kategorier: Utvalgte artikler » Interessante elektriske nyheter
Antall visninger: 45804
Kommentarer til artikkelen: 5
Varmekabler: typer og bruksområder
Varmekabler - en bestemt type kabelprodukter som konverterer elektrisk energi til varme for oppvarming og utfører funksjonen til en mottaker av elektrisk energi, i stedet for en transmisjonslinje. Varmekabler er betydelig forskjellig fra vanlige kabler og ledninger, hvis formål er å overføre elektrisk energi med minst mulig tap og med et lite spenningsfall over linjelengden (vanligvis ikke mer enn 5%).
Varmekabelen brukes som varmeseksjoner, d.v.s. segmenter med en viss lengde, og på denne lengden er det et fullstendig fall i den påførte spenningen. Derfor bør varmeseksjonen betraktes som en konvensjonell mottaker av elektrisk energi (som en av typene elektriske varmeelementer).
Lengden på kabelvarmeseksjoner varierer vanligvis fra flere meter til flere hundre meter.
Effekten av spredning av en del av den overførte energien i form av varme, som er negativ for konvensjonelle kabler, brukes som nyttig i varmekabler. Videre skjer konvertering av elektrisk energi til varme på den mest optimale og økonomiske måten. Konverteringen er fullstendig, lydløs, uten bruk av tilleggsstoffer (drivstoff, oksidasjonsmiddel).
Varmekabler har et ganske utviklet utvalg og brukes i en rekke installasjoner og enheter. Men de forholder seg til særegne kabelprodukter, og i litteraturen er det praktisk talt ingen arbeider med design, beregning og bruk av varmekabler.
Typer kabler i henhold til varmeavledningsskjemaet
Motstandsdyktig lineær - varmekabler der det frigjøres varme på grunn av Joule-Lenz-effekten når elektrisk strøm går gjennom varmekjernen. Kabelen er konstruert på en slik måte at et fullstendig fall i påført spenning finner sted i varmekjernen, men kabelelementene overopphetes ikke over de tillatte verdiene.
Lengden på varmeseksjonen er vanligvis fra noen få til hundrevis av meter. Kabler av denne typen kan ha en, to eller flere parallelle varmekjerner med en lineær eller spiralform. Vilkårlig kabelskjæring langs lengden er uakseptabel.
Den termiske kraften til resistive lineære kabler avtar litt under oppvarming, og størrelsen på endringen avhenger av verdien av temperaturen motstandskoeffisient for materialet i varmekjernen. De minste endringene i resistens er observert i legeringer med høy motstand (TKr + 0,0001), den største i kobber (TKr + 0,004)
Motstå Zonal varmekabler skiller seg i prinsippet ikke fra de tidligere, men skiller seg vesentlig ut i utformingen. De inneholder to parallelle isolerte ledere.
Isolasjonen av ledende ledere har med jevne mellomrom plassert “vinduer” forskjøvet fra hverandre med et gitt trinn (vanligvis ca. 1 m). En tynn trådspole med høy motstandslegering legges på toppen av disse to kjernene.
I "vinduene" lukkes spiralen på de ledende ledningene, som et resultat representerer kabelen et sett av motstander (motstander) koblet parallelt med de ledende ledningene. På hver av dem er det et fullstendig fall i den påførte spenningen. Sonekabelen er praktisk ved at den kan kuttes hvor som helst. Minste lengde på varmeseksjonen er 1,5 - 2 m.
Maksimal lengde bestemmes av tverrsnittet av ledende ledere og lineær kraft.Siden varmeelementet til de resistive sonekablene er laget av legeringer med høy motstand, er effekten praktisk talt uavhengig av temperaturen, og derfor kalles de også for konstante strømkabler.
Selvregulerende kabler ha en utforming som delvis ligner utformingen av resistive sonekabler. De inneholder også to parallelle ledere, men ikke isolert. Ledere er enten innelukket i en polymerledende matrise, eller koblet gjennom spiralpolymerledende tråder.
Effekten av selvregulering oppnås på grunn av det faktum at brenselelementet til kabelen, laget av et ledende polymermateriale, øker motstanden betydelig når den varmes opp. Tcr-verdien for den ledende polymer når 0,05-0,075, dvs. 12-18 ganger mer enn den for kobber.
Induktive varmekabler i sin utforming inneholder de ferromagnetiske elementer, og ledende isolerte ledere legges rundt de ferromagnetiske elementene i form av en vikling som induserer en vekslende magnetisk flux i kjernen. Varmeutløsningseffekten oppnås både på grunn av resistive tap i viklingen, og på grunn av resistive tap i kjernen som oppstår fra induserte strømmer.
Forholdet mellom disse og andre tap bestemmes av utformingen av kabelen. Tap i kjernen kan utgjøre 80-20% av det totale kabeltapet. I det første tilfellet er tapene i viklingen små, og det varmes litt opp på grunn av sine egne tap, noe som gjør det mulig å oppnå en betydelig høyere lineær effekt sammenlignet med motstandsskabler.
Metoden for å varme opp rørledninger ved bruk av "SKIN-effekten" kan også betraktes som et av alternativene for induktivkabelen. I dette tilfellet spilles rollen som induksjonsviklingen av en isolert kjerne med stort tverrsnitt, og induktorens rolle er stålrøret som denne kjernen ligger i. Det genereres varme både i kjernen og i røret på grunn av induserte virvelstrømmer.
