Нагревательные кабели: виды и области внедрения

Нагревательные кабели: виды и области внедренияНагревательные кабели — специфичный вид кабельных изделий, модифицирующих электронную энергию в термическую в целях нагрева и выполняющих функцию приемника электронной энергии, а не передающей полосы. Нагревательные кабели существенно отличаются от обыденных кабелей и проводов, предназначение которых передавать электронную энергию с меньшими потерями и с малозначительным падением напряжения не длине полосы (обычно менее 5%).

Нагревательный кабель употребляется в виде нагревательных секций, т.е. отрезков определенной длины, при этом на этой длине происходит полное падение приложенного напряжения. Как следует, нагревательную секцию следует рассматривать как обыденный приемник электронной энергии (как один из видов электронных нагревательных частей).

Длина кабельных нагревательных секций обычно колеблется от нескольких метров и до нескольких сотен метров.

Отрицательный для обыденных кабелей эффект рассеяния части передаваемой энергии в виде тепла употребляется как нужный в нагревательных кабелях. При этом преобразование электронной энергии в тепло происходит самым хорошим и экономным методом. Преобразование полное, бесшумное, без использования дополнительных веществ (горючего, окислителя).

Нагревательные кабели имеют довольно развитую номенклатуру и находят применение в самых различных установках и устройствах. Но все таки они относятся к типичным кабельным изделиям и в специальной литературе фактически отсутствуют работы по конструированию, расчету и применению нагревательных кабелей.

Виды кабелей по схеме тепловыделения

Резистивные линейные — нагревательные кабели, в каких выделение тепла происходит за счет эффекта Джоуля-Ленца при прохождении электронного тока по нагревательной жиле. Кабель конструируется таким макаром, чтоб в нагревательной жиле имело место полное падение приложенного напряжения, но при всем этом не происходил перегрев частей кабеля выше допустимых значений. Длина нагревательной секции обычно составляет от нескольких до сотен метров. Кабели данного типа могут иметь одну, две либо несколько параллельных нагревательных жил, имеющих линейную либо спиральную форму. Случайная резка кабеля по длине недопустима.

Термическая мощность резистивных линейных кабелей при нагреве некординально миниатюризируется, при этом величина конфигурации находится в зависимости от величины температурного коэффициента сопротивления материала нагревательной жилы. Меньшие конфигурации сопротивления наблюдаются у сплавов высочайшего сопротивления (ТКр+0,0001), самые большие у меди (ТКр+0,004)

Резистивные зональные нагревательные кабели по принципу деяния не отличаются от прошлых, но коренным образом отличаются по конструктивному выполнению. Они содержат две параллельных изолированных токопроводящих жилы. Изоляция токопроводящих жил имеет временами расположенные «окна», смещенные друг относительно друга с данным шагом (обычно около 1 м). Поверх этих 2-ух жил накладывается узкая проволочная спираль из сплава высочайшего сопротивления. В «окнах» спираль замыкается на токопроводящие жилы, в итоге кабель представляет набор присоединенных параллельно к токопроводящим жилам сопротивлений (резисторов). На каждом из их имеет место полное падение приложенного напряжения. Зональный кабель комфортен тем, что он может быть разрезан в любом месте. Малая длина нагревательной секции — 1,5 — 2 м. Наибольшая длина определяется сечением токопроводящих жил и линейной мощность. Так как нагревательный элемент резистивных зональных кабелей производится из сплавов высочайшего сопротивления, их мощность фактически не находится в зависимости от температуры, потому их именуют также кабелями неизменной мощности.

Нагревательные кабели: виды и области внедрения

Саморегулирующиеся кабели имеют конструкцию, отчасти схожую с конструкцией резистивных зональных кабелей. Они также содержат две параллельные токопроводящие жилы, но не изолированные. Токопроводящие жилы или заключены в полимерную проводящую матрицу, или соединяются через спиральные полимерные проводящие нити. Эффект саморегулирования получается из-за того, что тепловыделяющий элемент кабеля, выполненный из полимерного проводящего материала, существенно наращивает свое сопротивление при нагреве. Величина ТКр проводящего полимера добивается 0,05-0,075, т.е в 12-18 раз больше, чем у меди.

Индуктивные нагревательные кабели в собственной конструкции содержат ферромагнитные элементы, а токопроводящие изолированные жилы наложены вокруг ферромагнитных частей в виде обмотки, индуцирующей в сердечнике переменный магнитный поток. Эффект тепловыделения достигается как за счет резистивных утрат в обмотке, так и за счет резистивных утрат в сердечнике, возникающих от наведенных токов.

Соотношение тех и других утрат определяется конструкцией кабеля. Утраты в сердечнике могут составлять 80-20% общих утрат в кабеле. В первом случае утраты в обмотке невелики, и она некординально греется за счет собственных утрат, что позволяет получить приметно огромную, по сопоставлению с резистивными кабелями, линейную мощность.

Способ подогрева трубопроводов при помощи «СКИН-эффекта» также может рассматриваться как один из вариантов индуктивного кабеля. В данном случае роль индуктирующей обмотки делает изолированная жила огромного сечения, а роль индуктора — железная труба, в какой эта жила размещена. Тепло выделяется как в жиле, так и в трубе за счет наведенных вихревых токов.

Области внедрения нагревательных кабелей

Устройства, в каких употребляются нагревательные кабели, могут разительно отличаться друг от друга по размерам, рабочей температуре и термический мощности. Потому спектр областей внедрения нагревательных кабелей очень широкий.

Обогреваемые одежка, одеяла, коврики — электронные одеяла и пледы, грелки, сиденья с обогревом, обогреваемая одежка и обувь. Обычно, имеют маленькую мощность (10 — 50 Вт) и рабочую температуру, неопасную для человека, т.е. не выше 50° С. В эту же группу могут быть отнесены бытовые нагреватели малой мощности: подогреватели детского питания, размораживатели холодильников, использующие нагревательные кабели.

Нагревательные кабели: виды и области внедрения

Системы подогрева помещений — в их нагревательные кабели употребляются как тепловыделяющий элемент, более либо наименее умеренно размещенный по площади помещения. В случае необходимости кабели могут устанавливаться на стенках и на потолке. Лучший вариант установки кабелей исходя из убеждений критерий теплопотери, скопления тепла, сохранности и безопасности — это установка кабеля в толщу цементной стяжки, укладываемой под декоративным покрытием пола.

Температура на обогреваемой поверхности обычно равна 22 — 26°С, но может достигать 35°С. Удельная мощность систем подогрева через пол варьируется в спектре 70-150 Вт/м². Аккумулирующие системы имеют мощность до 200 Вт/м². Суммарная мощность системы может иметь очень широкие пределы: от 100 Вт до 10-ов и сотен кв.

Антиобледенительные системы для тротуаров, открытых лестниц, пандусов. Как и в прошлом случае кабели укладываются в толщу бетонной подосновы. Эти системы работают исключительно в то время, когда на поверхность обозначенных объектов выпадает снег либо появляется наледь. Удельная мощность систем подогрева открытых поверхностей варьируется в спектре 200-350 Вт/кв.м. Суммарная мощность системы колеблется в границах от нескольких до 10-ов сотен кв.

Сюда же относятся антиобледенительные системы для спортивных сооружений (футбольных полей, беговых дорожек, ипподромов, теннисных кортов), небезопасных участков транспортных магистралей (подъемов, спусков, крутых поворотов), взлетно-посадочных полос. Удельная мощность подогрева данных систем может достигать 500Вт/кв.м., а суммарная мощность — нескольких мегаватт.

Нагревательные кабели: виды и области внедрения

Антиобледенительные системы для крыш служат для предотвращения: закупоривания льдом путей стока воды, образования сосулек и для удаления снега и льда с небезопасных участков. Нагревательные кабели располагаются повдоль путей стока воды, в водосточных трубах, на карнизах, водометах, на ендовах и примыканиях. Применяемые в этих системах нагревательные кабели имеют, обычно, линейную мощность 25 и поболее Вт на метр. Суммарная мощность системы находится в зависимости от конструкции и размеров крыши у определенного строения и колеблется от 1-2 до нескольких сотен кв.
Температура на поверхности антиобледенительных систем в отсутствие снега и льда и при отрицательной температуре окружающего воздуха обычно составляет +5 — 7° С. В процессе плавления снега и льда температура поверхности лишь на толики градуса превосходит 0°С. При температуре окружающего воздуха выше +5° С антиобледенительные системы отключаются за ненадобностью.

Нагревательные кабели: виды и области внедрения

Системы подогрева трубопроводов и резервуаров. Трубопроводные системы отличаются большой протяженностью и разветвленностью и для их подогрева как нельзя лучше подходят нагревательные кабели. На практике, обычно, имеют место два типа систем подогрева — предотвращающие замораживание и поддерживающие на трубе температуру выше обычной (выше +20° С). Основное предназначение систем обоих типов — компенсация утрат тепла от трубы (либо резервуара) в окружающую среду. Нагревательные секции устанавливаются поверх трубы (резервуара) и все совместно запирается термический изоляцией. Линейная мощность систем подогрева трубопроводов обычно равна 10-60 Вт/м. Суммарная мощность системы находится в зависимости от длины трубопровода, Удельная мощность систем подогрева резервуаров равна 10-80 на 1 кв.м. Обогреваемой поверхности, а суммарная находится в зависимости от размера резервуара. Предназначение систем, предотвращающих замораживание — исключить образование ледяных пробок и разрыв трубопроводов, потому на трубе довольно поддерживать +5° С. Системы поддержания температуры могут очень существенно различаться по требуемой температуре на трубе (резервуаре): для транспортировки нефти и многих аква смесей довольно +40° С, а для битума требуется 160-180° С.

Системы подогрева технологического оборудования отличаются огромным многообразием по предназначению, требуемым температурам, удельным мощностям и разрабатываются на базе личного подхода.

Предназначение системы

Температура, °С

Удельная мощность, Вт/кв.м.

Суммарная мощность, кВт

Термические барьеры в камерах промышленных холодильников

2-5

3 — 15

0,5-5

Подогрев антенн спутниковой связи

2-5

200-300

2-15

Подогрев ванн обезжиривания

30-50

200-400

0,5-3

Обогреваемые полосы производства бетонных изделий

40-60

300

20-50

Подогрев плит прессов

40-150

300-1000

2-10

Подогрев цилиндров и головок литьевых и экструзионных машин

120-130

10000 — 20000

1-го нагревателя 0,5-2

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий