Šildymo kabeliai: tipai ir taikymo sritys

Šildymo kabeliai - tam tikros rūšies kabelių produktai, kurie elektros energiją paverčia šiluma šildymui ir atlieka elektros energijos imtuvo, o ne perdavimo linijos funkciją. Šildymo kabeliai žymiai skiriasi nuo įprastų kabelių ir laidų, kurių paskirtis yra perduoti elektros energiją kuo mažiau nuostolių ir su nedideliu įtampos kritimu, o ne linijos ilgiu (paprastai ne daugiau kaip 5%).

Šildymo kabelis naudojamas kaip šildymo sekcijos, t. tam tikro ilgio segmentai, o šiame ilgyje yra visiškas taikomosios įtampos kritimas. Todėl šildymo sekcija turėtų būti laikoma įprastu elektros energijos imtuvu (kaip viena iš elektrinių kaitinimo elementų rūšių).

Kabelinių šildymo sekcijų ilgis paprastai svyruoja nuo kelių metrų iki kelių šimtų metrų.

Šilumos pavidalu perduodamos dalies energijos išsisklaidymo poveikis, neigiamas įprastiems kabeliams, naudojamas kaip naudingas kaitinant kabelius. Be to, elektros energija paverčiama šiluma optimaliausiu ir ekonomiškiausiu būdu. Konversija baigta, tyli, nenaudojant papildomų medžiagų (degalų, oksidatoriaus).

Šildymo kabeliai pasižymi gana išplėtotu asortimentu ir yra naudojami daugelyje įvairių įrenginių ir prietaisų. Tačiau nepaisant to, jie yra susiję su savitais kabelių gaminiais, o literatūroje šildymo kabelių projektavimo, skaičiavimo ir naudojimo darbų praktiškai nėra.

Kabelių tipai pagal šilumos išsklaidymo schemą

Varžinė linijinė - šildymo kabeliai, kuriuose šiluma išsiskiria dėl Joule-Lenz efekto, kai elektros srovė praeina per šildymo šerdį. Kabelis suprojektuotas taip, kad šildymo šerdyje visiškai nukristų taikoma įtampa, tačiau kabelio elementai neperkaito virš leistinų verčių.

Šildymo sekcijos ilgis paprastai yra nuo kelių iki šimtų metrų. Šio tipo kabeliai gali turėti vieną, dvi ar daugiau lygiagrečių šildymo šerdžių, turinčių tiesinę ar spiralinę formą. Savavališkas kabelio pjovimas išilgai yra nepriimtinas.

Šiluminė varžos linijinių kabelių galia šiek tiek sumažėja, o pokyčio dydis priklauso nuo šildymo šerdies medžiagos temperatūros atsparumo koeficiento vertės. Mažiausi atsparumo pokyčiai pastebimi didelio atsparumo lydiniuose (TKr + 0,0001), didžiausi - varyje (TKr + 0,004).

Atsparioji zona šildymo kabeliai iš esmės nesiskiria nuo ankstesnių, tačiau iš esmės skiriasi konstrukcija. Juose yra du lygiagrečiai izoliuoti laidininkai.

Laidžių laidininkų izoliacija periodiškai turi „langus“, atitolintus vienas nuo kito tam tikru žingsniu (paprastai apie 1 m). Ant šių dviejų šerdžių viršaus uždėta plono vielos ritė iš didelio atsparumo lydinio.

„Languose“ spiralė užsidaro ant laidžių laidų, todėl laidas parodo varžų (rezistorių), sujungtų lygiagrečiai su laidžiais laidais, rinkinį. Ant kiekvieno iš jų yra visiškai kritusi taikoma įtampa. Zoninis kabelis yra patogus tuo, kad jį galima pjaustyti bet kur. Mažiausias šildymo sekcijos ilgis yra 1,5 - 2 m.

Didžiausias ilgis nustatomas pagal laidžių laidininkų skerspjūvį ir tiesinę galią.Kadangi varžos zonos laidų kaitinimo elementas yra pagamintas iš aukšto atsparumo lydinių, jų galia praktiškai nepriklauso nuo temperatūros, todėl jie dar vadinami nuolatinės galios kabeliais.

Savireguliaciniai kabeliai turėti iš dalies panašų į varžos zonos kabelių dizainą. Jie taip pat turi du lygiagrečius laidus, tačiau nėra izoliuoti. Laidininkai yra uždaromi į polimerui laidžią matricą arba sujungti spiraliniais polimero laidžiais siūlais.

Savireguliacijos efektas pasiekiamas dėl to, kad kabelio kuro elementas, pagamintas iš polimerui laidžios medžiagos, labai padidina jo varžą kaitinant. Laidžiojo polimero Tcr vertė siekia 0,05–0,075, t. Y. 12–18 kartų daugiau nei vario.

Indukciniai šildymo kabeliai pagal savo dizainą juose yra feromagnetiniai elementai, o laidūs izoliuoti laidininkai yra išdėstyti aplink feromagnetinius elementus apvijos pavidalu, indukuojant kintamąjį magnetinį srautą šerdyje. Šilumos išsiskyrimo efektas pasiekiamas tiek dėl varžinių nuostolių apvijoje, tiek dėl varžinių nuostolių šerdyje, atsirandančių dėl sukeltų srovių.

Šių ir kitų nuostolių santykį lemia kabelio konstrukcija. Nuostoliai šerdyje gali sudaryti 80-20% viso kabelio nuostolio. Pirmuoju atveju apvijos nuostoliai yra maži, ir ji yra šiek tiek pašildoma dėl savo nuostolių, o tai leidžia gauti žymiai didesnę linijinę galią, palyginti su varžiniais kabeliais.

Vamzdynų šildymo būdas naudojant SKIN efektą taip pat gali būti laikomas vienu iš indukcinio kabelio variantų. Tokiu atveju indukcinės apvijos vaidmenį atlieka izoliuota didelės skerspjūvio šerdis, o induktoriaus vaidmenį atlieka plieninis vamzdis, kuriame yra ši šerdis. Šiluma susidaro tiek šerdyje, tiek vamzdyje dėl sukeltų sūkurinių srovių.

Programos šildymo kabeliams

Prietaisai, kuriuose naudojami šildymo kabeliai, gali labai skirtis pagal dydį, veikimo temperatūrą ir šilumos išeigą. Todėl šildymo kabelių pritaikymo spektras yra labai platus.

Šildomi drabužiai, antklodės, pledai - elektrinės antklodės ir antklodės, šildomos pagalvėlės, šildomos sėdynės, šildomi drabužiai ir batai. Paprastai jie turi mažą galią (10 - 50 W) ir žmonėms nekenksmingą darbinę temperatūrą, t. ne aukštesnė kaip 50 ° C. Šiai grupei gali priklausyti mažos galios buitiniai šildytuvai: kūdikių maisto šildytuvai, šaldytuvų atšildytuvai, kuriuose naudojami šildymo kabeliai.

Kambarių šildymo sistemos - juose šildymo kabeliai naudojami kaip kuro elementas, daugiau ar mažiau tolygiai paskirstomi po visą patalpos plotą. Jei reikia, laidus galima pritvirtinti prie sienų ir lubų. Geriausias pasirinkimas kabelių montavimui šilumos perdavimo, šilumos kaupimo, saugos ir saugumo požiūriu yra kabelio montavimas cemento lygintuvu, klojamu po dekoratyvine grindų danga.

Temperatūra ant šildomo paviršiaus paprastai būna 22 - 26 ° C, tačiau gali siekti 35 ° C. Grindų šildymo sistemų savitoji galia skiriasi nuo 70 iki 150 W / m². Sandėliavimo sistemos galia iki 200 W / m². Bendra sistemos galia gali turėti labai plačias ribas: nuo 100 vatų iki dešimčių ir šimtų kilovatų.

