule de metal mici pentru a conduce curentul în întreaga structură. Matricea încălzită se extinde, punțile conductoare metal-grafit se sparg. Ca urmare, rezistența secțiunii crește, curentul scade și generarea de căldură scade. În timpul răcirii, are loc procesul invers: matricea se micșorează, numărul de canale de comunicație între nanoparticulele metalice conductoare devine mai mare, rezistența unității de putere scade și generarea de energie și căldură crește.

Izolația interioară de protecție din poliolefină sau fluoropolimer protejează matricea de uzură și umiditate, iar o împletitură metalică suplimentară îndeplinește funcția de protecție mecanică și împământare în același timp. Mantaua exterioară a cablului este, de asemenea, acoperită cu poliolefină sau fluoropolimer. Dacă este necesar, la manta se adaugă elemente rezistente la radiațiile UV, dacă cablul este destinat a fi plasat la soare deschis.

Când un cablu electric cu autoreglare este conectat la rețea, matricea strălucește pe toată lungimea sa. Apoi, în funcție de cantitatea de încălzire, apare un echilibru, adică. joncțiuni diferite vor aloca o valoare diferită capacitatea de energie termică.

Principiul de funcționare a unui cablu autoreglabil

Preturi la tevi de incalzire in catalogul nostru

Preturi incalzire acoperis in catalogul nostru

Vezi și: Cum să alegi un cablu pentru încălzirea țevilor

Principiul de funcționare al cablului de încălzire cu autoreglare

Construcția cablului de încălzire cu autoreglare

Cablurile cu autoreglare au fost dezvoltate în primul rând în scopul încălzirii conductelor de apă, conductelor de canalizare, precum și a conductelor de scurgere și a jgheaburilor. Primul cablu de încălzire cu matrice cu autoreglare a fost dezvoltat de Pentair Thermal Management cu peste 30 de ani în urmă și de atunci a fost comercializat sub marca RayChem.

Principiul de funcționare al cablului de încălzire cu autoreglare

O caracteristică distinctivă a unui cablu de încălzire cu autoreglare este proprietatea stabilizării termice interne, datorită căreia temperatura corpului cablului este întotdeauna constantă (de exemplu, 65, 120 sau 190 ° C, în funcție de tipul de cablu), iar puterea este condiționată. De fapt, matricea conductoare a unui cablu de încălzire cu autoreglare este un termistor PTC (Positive Temperature Coefficient) - un rezistor cu un coeficient de temperatură pozitiv, de exemplu. rezistența sa crește rapid odată cu creșterea temperaturii.

Materialul matricei semiconductoare autoreglabile include particule conductoare electric care sunt mai apropiate între ele la temperatură scăzută și formează astfel căi de conducere între fire. Când temperatura crește, particulele se separă unele de altele din cauza expansiunii termice, iar numărul de căi de conducere scade. Ca urmare, rezistența dintre conductori crește și, în consecință, puterea electrică scade. Când temperatura ambientală scade, se obține efectul opus.

Cu alte cuvinte, puterea de căldură a unui cablu cu autoreglare variază în funcție de temperatură. Când temperatura obiectului încălzit de acesta crește, puterea termică a cablului scade și invers. La un moment dat, când puterea termică a cablului devine egală cu pierderile termice ale obiectului încălzit, se instalează echilibrul termodinamic. Dacă temperatura ambientală se modifică, cablul va răspunde la aceasta menținând o temperatură constantă a obiectului încălzit.

Astfel, un cablu autoreglabil, spre deosebire de tipurile rezistive, nu suferă niciodată supraîncălzire locală și nu arde. Al doilea avantaj al unui cablu autoreglabil este că poate fi tăiat la orice lungime, de la 0,5 la 150 de metri.

Construcția cablului de încălzire cu autoreglare

Partea de încălzire este realizată din doi conductori de cupru cositorit (A) umpluți cu un amestec special de grafit și polimeri semiconductori, care formează o matrice semiconductoare autoreglabilă (B). Conductoarele de cupru nu se ating, ci sunt închise printr-o matrice, care este elementul de încălzire. Partea de încălzire este izolată cu fluoropolimer termoplastic (C), care este o protecție excelentă împotriva apei. Urmează scutul cositorit (D), pentru împământare și protecție mecanică.Materialul mantalei exterioare (E) are mai multe tipuri în funcție de condițiile exterioare de coroziune-chimice de funcționare ale modelului de cablu de încălzire cu autoreglare. Când funcționează în condiții simple, se folosește o manta din compus plastic poliolefină (P). În condiții dificile de funcționare (condens, vapori acizi, coroziune, calcar, ultraviolete), se folosește un fluoropolimer (F). Tehnologia de reticulare prin radiații este utilizată pentru a procesa matricea și mantaua exterioară a cablului de autoreglare, ceea ce permite obținerea aceluiași nivel de contracție termică ca și cel al polietilenei reticulate.

