kategorier: Udvalgte artikler » Interessante elektriske nyheder
Antal visninger: 45804
Kommentarer til artiklen: 5
Varmekabler: typer og applikationer
Varmekabler - en bestemt type kabelprodukter, der konverterer elektrisk energi til varme til opvarmning og udfører funktionen af en modtager af elektrisk energi snarere end en transmissionsledning. Varmekabler adskiller sig væsentligt fra almindelige kabler og ledninger, hvis formål er at overføre elektrisk energi med mindst mulig tab og med et lille spændingsfald ikke linjelængden (normalt ikke over 5%).
Varmekablet bruges som varmesektioner, dvs. segmenter med en bestemt længde, og ved denne længde er der et komplet fald i den påførte spænding. Derfor bør varmesektionen betragtes som en konventionel modtager af elektrisk energi (som en af de typer elektriske varmeelementer).
Længden på kabelopvarmningssektioner varierer normalt fra flere meter til flere hundrede meter.
Effekten af spredning af en del af den transmitterede energi i form af varme, som er negativ for konventionelle kabler, bruges som nyttig i varmekabler. Desuden sker konvertering af elektrisk energi til varme på den mest optimale og økonomiske måde. Konverteringen er fuldstændig, lydløs uden brug af yderligere stoffer (brændstof, oxidator).
Varmekabler har et relativt udviklet sortiment og bruges i en lang række installationer og enheder. Men alligevel vedrører de ejendommelige kabelprodukter, og i litteraturen findes der praktisk talt ingen værker til design, beregning og brug af varmekabler.
Kabeltyper i henhold til varmeafledningsplanen
Modstandsdygtig lineær - varmekabler, hvor der frigøres varme på grund af Joule-Lenz-effekten, når elektrisk strøm passerer gennem varmekernen. Kablet er konstrueret på en sådan måde, at der sker et komplet fald i den påførte spænding i varmekernen, men kabelelementerne overophedes ikke over de tilladte værdier.
Længden på varmesektionen er normalt fra nogle få til hundreder af meter. Kabler af denne type kan have en, to eller flere parallelle opvarmningskerner med en lineær eller spiralform. Vilkårlig kabelskæring langs længden er uacceptabel.
Den termiske effekt af resistive lineære kabler falder lidt under opvarmning, og størrelsen af ændringen afhænger af værdien af temperaturen af modstandskoefficient for materialet i varmekernen. De mindste ændringer i modstand observeres i legeringer med høj modstand (TKr + 0,0001), den største i kobber (TKr + 0,004)
Modstandsdygtig Zonal varmekabler adskiller sig principielt ikke fra tidligere, men adskiller sig grundlæggende i deres design. De indeholder to parallelle isolerede ledere.
Isolering af ledende ledere har med jævne mellemrum placeret “vinduer” forskudt fra hinanden med et givet trin (normalt ca. 1 m). En tynd trådspole med legering med høj modstand overlejres oven på disse to kerner.
I "vinduer" lukkes spiralen på de ledende ledninger, som et resultat repræsenterer kablet et sæt modstande (modstande), der er forbundet parallelt med de ledende ledninger. På hver af dem er der et komplet fald i den påførte spænding. Zonalkablet er praktisk, idet det kan skæres overalt. Opvarmningssektionens mindste længde er 1,5 - 2 m.
Den maksimale længde bestemmes af tværsnittet af ledende ledere og lineær effekt.Da varmeelementet i de resistive zonkabler er lavet af legeringer med høj modstand, er deres effekt praktisk talt uafhængig af temperaturen, derfor kaldes de også konstante strømkabler.
Selvregulerende kabler har et design, der delvist ligner designet til resistive zonkabler. De indeholder også to parallelle ledere, men ikke isolerede. Ledere er enten indkapslet i en polymerledende matrix eller forbundet via spiralpolymerledende tråde.
Effekten af selvregulering opnås på grund af det faktum, at brændstofelementet i kablet, der er lavet af et polymerledende materiale, øger dets modstand væsentligt, når det opvarmes. Tcr-værdien af den ledende polymer når 0,05-0,075, dvs. 12-18 gange mere end værdien af kobber.
Induktive varmekabler i deres design indeholder de ferromagnetiske elementer, og ledende isolerede ledere er lagt omkring de ferromagnetiske elementer i form af en vikling, der inducerer en vekslende magnetisk flux i kernen. Varmefrigørelseseffekten opnås både på grund af resistive tab i viklingen og på grund af resistive tab i kernen som følge af inducerede strømme.
Forholdet mellem disse og andre tab bestemmes af kablets konstruktion. Tab i kernen kan være 80-20% af det samlede kabeltab. I det første tilfælde er tabene i viklingen små, og det opvarmes lidt på grund af dets egne tab, hvilket gør det muligt at opnå en markant højere lineær effekt sammenlignet med resistive kabler.
Metoden til opvarmning af rørledninger, der bruger SKIN-effekten, kan også betragtes som en af mulighederne for det induktive kabel. I dette tilfælde spilles induktionsviklingens rolle af en isoleret kerne med stort tværsnit, og induktorens rolle er stålrøret, som denne kerne befinder sig i. Der genereres varme både i kernen og i røret på grund af inducerede hvirvelstrømme.
Anvendelser til varmekabler
Enheder, der bruger varmekabler, kan være dramatisk forskellige i størrelse, driftstemperatur og varmeeffekt. Derfor er anvendelsesområdet for varmekabler meget bredt.
Opvarmet tøj, tæpper, tæpper - elektriske tæpper og tæpper, varmepuder, opvarmede sæder, opvarmet tøj og sko. Som regel har de en lille effekt (10 - 50 W) og en driftstemperatur, der er sikker for mennesker, dvs. ikke højere end 50 ° C. Denne gruppe kan omfatte husholdningsvarmere med lav effekt: babymadvarmere, køleskabstinere, der bruger varmekabler.
Værelsesvarmesystemer - i dem bruges varmekabler som brændstofelement, der er mere eller mindre jævnt fordelt over rumets område. Om nødvendigt kan kablerne monteres på væggene og på loftet. Den bedste mulighed for installation af kabler med hensyn til varmeoverførsel, varmeopbevaring, sikkerhed og sikkerhed er at installere kablet i tykkelsen af en cementmasse, der er lagt under et dekorativt gulvbelægning.
Temperaturen på den opvarmede overflade er normalt 22 - 26 ° C, men kan nå 35 ° C. Gulvvarmesystemets specifikke effekt varierer i området 70-150 W / m². Opbevaringssystemer har effekt op til 200 W / m². Systemets samlede effekt kan have meget brede grænser: fra 100 watt til titusinder og hundreder af kilowatt.
Afisningssystemer til fortove, åbne trapper, ramper. Som i det foregående tilfælde er kablerne lagt i tykkelsen af betonfoden. Disse systemer fungerer kun på et tidspunkt, hvor sne falder på overfladen af disse objekter eller isformer.
Den specifikke effekt af varmesystemer til åbne overflader varierer i området 200-350 W / kvm. Systemets samlede kapacitet spænder fra flere til titusinder af hundreder af kilowatt.
Dette inkluderer også anti-icing-systemer til sportsfaciliteter (fodboldbaner, løbebånd, racerbane, tennisbaner), farlige sektioner af motorveje (opstigninger, stigninger, skarpe svinger), landingsbaner. Disse systemers specifikke varmekraft kan nå 500W / kvm, og den samlede effekt - flere megawatt.
Afisning af tag tjener til at forhindre: is tilstopning af vandstrømningsstier, dannelse af istapper og til at fjerne sne og is fra farlige områder. Varmekabler placeres langs vandstrømningsstierne, i drænrør, på tagskifter, vandkanoner, på dale og kryds.
De varmekabler, der bruges i disse systemer, har som regel en lineær effekt på 25 eller mere watt pr. Meter. Systemets samlede kapacitet afhænger af designet og størrelsen på taget i en bestemt bygning og spænder fra 1-2 til flere hundrede kilowatt.
Temperaturen på overfladen af anti-icing systemer i fravær af sne og is og ved en negativ omgivelsestemperatur er normalt +5 - 7 ° C. Under smeltning af sne og is er overfladetemperaturen kun en brøkdel af en grad højere end 0 ° C. Hvis omgivelsestemperaturen er over + 5 ° С, slukkes antikisningssystemerne som unødvendige.
Varmesystemer til rørledninger og tanke. Rørsystemer er lange og forgrenede, og varmekabler er det bedst egnede til deres opvarmning. I praksis er der som regel to typer varmesystemer - forhindring af frysning og opretholdelse af temperaturen på røret over det normale (over + 20 ° C). Hovedformålet med begge typer systemer er at kompensere for varmetab fra røret (eller tanken) til miljøet.
Varmesektionerne monteres på toppen af røret (tanken) og lukkes sammen med varmeisolering. Den lineære effekt i rørledningsopvarmningssystemer er normalt 10-60 W / m. Systemets samlede kapacitet afhænger af rørledningens længde.Tankvarmeanlæggets specifikke effekt er 10-80 pr. 1 kvm. Den opvarmede overflade og det samlede beløb afhænger af tankens størrelse.
Formålet med fryseanlæg er at eliminere dannelsen af isstik og brud på rørledninger, derfor er det nok at opretholde + 5 ° C på røret. Temperaturvedligeholdelsessystemer kan variere meget i den krævede temperatur på røret (tank): +40 er nok til at transportere olie og mange vandige opløsninger ° C, og for bitumen kræver 160-180 ° C.
Varmesystemer til teknologisk udstyr De er kendetegnet ved en lang række formål, krævede temperaturer, specifikke kapaciteter og udvikles på basis af en individuel tilgang.
Systemformål
Temperatur ° C
Specifik strøm, W / kvm
Samlet effekt, kW
Termiske barrierer i kamrene i industrielle køleskabe
2-5
3 - 15
0,5-5
Opvarmning af satellitantenne
2-5
200-300
2-15
Affedtning af badevarme
30-50
200-400
0,5-3
Opvarmede betonprodukter
40-60
300
20-50
Pressepladevarme
40-150
300-1000
2-10
Opvarmede cylindre og injektions- og ekstruderingsmaskiner
120-130
10000 - 20000
Enkeltvarmer 0,5-2
Se også på elektrohomepro.com
: