kategorier: Utvalda artiklar » Intressanta elektriska nyheter
Antal visningar: 45804
Kommentarer till artikeln: 5

Värmekablar: typer och applikationer

 

Värmekablar: typer och applikationerVärmekablar - en specifik typ av kabelprodukter som omvandlar elektrisk energi till värme för uppvärmning och utför funktionen av en mottagare av elektrisk energi snarare än en transmissionsledning. Värmekablar skiljer sig väsentligt från vanliga kablar och ledningar, vars syfte är att överföra elektrisk energi med minsta förlust och med ett litet spänningsfall inte ledningslängden (vanligtvis inte mer än 5%).

Värmekabeln används som värmesektioner, d.v.s. segment med en viss längd, och vid denna längd är det ett fullständigt fall i den applicerade spänningen. Därför bör värmesektionen betraktas som en konventionell mottagare av elektrisk energi (som en av de typer av elektriska värmeelement).

Längden på kabelvärmesektionerna sträcker sig vanligtvis från flera meter till flera hundra meter.

Negativt för konventionella kablar används effekten av spridning av en del av den överförda energin i form av värme som användbar i värmekablar. Dessutom sker omvandlingen av elektrisk energi till värme på det mest optimala och ekonomiska sättet. Konverteringen är fullständig, tyst utan användning av ytterligare ämnen (bränsle, oxidator).

Värmekablar har ett ganska utvecklat sortiment och används i en mängd olika installationer och enheter. Men ändå hänför sig de till märkliga kabelprodukter och i speciallitteraturen finns det praktiskt taget inga verk om design, beräkning och användning av värmekablar.


Kabeltyper enligt värmeavledningsplanen

Resistiv linjär - värmekablar där värme frigörs på grund av Joule-Lenz-effekten när elektrisk ström passerar genom värmekärnan. Kabeln är utformad på ett sådant sätt att ett fullständigt fall i den pålagda spänningen sker i värmekärnan, men kabelelementen överhettas inte över de tillåtna värdena.

Längden på uppvärmningssektionen är vanligtvis från några till hundratals meter. Kablar av denna typ kan ha en, två eller flera parallella värmekärnor med en linjär eller spiralform. Godtycklig kabelskärning längs längden är oacceptabelt.

Den termiska kraften hos resistiva linjära kablar minskar något under uppvärmningen, och storleken på förändringen beror på värdet på temperaturen motståndskoefficient för värmekärnans material. De minsta förändringarna i resistens observeras i legeringar med hög resistens (TKr + 0,0001), den största i koppar (TKr + 0,004)

Resistive Zonal värmekablar skiljer sig inte i princip från tidigare, men skiljer sig i princip i design. De innehåller två parallella isolerade ledare.

Isolering av ledande ledare har periodiskt placerat “fönster” förskjutna från varandra med ett givet steg (vanligtvis cirka 1 m). En tunn trådspole av legering med hög resistans överlagras ovanpå dessa två kärnor.

I "fönstren" stängs spiralen på de ledande ledningarna, som ett resultat representerar kabeln en uppsättning motstånd (motstånd) anslutna parallellt med de ledande ledningarna. På var och en av dem finns det ett fullständigt fall i den applicerade spänningen. Zonalkabeln är bekväm genom att den kan skäras var som helst. Minsta längd för värmesektionen är 1,5 - 2 m.

Den maximala längden bestäms av tvärsnittet av ledande ledare och linjär effekt.Eftersom värmeelementet i de resistiva zonkablarna är tillverkade av högmotståndlegeringar är deras effekt praktiskt taget oberoende av temperaturen, därför kallas de också för konstant kraftkablar.

Värmekablar: typer och applikationer

Självreglerande kablar har en design som delvis liknar konstruktionen av resistiva zonkablar. De innehåller också två parallella ledare, men inte isolerade. Ledare är antingen inneslutna i en polymerledande matris eller anslutna genom spiralpolymerledande trådar.

Effekten av självreglering uppnås på grund av att kabelns bränsleelement, tillverkat av ett polymerledande material, ökar dess motstånd betydligt vid uppvärmning. Tcr-värdet för den ledande polymeren når 0,05-0,075, dvs 12-18 gånger mer än för koppar.

Induktiva värmekablar i sin utformning innehåller de ferromagnetiska element, och ledande isolerade ledare läggs runt de ferromagnetiska elementen i form av en lindning som inducerar ett växelvis magnetiskt flöde i kärnan. Värmeutlösningseffekten uppnås både på grund av resistiva förluster i lindningen och på grund av resistiva förluster i kärnan som uppstår från inducerade strömmar.

Förhållandet mellan dessa och andra förluster bestäms av kabelns utformning. Förluster i kärnan kan uppgå till 80-20% av den totala kabelförlusten. I det första fallet är förlusterna i lindningen små och det uppvärms något på grund av sina egna förluster, vilket möjliggör en betydligt högre linjär effekt jämfört med resistiva kablar.

Metoden att värma rörledningar med "SKIN-effekten" kan också betraktas som ett av alternativen för induktiv kabel. I detta fall spelas induktionslindningens roll av en isolerad kärna med stort tvärsnitt, och induktorns roll är stålröret i vilket kärnan är belägen. Värme genereras både i kärnan och i röret på grund av inducerade virvelströmmar.


Applikationer för värmekablar

Enheter som använder värmekablar kan vara dramatiskt olika i storlek, driftstemperatur och värmeeffekt. Därför är användningsområdet för värmekablar mycket stort.

Uppvärmda kläder, filtar, mattor - elektriska filtar och filtar, värmedynor, uppvärmda säten, uppvärmda kläder och skor. Som regel har de en liten effekt (10 - 50 W) och en driftstemperatur som är säker för människor, dvs inte högre än 50 ° C. Denna grupp kan innehålla hushållsapparater med låg effekt: barnmatvärmare, kylupptining som använder värmekablar.

Värmekablar: typer och applikationer

Rum värmesystem - i dem används värmekablar som bränsleelement, mer eller mindre jämnt fördelade över rummet. Vid behov kan kablarna monteras på väggarna och i taket. Det bästa alternativet för installation av kablar när det gäller värmeöverföring, värmeförvaring, säkerhet och säkerhet är att installera kabeln i tjockleken på en cementavlagring, som ligger under ett dekorativt golvbeläggning.

Temperaturen på den uppvärmda ytan är vanligtvis 22 - 26 ° C, men kan nå 35 ° C. Golvvärmesystemens specifika effekt varierar i intervallet 70-150 W / m². Lagringssystem har effekt upp till 200 W / m². Systemets totala effekt kan ha mycket breda gränser: från 100 watt till tiotals och hundratals kilowatt.

Avisningssystem för trottoarer, öppna trappor, ramper. Liksom i föregående fall läggs kablarna i betongbotten. Dessa system fungerar bara vid en tidpunkt när snö faller på ytan på dessa föremål eller isformer.

Den specifika kraften hos värmesystem för öppna ytor varierar i intervallet 200-350 W / kvm. Systemets totala kapacitet sträcker sig från flera till tiotals hundratals kilowatt.

Detta inkluderar även isisningssystem för idrottsanläggningar (fotbollsplaner, löpband, loppbanor, tennisbanor), farliga delar av motorvägar (stigningar, nedstigningar, vassa svängar), landningsbanor. Den specifika värmekraften för dessa system kan nå 500W / kvm, och den totala effekten - flera megawatt.

Värmekablar: typer och applikationer

Takavisningssystem tjäna till att förhindra: isstoppning av vattenflödesvägar, bildning av istappar och för att avlägsna snö och is från farliga områden. Värmekablar placeras längs vattenflödesvägarna, i dräneringsrör, på takfot, vattenkanoner, på dalar och korsningar.

Värmekablarna som används i dessa system har som regel en linjär effekt på 25 eller mer watt per meter. Systemets totala kapacitet beror på konstruktionen och storleken på taket i en viss byggnad och sträcker sig från 1-2 till flera hundra kilowatt.