Cuvinte cheie: antigivrare, încălzire conductă, cablu autoreglabil, încălzire acoperiș

Tipuri și tipuri de samregs

Sistemele de încălzire electrică de uz casnic folosesc în principal cablu autoreglabil la temperatură joasă, care poate rezista la încălzire până la 85 C. Cablurile la temperatură medie și la temperatură înaltă au o rezistență la căldură semnificativ mai mare și sunt de obicei utilizate în industria minieră și în industria prelucrătoare.

După scop, cablurile și benzile cu autoreglare sunt clasificate:

Pentru încălzirea țevilor de uz casnic;
Pentru sisteme antigivrare (incalzire acoperisuri, jgheaburi, poteci, platforme);
Pentru încălzire industrială (încălzirea conductelor de petrol și gaze, rezervoare industriale).

În funcție de prezența unei împletituri de ecranare, cablurile sunt împărțite în:

Ecranat - cu un ecran de protecție de împământare;
Neecranat - fără împletitură de protecție și împământare.

Datorită prezenței ecranului, prețul cablului crește de 2 ori, prin urmare, în locurile obișnuite de încălzire casnică care nu sunt supuse la stres mecanic și au contact redus cu o persoană, este rațional să achiziționați o versiune neecranată.

În ceea ce privește puterea liniară (putere pe 1 metru liniar), există următoarele tipuri principale:

10 W/m - pentru incalzirea in interiorul conductelor;
15 W/m - pentru incalzirea tevilor interioare si exterioare;
24 W/m - incalzire acoperisuri, poteci, in afara conductei;
30 W/m – încălzirea acoperișurilor, conductelor și sistemelor antigivrare;
40 W/m – încălzire acoperișuri, jgheaburi, văi, sisteme antigivrare.

Există, de asemenea, o clasificare în funcție de tipul de înveliș exterior:

Cu carcasă alimentară - pentru încălzirea în interiorul conductelor de apă și canalizării;
Cu protectie UV - pentru amplasare pe acoperisuri si locuri unde exista multa radiatie ultravioleta emisa de soare.

Caracteristici de montare

Partea principală a instalării unui cablu cu autoreglare este cuplarea și conectarea acestuia la secțiunea de putere. Pentru producția independentă a acestor lucrări, este suficient să urmați cu strictețe instrucțiunile care sunt incluse în kiturile de instalare și, cel mai important, să respectați un fenomen atât de nesigur precum electricitatea.

Pentru a îmbina un cablu autoreglabil, veți avea nevoie de:

Un set de termocontractii și terminale de sertizare;
Cleşte;
Construire uscător de păr (în cazuri extreme, te poți descurca cu o brichetă);
Papetarie sau cutit de uz casnic ascutit, de dimensiuni mici;
Cablu de alimentare (cu două fire - pentru un cablu fără împletitură; cu trei fire - pentru un cablu cu împletitură).

În primul rând, trebuie să pregătiți un cablu de alimentare cu trei fire (două fire), îndepărtând cu grijă o parte din izolația exterioară și îndepărtând un strat de aproximativ 1 cm lungime din izolatorul fiecărui fir. Izolația principală de aproximativ 5 cm lungime este îndepărtată. din sârma de încălzire cu un cuțit.ecranul trebuie să fie destors, apoi răsucit din nou într-un miez. Va fi folosit pentru împământare.

Trecând înapoi de la marginea cablului cu 2 cm, îndepărtăm stratul dublu izolator, sub care se află o matrice neagră autoreglabilă. De asemenea, trebuie tăiat cu un cuțit ascuțit, lăsând de-a lungul ei doar 2 fire de cupru, de aproximativ 1 - 1,5 cm lungime, curățate.

Pe cablul de alimentare cu trei fire, este necesar să îndoiți firul galben-verde în direcția opusă, care va fi folosit pentru conectarea la pământ.Apoi, împletitura răsucită a firului de împământare este conectată la firul galben-verde și fixată cu un tub termocontractabil cu diametru mai mare. Pentru a face acest lucru, un element de încălzire este pus pe un tub mic tăiat și acest loc este încălzit cu un uscător de păr până când structura se micșorează complet.

Celelalte două fire sunt conectate la 2 conductori de cupru ai cablului de încălzire. Firele sunt conectate în acest fel: luăm manșoanele de sertizare din trusa de instalare și punem aceste manșoane pe conductorii de cupru ai cablului de încălzire pe de o parte și pe partea goală a firului de alimentare pe de altă parte, apoi le sertizează. cu clești.

După ce cele două fire principale sunt fixate în siguranță cu bucșe izolate, tubul termocontractabil cu un diametru mai mic este pus pe îmbinare și încălzit cu un uscător de păr sau o brichetă până la reducerea volumului. În timpul procesului de încălzire, lipiciul este eliberat din tub, ceea ce vă permite să fixați în siguranță conexiunea prin cablu.

Celălalt capăt al benzii auto-ajustabile trebuie, de asemenea, izolat cu termocontractia rămasă. Pentru a face acest lucru, trebuie să tăiați cablul în jumătate pe lungime 0,5-1 cm, încercând să nu expuneți firele de cupru de-a lungul cablului. Apoi una dintre jumătățile rezultate trebuie tăiată cu un cuțit, iar cealaltă lăsată în această formă. Acest lucru se face pentru a exclude închiderea firelor de cupru între ele. Apoi, termocontractabilul este pus pe capătul cablului și încălzit cu un uscător de păr. De asemenea, puteți sertizat vârful cu un clește pentru o lipire strânsă.

Conexiunea elementului de încălzire este finalizată și îl puteți instala ca element principal al sistemului antigivrare.

Sfaturi de selecție

Atunci când alegeți un cablu cu autoreglare, nu trebuie să vă concentrați întotdeauna pe preț. Trebuie să luați în considerare pentru ce îl veți folosi și în ce condiții va fi operat. Iată câteva lucruri de știut înainte de a cumpăra:

Cablu de alimentare. Pentru a încălzi conductele din exterior, se folosesc de obicei cabluri de 16-30 W / m.r.m., dacă cablul încălzește conducta din interior, atunci 10-15 W de putere liniară sunt suficiente. Pentru acoperișuri și scurgeri se folosesc de obicei samreg-uri cu o putere de 30-40 W / m.r.m.;
Înveliș de protecție UV. Dacă cablul va sta în soare deschis și va fi afectat de radiațiile UV, atunci trebuie să cumpărați un cablu cu protecție UV;
Impletitura la sol. Cablurile cu autoreglare sunt vândute cu sau fără împământare (ecran). Pretul unui cablu fara "masa" este de aproximativ 1,5-2 ori mai ieftin. Este indicat sa il folosesti pentru incalzirea tevilor care intra in pamant, puturi, pe acoperisuri. Cel mai important lucru este să îmbinați acest cablu cu un sigiliu adeziv fiabil pentru a asigura protecție împotriva pătrunderii apei. Un cablu cu ecran este însă mai sigur, dar mult mai scump, ceea ce nu este întotdeauna justificat, mai ales că au aceeași matrice de încălzire autoreglabilă. Acesta determină durabilitatea cablului și în acest sens, același cablu în ceea ce privește durata de viață va diferi serios ca preț;

putere de pornire. Când orice cablu de autoreglare este pornit, consumul său de energie este mai mare decât cel nominal. Pentru un fir autoreglabil de bună calitate, puterea crește cu 20-50%, pentru un samreg de calitate scăzută (de obicei fabricat în China), puterea de pornire poate „zbura” uneori. Aceasta indică instabilitatea matricei și fragilitatea acesteia. De asemenea, un cablu de calitate scăzută necesită mașini de putere mai puternice;

cavități de aer. Când cumpărați, trebuie să strângeți cablul cu degetele și să le treceți pe lungimea sa. Un cablu de calitate scăzută nu este realizat conform standardelor și în interiorul acestuia se vor simți cavități de aer. Va exista senzația că mantaua exterioară rămâne în urmă părților interioare ale cablului. Și, dimpotrivă, dacă procesul de producție este depanat, tehnologia este urmată, atunci mantaua exterioară se așează strâns pe cablu, formează un singur întreg cu acesta;
Grosime. Cablul de autoreglare are de obicei aproximativ 1 cm lățime și 3-4 mm grosime.Pe piețele din Minsk și în regiuni, vânzătorii, încercând să atragă un cumpărător cu un preț „roșu”, strecoară un cablu chinezesc. Se ajunge la faptul că lățimea sa este puțin mai mare de 0,5 cm.Cu o astfel de grosime, zona de căldură generată este mult mai mică și un astfel de samreg este mult mai puțin eficient. Și dacă matricea, care este de 2 ori mai mică ca dimensiune, emite căldură similară, atunci viața sa este de scurtă durată. În plus, există posibilitatea ca, în timp, firele de alimentare să se închidă între ele datorită faptului că în unele locuri matricea de încălzire se topește sau se prăbușește.

Avantajele și dezavantajele sistemelor de încălzire cu autoreglare

Avantaje:

Fără supraîncălzire. Cablurile termice cu autoreglare pot fi suprapuse între ele fără niciun risc de supraîncălzire. Intersecția lor unul cu celălalt nu dăunează

Acest lucru este de o importanță nu mică pentru mecanismele de reglare și blocare, de exemplu, atunci când este necesar să înfășurați o supapă pe o țeavă. De asemenea, se întâmplă ca cablul de încălzire în sistemele antigivrare să fie acoperit cu murdărie, frunze și alte resturi.

În acest caz, rezistența obișnuită se va arde în timp ce samreg-urile vor funcționa fiabil;

Ușurință de tăiere. Astfel de cabluri pot fi tăiate dintr-un compartiment comun la lungimea necesară imediat la fața locului „în câmp”. Acest lucru oferă o flexibilitate suplimentară atunci când planurile nu se potrivesc cu situația din „viața reală” de la fața locului. Astfel de conexiuni pot fi împărțite în bucăți de lungimea necesară cu o lungime maximă de până la 0,7 - 0,15 km (în funcție de tipul de samreg). În schimb, cablurile rezistive au o lungime bine definită;

Auto-ajustare. În timpul funcționării, nu este necesară instalarea unor regulatoare complexe de temperatură multicanal, deoarece cablul reduce brusc puterea după atingerea unui anumit prag de temperatură. Acest mod este ideal pentru sistemele antigivrare, unde este adesea foarte dificil să se mențină temperatura dorită pe toată lungimea secțiunii. Samreg însuși găsește o temperatură potrivită pentru fiecare zonă;

Economisirea energiei electrice. Datorita degajarii punctiforme de caldura acolo unde este necesar si degajarii minime de caldura in locurile care nu necesita incalzire, un cablu autoreglabil este mult mai economic decat unul rezistiv. În sistemele antigivrare, un cablu rezistiv este de obicei conectat la un senzor de temperatură și generează căldură acolo unde este amplasat senzorul și este necesară încălzirea și în locurile unde nu este necesar.

Defecte:

putere de pornire. La instalare, trebuie avut în vedere că tensiunea inițială poate fi de maximum dublul tensiunii nominale de funcționare, iar rețeaua de alimentare trebuie să facă față acestui lucru. O situație similară se dezvoltă cu selectarea echipamentelor de control cu putere adecvată;

Disipare limitată a căldurii. Este imposibil să ridici temperatura în cameră cu această conexiune într-un timp scurt. Când camera este încălzită, puterea cablului scade și încetează să încălzească încăperea din jur la fel de intens;
Cost relativ mare. Pretul pe 1 metru rulant al unui cablu autoreglabil este de 2-3 ori mai mare decat al unui cablu de alimentare constanta. Acest lucru poate speria imediat un consumator care nu înțelege problema. Dacă calculăm economiile de energie și alte avantaje, atunci un astfel de exces de preț este destul de justificat;
Lungime relativ mică a unei secțiuni. In functie de tipul de cablu, lungimea maxima a unui cablu autoreglabil nu poate depasi 65-120 de metri. Rezistoarele sunt de multe ori mai lungi. Acest lucru impune sarcina de a instala puncte de alimentare suplimentare;
Durată de viață limitată. Un astfel de cablu durează, în medie, aproximativ 10-15 ani. În plus, matricea sa începe să se degradeze și să reducă semnificativ puterea până la 0.