Bruksområder for varmekabler
Enheter som bruker varmekabler kan være dramatisk forskjellige i størrelse, driftstemperatur og varmeeffekt. Derfor er bruksområdet for varmekabler veldig bredt.
Oppvarmede klær, tepper, tepper - elektriske tepper og tepper, varmeputer, oppvarmede seter, oppvarmede klær og sko. Som regel har de en liten effekt (10 - 50 W) og en driftstemperatur som er trygg for mennesker, d.v.s. ikke høyere enn 50 ° C. Denne gruppen kan inkludere husholdningsvarmere med lite strøm: babymatvarmere, defroster for kjøleskap som bruker varmekabler.
Romvarmesystemer - i dem brukes varmekabler som et drivstoffelement, mer eller mindre jevnt fordelt over rommet. Om nødvendig kan kablene monteres på veggene og i taket. Det beste alternativet for å installere kabler når det gjelder varmeoverføring, varmeoppbevaring, sikkerhet og sikkerhet, er å installere kabelen i tykkelsen på en sementmasse, lagt under et dekorativt gulvbelegg.
Temperaturen på den oppvarmede overflaten er vanligvis 22 - 26 ° C, men kan nå 35 ° C. Den spesifikke kraften til gulvvarmesystemer varierer i området 70-150 W / m². Lagringssystemer har effekt opp til 200 W / m². Systemets totale effekt kan ha veldig brede grenser: fra 100 watt til titalls og hundrevis av kilowatt.
Avisingssystemer for fortau, åpne trapper, ramper. Som i forrige tilfelle er kablene lagt i tykkelsen på betongunderlaget. Disse systemene fungerer bare på et tidspunkt når snø faller på overflaten til disse gjenstandene eller isformer.
Den spesifikke kraften til varmesystemer for åpne flater varierer i området 200-350 W / kvm. Systemets totale kapasitet varierer fra flere til titalls hundrevis av kilowatt.
Dette inkluderer også avisingssystemer for idrettsanlegg (fotballbaner, tredemøller, løpebaner, tennisbaner), farlige deler av motorveier (oppstigninger, nedkjøringer, skarpe svinger), rullebaner. Den spesifikke varmekraften til disse systemene kan nå 500W / kvm, og den totale effekten - flere megawatt.
Takavisingssystemer tjene til å forhindre: is tilstopping av vannføringsstier, dannelse av istapper og for å fjerne snø og is fra farlige områder. Varmekabler plasseres langs avløpsveiene, i avløpsrør, på takskjegg, vannkanoner, på daler og veikryss.
Varmekablene som brukes i disse systemene har som regel en lineær effekt på 25 eller mer watt per meter. Systemets totale kapasitet avhenger av utformingen og størrelsen på taket til en bestemt bygning og varierer fra 1-2 til flere hundre kilowatt.
Temperaturen på overflaten til anti-isdanningssystemer i fravær av snø og is og ved en negativ omgivelsestemperatur er vanligvis +5 - 7 ° C. Under smelting av snø og is er overflatetemperaturen bare en brøkdel av en grad høyere enn 0 ° C. Hvis omgivelsestemperaturen er over + 5 ° С, slås antisyringssystemene av som unødvendige.
Varmesystemer for rørledninger og tanker. Rørsystemer er lange og forgrenede, og varmekabler er best egnet for oppvarming. I praksis er det som regel to typer varmesystemer - forhindrer frysing og holder temperaturen på røret over normalt (over + 20 ° C). Hovedformålet med begge typer systemer er å kompensere for varmetap fra røret (eller tanken) til omgivelsene.
Varmeseksjonene er montert på toppen av røret (tanken) og lukket sammen av termisk isolasjon. Den lineære effekten til varmesystemer for rørledninger er vanligvis 10-60 W / m. Systemets totale kapasitet avhenger av lengden på rørledningen. Den spesifikke kraften til tankvarmeanleggene er 10-80 per 1 kvm. Den oppvarmede overflaten, og totalen avhenger av størrelsen på tanken.
Hensikten med frysesystemer er å forhindre dannelse av isplugger og brudd på rørledninger, derfor er det nok å opprettholde + 5 ° C på røret. Temperaturvedlikeholdssystemer kan variere veldig i forhold til ønsket temperatur på røret (tank): +40 er nok til å transportere olje og mange vandige løsninger ° C, og for bitumen krever 160-180 ° C.
Varmesystemer for teknologisk utstyr De kjennetegnes ved en lang rekke formål, nødvendige temperaturer, spesifikke kapasiteter og er utviklet på grunnlag av en individuell tilnærming.
Systemformål
Temperatur ° C
Spesifikk kraft, W / kvm
Total effekt, kW
Termiske barrierer i kamrene til industrikjøleskap
2-5
3 - 15
0,5-5
Satellittantennen oppvarming
2-5
200-300
2-15
Avfetting av badevarme
30-50
200-400
0,5-3
Varme betong produktlinjer
40-60
300
20-50
Trykkplateoppvarming
40-150
300-1000
2-10
Oppvarmede sylindere og injeksjons- og ekstruderingsmaskiner
120-130
10000 - 20000
Enkeltvarmer 0,5-2
Se også på elektrohomepro.com
: