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Heizkabel: Typen und Anwendungen

 

Heizkabel: Typen und AnwendungenHeizkabel - eine bestimmte Art von Kabelprodukten, die elektrische Energie zum Heizen in Wärme umwandeln und die Funktion eines Empfängers elektrischer Energie anstelle einer Übertragungsleitung erfüllen. Heizkabel unterscheiden sich erheblich von normalen Kabeln und Drähten, deren Zweck darin besteht, elektrische Energie mit dem geringsten Verlust und mit einem geringen Spannungsabfall nicht der Leitungslänge (normalerweise nicht mehr als 5%) zu übertragen.

Das Heizkabel wird als Heizabschnitt verwendet, d.h. Segmente einer bestimmten Länge, und bei dieser Länge fällt die angelegte Spannung vollständig ab. Daher sollte der Heizabschnitt als herkömmlicher Empfänger elektrischer Energie (als eine der Arten von elektrischen Heizelementen) betrachtet werden.

Die Länge der Kabelheizungsabschnitte reicht normalerweise von mehreren Metern bis zu mehreren hundert Metern.

Negativ für herkömmliche Kabel wird der Effekt der Ableitung eines Teils der übertragenen Energie in Form von Wärme als nützlich beim Heizen von Kabeln verwendet. Darüber hinaus erfolgt die Umwandlung elektrischer Energie in Wärme optimal und wirtschaftlich. Die Umwandlung ist vollständig und geräuschlos, ohne dass zusätzliche Substanzen (Kraftstoff, Oxidationsmittel) verwendet werden.

Heizkabel haben einen ziemlich entwickelten Bereich und werden in einer Vielzahl von Installationen und Geräten verwendet. Trotzdem beziehen sie sich auf besondere Kabelprodukte und in der Literatur gibt es praktisch keine Arbeiten zur Auslegung, Berechnung und Verwendung von Heizkabeln.


Kabeltypen nach dem Wärmeableitungsschema

Widerstandslinear - Heizkabel, bei denen aufgrund des Joule-Lenz-Effekts Wärme freigesetzt wird, wenn elektrischer Strom durch den Heizkern fließt. Das Kabel ist so ausgelegt, dass ein vollständiger Abfall der angelegten Spannung im Heizkern stattfindet, die Kabelelemente jedoch nicht über die zulässigen Werte hinaus überhitzen.

Die Länge des Heizabschnitts beträgt normalerweise einige bis Hunderte von Metern. Kabel dieses Typs können einen, zwei oder mehr parallele Heizkerne mit einer linearen oder spiralförmigen Form aufweisen. Beliebiges Kabelschneiden entlang der Länge ist nicht akzeptabel.

Die Wärmeleistung von linearen Widerstandskabeln nimmt während des Erhitzens geringfügig ab, und die Größe der Änderung hängt vom Wert des Temperaturkoeffizienten des Widerstands des Materials des Heizkerns ab. Die kleinsten Widerstandsänderungen werden bei Legierungen mit hohem Widerstand (TKr + 0,0001) beobachtet, die größten bei Kupfer (TKr + 0,004).

Resistive Zonal Heizkabel unterscheiden sich grundsätzlich nicht von früheren, sondern grundlegend im Design. Sie enthalten zwei parallele isolierte Leiter.

Die Isolierung von leitenden Leitern hat periodisch angeordnete "Fenster", die mit einer bestimmten Stufe (normalerweise etwa 1 m) voneinander versetzt sind. Über diesen beiden Kernen liegt eine dünne Drahtspule aus einer hochohmigen Legierung.

In den "Fenstern" schließt sich die Spirale an den leitenden Drähten, wodurch das Kabel einen Satz von Widerständen (Widerständen) darstellt, die parallel zu den leitenden Drähten geschaltet sind. An jedem von ihnen gibt es einen vollständigen Abfall der angelegten Spannung. Das Zonenkabel ist praktisch, da es überall geschnitten werden kann. Die Mindestlänge des Heizabschnitts beträgt 1,5 - 2 m.

Die maximale Länge wird durch den Querschnitt der leitenden Leiter und die lineare Leistung bestimmt.Da das Heizelement der Widerstandszonenkabel aus hochohmigen Legierungen besteht, ist ihre Leistung praktisch temperaturunabhängig, weshalb sie auch als Konstantleistungskabel bezeichnet werden.

Heizkabel: Typen und Anwendungen

Selbstregulierende Kabel haben ein Design, das teilweise dem Design von Widerstandszonenkabeln ähnlich ist. Sie enthalten auch zwei parallele Leiter, die jedoch nicht isoliert sind. Die Leiter sind entweder in einer leitfähigen Polymermatrix eingeschlossen oder durch spiralförmige leitende Polymergewinde verbunden.

Der Effekt der Selbstregulierung wird dadurch erreicht, dass das Brennelement des Kabels aus einem polymerleitenden Material seinen Widerstand beim Erhitzen erheblich erhöht. Der Tcr-Wert des leitfähigen Polymers erreicht 0,05 bis 0,075, d. H. 12 bis 18 Mal mehr als der von Kupfer.

Induktive Heizkabel In ihrer Konstruktion enthalten sie ferromagnetische Elemente, und leitende isolierte Leiter sind in Form einer Wicklung um die ferromagnetischen Elemente gelegt, die einen alternierenden Magnetfluss im Kern induziert. Der Wärmefreisetzungseffekt wird sowohl aufgrund von Widerstandsverlusten in der Wicklung als auch aufgrund von Widerstandsverlusten im Kern aufgrund induzierter Ströme erreicht.

Das Verhältnis dieser und anderer Verluste wird durch das Design des Kabels bestimmt. Verluste im Kern können 80-20% des gesamten Kabelverlusts betragen. Im ersten Fall sind die Verluste in der Wicklung gering und sie wird aufgrund ihrer eigenen Verluste leicht erwärmt, wodurch im Vergleich zu Widerstandskabeln eine deutlich höhere lineare Leistung erzielt werden kann.

Die Methode zum Erhitzen von Rohrleitungen mit dem "SKIN-Effekt" kann auch als eine der Optionen für das Induktionskabel angesehen werden. In diesem Fall spielt ein isolierter Kern mit großem Querschnitt die Rolle der Induktionswicklung, und die Rolle des Induktors ist das Stahlrohr, in dem sich dieser Kern befindet. Durch induzierte Wirbelströme wird sowohl im Kern als auch im Rohr Wärme erzeugt.


Anwendungen für Heizkabel

Geräte, die Heizkabel verwenden, können sich in Größe, Betriebstemperatur und Wärmeabgabe erheblich unterscheiden. Daher ist der Anwendungsbereich für Heizkabel sehr breit.

Beheizte Kleidung, Decken, Teppiche - Heizdecken, Heizkissen, Sitzheizung, beheizte Kleidung und Schuhe. In der Regel haben sie eine geringe Leistung (10 - 50 W) und eine für den Menschen sichere Betriebstemperatur, d.h. nicht höher als 50 ° C. Diese Gruppe kann Haushaltsheizungen mit geringem Stromverbrauch umfassen: Babynahrungsheizungen, Kühlschrankauftauer, die Heizkabel verwenden.

Heizkabel: Typen und Anwendungen

Raumheizungssysteme - In ihnen werden Heizkabel als Brennelement verwendet, die mehr oder weniger gleichmäßig über den Raumbereich verteilt sind. Bei Bedarf können Kabel an Wänden und Decke montiert werden. Die beste Option für die Installation von Kabeln in Bezug auf Wärmeübertragung, Wärmespeicherung, Sicherheit und Schutz besteht darin, das Kabel in der Dicke eines Zementestrichs zu installieren, der unter einem dekorativen Bodenbelag verlegt wird.

Die Temperatur auf der erhitzten Oberfläche beträgt normalerweise 22 - 26 ° C, kann aber 35 ° C erreichen. Die spezifische Leistung von Fußbodenheizungssystemen variiert im Bereich von 70-150 W / m². Speichersysteme haben eine Leistung von bis zu 200 W / m². Die Gesamtleistung des Systems kann sehr breite Grenzen haben: von 100 Watt bis zu zehn und Hunderten von Kilowatt.

Enteisungssysteme für Bürgersteige, offene Treppen, Rampen. Wie im vorherigen Fall werden die Kabel in der Dicke der Betonbasis verlegt. Diese Systeme funktionieren nur zu einem Zeitpunkt, an dem Schnee auf die Oberfläche dieser Objekte fällt oder sich Eis bildet.

Die spezifische Leistung von Heizsystemen für offene Oberflächen variiert im Bereich von 200 bis 350 W / m². Die Gesamtleistung des Systems reicht von mehreren bis zu mehreren hundert Kilowatt.

Dies umfasst auch Vereisungsschutzsysteme für Sportanlagen (Fußballfelder, Laufbänder, Rennstrecken, Tennisplätze), gefährliche Abschnitte von Autobahnen (Anstiege, Abfahrten, scharfe Kurven) und Landebahnen. Die spezifische Heizleistung dieser Systeme kann 500 W / m² erreichen, und die Gesamtleistung - mehrere Megawatt.

Heizkabel: Typen und Anwendungen

Dachenteisungssysteme dienen dazu, zu verhindern: Eisverstopfung von Wasserströmungswegen, Eiszapfenbildung und Entfernung von Schnee und Eis aus explosionsgefährdeten Bereichen. Heizkabel werden entlang der Wasserableitungswege, in Abflussrohren, an Traufen, Wasserwerfern, an Tälern und Kreuzungen verlegt.

Die in diesen Systemen verwendeten Heizkabel haben in der Regel eine lineare Leistung von 25 oder mehr Watt pro Meter. Die Gesamtkapazität des Systems hängt von der Konstruktion und Größe des Daches eines bestimmten Gebäudes ab und reicht von 1-2 bis zu mehreren hundert Kilowatt.


Die Temperatur auf der Oberfläche von Vereisungsschutzsystemen in Abwesenheit von Schnee und Eis und bei einer negativen Umgebungstemperatur beträgt normalerweise +5 bis 7 ° C. Während des Schmelzens von Schnee und Eis beträgt die Oberflächentemperatur nur einen Bruchteil eines Grads höher als 0 ° C. Wenn die Umgebungstemperatur über + 5 ° C liegt, werden die Vereisungsschutzsysteme als unnötig ausgeschaltet.

Heizkabel: Typen und Anwendungen

Heizsysteme für Rohrleitungen und Tanks. Rohrleitungssysteme sind lang und verzweigt, und Heizkabel eignen sich am besten für ihre Heizung. In der Praxis gibt es in der Regel zwei Arten von Heizsystemen: Verhinderung des Einfrierens und Aufrechterhaltung einer über dem Normalwert liegenden Temperatur am Rohr (über + 20 ° C). Der Hauptzweck beider Systemtypen besteht darin, den Wärmeverlust des Rohrs (oder Tanks) in die Umwelt auszugleichen.

Die Heizabschnitte sind oben auf dem Rohr (Tank) montiert und zusammen durch Wärmedämmung verschlossen. Die lineare Leistung von Heizungssystemen von Rohrleitungen beträgt normalerweise 10-60 W / m. Die Gesamtkapazität des Systems hängt von der Länge der Rohrleitung ab. Die spezifische Leistung der Tankheizungssysteme beträgt 10-80 pro 1 m². Die beheizte Oberfläche und die Gesamtmenge hängen von der Größe des Tanks ab.

Der Zweck von Frostschutzsystemen besteht darin, die Bildung von Eisstopfen und das Brechen von Rohrleitungen zu verhindern. Daher reicht es aus, + 5 ° C am Rohr aufrechtzuerhalten. Die Temperaturwartungssysteme können in Bezug auf die erforderliche Temperatur am Rohr (Tank) sehr unterschiedlich sein: +40 reichen aus, um Öl und viele wässrige Lösungen zu transportieren ° C und für Bitumen 160-180 ° C erforderlich.

Heizsysteme für technologische Geräte Sie zeichnen sich durch eine Vielzahl von Zwecken, erforderlichen Temperaturen und spezifischen Kapazitäten aus und werden auf der Grundlage eines individuellen Ansatzes entwickelt.

Systemzweck

Temperatur ° C.

Spezifische Leistung, W / m²

Gesamtleistung, kW

Wärmebarrieren in den Kammern von Industriekühlschränken

2-5

3 - 15

0,5-5

Satellitenantennenheizung

2-5

200-300

2-15

Entfettungsbadheizung

30-50

200-400

0,5-3

Produktlinien für beheizten Beton

40-60

300

20-50

Plattenheizung drücken

40-150

300-1000

2-10

Beheizte Zylinder und Köpfe von Injektions- und Extrusionsmaschinen

120-130

10000 - 20000

Einzelheizung 0.5-2

Siehe auch auf i.electricianexp.com:

  • So verlängern Sie den Heizkabelanschluss
  • Die Verwendung von selbstregulierenden Heizkabeln
  • Elektrische Fußbodenheizung - Vor- und Nachteile
  • Moderne Arten der elektrischen Fußbodenheizung
  • Die Vorrichtung und das Funktionsprinzip des elektrischen Konvektors

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    Kommentare:

    # 1 schrieb: | [Zitat]

     
     

    Sie haben die Hauptsache nicht gesagt. Sparen wir Geld für verbrauchten Strom? Oder ist es einfacher, ein Paar Heizungen (wie ölige) zu kaufen?

     
    Kommentare:

    # 2 schrieb: | [Zitat]

     
     

    Es ist unwahrscheinlich, dass durch Fußbodenheizung Einsparungen erzielt werden, aber für Gemütlichkeit und Komfort müssen Sie mehr bezahlen als für Heizungen.

     
    Kommentare:

    # 3 schrieb: MurmelnKin | [Zitat]

     
     

    Die Einsparungen werden enorm sein! (Ich scherze nicht) Dieser Boden ist ungefähr 20 Watt pro m² groß, für einen Raum, der bedingt 20 m² groß ist, sind es 400 Watt.und die Ölheizung verbraucht ab 3 Kilowatt (3000 Watt) die Raumtemperatur ist gleich. Das Ergebnis ist das 7-fache des minimalen Gewinns.

     
    Kommentare:

    # 4 schrieb: Alexey | [Zitat]

     
     

    Die Kosten für den Draht selbst? Drähte auf 1 m 2 sind solide! Ja und gefährlich.

     
    Kommentare:

    # 5 schrieb: Alexander | [Zitat]

     
     

    Es ist sicher, die Technologie wurde bereits ausgearbeitet ... Ich habe gerade Kabel auf der Basis von Kohlefaser anstelle von Metall gesehen, und ich habe keine Praxis gesehen, um den Rat zu fragen, was besser ist.