Šaligatvių šalinimo sistemos šaligatviams, atviriems laiptams, rampoms. Kaip ir ankstesniu atveju, kabeliai klojami betoninio pagrindo storiu. Šios sistemos veikia tik tada, kai ant šių objektų paviršiaus patenka sniego arba susidaro ledas.

Savitoji atvirų paviršių šildymo sistemų galia skiriasi 200–350 W / kv.m diapazone. Bendra sistemos talpa svyruoja nuo kelių iki dešimčių šimtų kilovatų.

Tai taip pat apima sporto objektų (futbolo aikščių, bėgimo takelių, hipodromų, teniso kortų), pavojingų greitkelių atkarpų (pakilimai, nusileidimai, staigūs posūkiai), kilimo ir tūpimo takų apsaugos nuo apledėjimo sistemas. Specifinė šių sistemų šiluminė galia gali siekti 500W / kv.m, o bendra galia - keli megavatai.

Stogo apledėjimo sistemos padeda išvengti: vandens tėkmės takų užsikimšimo ledu, varveklių susidarymo ir pašalinti sniegą bei ledą iš pavojingų vietų. Šildymo kabeliai dedami išilgai vandens tekėjimo takų, kanalizacijos vamzdžiuose, ant karnizo, vandens patrankų, slėnių ir sankryžų.

Šiose sistemose naudojami šildymo kabeliai, kaip taisyklė, turi 25 ar daugiau vatų per metrą linijinę galią. Bendra sistemos talpa priklauso nuo konkretaus pastato stogo projekto ir dydžio ir svyruoja nuo 1-2 iki kelių šimtų kilovatų.

Apsaugos nuo apledėjimo sistemų paviršiaus temperatūra, kai nėra sniego ir ledo, ir esant neigiamoms aplinkos temperatūroms, paprastai yra +5 - 7 ° C. Tirpstant sniegui ir ledui, paviršiaus temperatūra yra tik trupmena laipsnio, aukštesnė nei 0 ° C. Jei aplinkos temperatūra yra aukštesnė nei + 5 ° С, apsaugos nuo apledėjimo sistemos išjungiamos kaip nereikalingos.

Vamzdynų ir rezervuarų šildymo sistemos. Vamzdynų sistemos yra ilgos ir šakotos, o jų šildymui geriausiai tinka šildymo kabeliai. Praktiškai, kaip taisyklė, yra dviejų tipų šildymo sistemos - neleidžiančios užšalti ir palaikydamos vamzdžio temperatūrą aukštesnę nei normali (virš + 20 ° C). Pagrindinis abiejų tipų sistemų tikslas yra kompensuoti šilumos nuostolius iš vamzdžio (ar rezervuaro) į aplinką.

Šildymo sekcijos yra sumontuotos ant vamzdžio (rezervuaro) viršaus ir kartu uždaromos šilumos izoliacija. Vamzdynų šildymo sistemų linijinė galia paprastai yra 10–60 W / m. Bendra sistemos talpa priklauso nuo dujotiekio ilgio. Konkreti rezervuarų šildymo sistemų galia yra 10–80 už 1 kv.m. Šildomas paviršius, o visas kiekis priklauso nuo rezervuaro dydžio.

Antifrizinių sistemų tikslas yra užkirsti kelią ledo kamščių susidarymui ir vamzdynų plyšimui, todėl pakanka palaikyti + 5 ° C temperatūrą vamzdyje. Temperatūros palaikymo sistemos gali labai skirtis atsižvelgiant į reikalaujamą vamzdžio (rezervuaro) temperatūrą: +40 pakanka alyvai ir daugeliui vandeninių tirpalų gabenti. ° C, o bitumui reikia 160–180 ° C.

Šildymo sistemos technologinei įrangai Jie išsiskiria labai įvairiais tikslais, reikiama temperatūra, savita talpa ir yra kuriami pagal individualų požiūrį.