Temperaturen på ytan på antisisningssystem i frånvaro av snö och is och vid en negativ omgivningstemperatur är vanligtvis +5 - 7 ° C. Under smältningen av snö och is är yttemperaturen bara en bråkdel av en grad högre än 0 ° C. Om omgivningstemperaturen är över + 5 ° С stängs antisisningssystemen som onödiga.

Värmekablar: typer och applikationer

Värmesystem för rörledningar och tankar. Rörsystem är långa och grenade och värmekablar är bäst lämpade för uppvärmningen. I praktiken finns det som regel två typer av värmesystem - att förhindra frysning och hålla temperaturen på röret över det normala (över + 20 ° C). Huvudsyftet med båda typerna av system är att kompensera för värmeförlust från röret (eller tanken) till miljön.

Värmesektionerna är monterade ovanpå röret (tanken) och stängs tillsammans med värmeisolering. Den linjära effekten hos värmesystem för rörledningar är vanligtvis 10-60 W / m. Systemets totala kapacitet beror på längden på rörledningen.Tankvärmesystemens specifika effekt är 10-80 per 1 kvm. Den uppvärmda ytan och summan beror på tankens storlek.

Syftet med fryssystem är att eliminera bildningen av isproppar och brott i rörledningar, därför är det tillräckligt för att hålla + 5 ° C på röret. Temperaturunderhållssystem kan variera mycket i önskad temperatur på röret (tank): +40 är tillräckligt för att transportera olja och många vattenhaltiga lösningar ° C, och för bitumen krävs 160-180 ° C.

Värmesystem för teknisk utrustning De kännetecknas av en mängd olika syften, erforderliga temperaturer, specifika kapaciteter och utvecklas utifrån en individuell strategi.

System syfte

Temperatur ° C

Specifik effekt, W / kvm

Total effekt, kW

Termiska barriärer i kamrarna i industrikylskåp

2-5

3 - 15

0,5-5

Uppvärmning av satellitantenn

2-5

200-300

2-15

Avfettning av badvärme

30-50

200-400

0,5-3

Uppvärmda betongprodukter

40-60

300

20-50

Tryckplåtvärme

40-150

300-1000

2-10

Uppvärmda cylindrar och injektions- och strängsprutmaskiner

120-130

10000 - 20000

Enkelvärmare 0,5-2

Se även på elektrohomepro.com:

  • Hur man utökar värmekabelanslutningen
  • Användning av självreglerande värmekablar
  • Elektrisk golvvärme - fördelar och nackdelar
  • Moderna typer av elektrisk golvvärme
  • Enheten och principen för drift av den elektriska konvektorn

  •  
     
    kommentarer:

    # 1 skrev: | [Cite]

     
     

    Du sa inte det viktigaste. Sparar vi pengar för förbrukad elektricitet? Eller är det lättare att köpa ett par värmare (som oljiga)?

     
    kommentarer:

    # 2 skrev: | [Cite]

     
     

    Det är osannolikt att det blir besparingar från golvvärme, men för mysighet och komfort måste du betala mer än för värmare.

     
    kommentarer:

    # 3 skrev: MurMurKin | [Cite]

     
     

    Besparingarna kommer att bli enorma! (Jag skämtar inte) detta golv är cirka 20 watt per kvadratmeter, för ett rum på villkor 20 kvadratmeter kommer att vara 400 watt.och oljevärmaren förbrukar FRÅN 3 kilowatt (3000 watt) kommer rumstemperaturen att vara densamma. resultatet är sju gånger lägsta lönsamhet.

     
    kommentarer:

    # 4 skrev: Alexey | [Cite]

     
     

    Kostnaden för själva tråden? Trådar på 1 kvm går fast! Ja, och farligt.

     
    kommentarer:

    # 5 skrev: Alexander | [Cite]

     
     

    Det är säkert, tekniken har redan utarbetats ... Jag såg bara kablar baserade på kolfiber istället för metall, och jag har inte sett någon praxis för att fråga rådet vilken är bättre?