Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

W razie potrzeby, aby poradzić sobie ze szczególnie niskimi temperaturami w dowolnych elementach konstrukcyjnych budynków, systemach łączności, urządzeniach gospodarstwa domowego, użyto przewodu grzejnego. To urządzenie zapewnia dodatkowe ogrzewanie na całej długości lub obszarze trasy. Ważne jest, aby wziąć pod uwagę zasadę działania elementu grzejnego iw jakich sytuacjach wskazane jest jego użycie.

Cel i zasada działania

Przeznaczenie przewodów grzejnych pozwala na pokrycie różnych obszarów działalności przemysłowej i rozwiązywanie różnych zadań domowych. Najczęściej kabel grzejny służy do:

  • Ogrzewanie pomieszczeń lub budowli o małej kubaturze, w tym pokoi ozdobnych, terrariów, kopalń i studni;
  • Ogrzewanie całego lub tylko odcinka rurociągu, wody, ścieków i innych obiektów znajdujących się na wolnym powietrzu lub w nieogrzewanym pomieszczeniu;
  • Rozgrzanie zamrożonych przedmiotów podczas wykonywania jakichkolwiek operacji technologicznych na nich;
  • Ochrona przed zamarzaniem wody lub zapobieganie gromadzeniu się wilgoci;
  • Zapobiegać tworzeniu się lodu lub osadzaniu się śniegu;
  • Utrzymuj temperaturę obiektu w określonych granicach.

Zasada działania przewodu grzejnego jest opisana przez prawo Joule'a-Lenza, które stwierdza, że gdy prąd elektryczny przepływa przez dowolny element oporowy, energia cieplna zostanie z niego uwolniona. Proces ten jest spowodowany obecnością rezystancji elektrycznej w materiale przewodzącym, która występuje w wyniku oddziaływania naładowanych cząstek. Cząstki te stanowią przeszkodę dla kierunkowego ruchu prądu, a gdy zderzą się, wytwarzane jest ciepło.

Na podstawie powyższego można powiedzieć, że moc cieplna jest wprost proporcjonalna do oporu przewodu grzejnego i może być wyrażona wzorem:

Q = I 2 * R * t

Gdzie

  • Q - ilość uwolnionego ciepła;
  • I to ilość prądu przepływającego przez kabel grzejny;
  • R jest rezystancją omową elementu;
  • t - czas na podłączenie kabla do sieci elektrycznej.

W praktyce opór konkretnego przewodu grzejnego będzie zależeć od materiału przewodników przewodzących prąd, ich długości i sposobu połączenia. Wszystkie te parametry są określone przez cechy konstrukcyjne różnych typów kabli grzejnych.

Gatunki

Używane do ogrzewania elementów przewodzących prąd są podzielone na rezystancyjne (liniowe i strefowe), samoregulujące i indukcyjne. Wszystkie rodzaje przewodów grzejnych różnią się zasadą pracy i projektu. Rozważmy bardziej szczegółowo cechy każdego z nich.

Rezystancyjny liniowy.

Liniowy przewód grzejny to struktura zwykłego drutu, którego końce są podłączone do źródła zasilania. Tak więc model liniowy może być w zasadzie przedstawiony w postaci szeregowo połączonego rezystancyjnego typu oporowego, charakteryzującego się stałą mocą grzewczą. Liczba żył jest podzielona na jedno- i dwurdzeniowy przewód grzejny.

Pojedynczy liniowy.

Rys. 1: konstrukcja kabla jednożyłowego

Spójrz na rysunek, gatunki jednożyłowe składają się z przewodu grzejnego o wysokiej odporności właściwej, z reguły stali lub jej stopów. Obejmuje ona również jedną lub więcej warstw żaroodpornej izolacji, która nie ulega odkształceniu po podgrzaniu. Ten typ przewodu grzejnego można wyposażyć w ekran usuwający zakłócenia powodowane przez sam przewód i urządzenie zabezpieczające przed zwarciem doziemnym.

Jego główną zaletą jest prostota i bezpretensjonalność w działaniu, może również być w kontakcie ze strukturami przewodzącymi i ulegać nakładaniu się. Wady obejmują konieczność użycia sekcji fabrycznej o ustalonej długości (nie można odciąć potrzebnej części), potrzeba połączenia końców sekcji w jednym punkcie z „+” i „-” lub zerem i fazą.

Dwużyłowy liniowy

Rys. 2: podwójny kabel

Strukturalnie bliźniacze rdzenie mają dwa terminale podłączone do źródła zasilania. Składa się z tych samych elementów co w mono-rdzeniu z jedną różnicą - zawiera dwa równoległe rdzenie zamiast jednego. Dodatkową zaletą jest to, że dwużyłowy przewód grzejny, w przeciwieństwie do kabla jednożyłowego, nie musi być zwracany przez drugi koniec sekcji do punktu przyłączenia, co zapewnia pewną wygodę podczas ogrzewania rurociągów i innych długich konstrukcji.

Rezystywna strefa

Kable strefowe są rodzajem rezystancyjnym, z tą różnicą, że mają bardziej złożoną i funkcjonalną strukturę. W porównaniu z konstruktem liniowym ma następującą cechę:

Rys. 3: konstrukcja kabla strefowego

Jak widać na rysunku, kabel strefowy, jak również kabel liniowy, zawiera dwa przewodzące prąd przewody miedziane, wewnętrzną izolację każdego rdzenia, przewód grzejny wykonany z materiału o wysokiej rezystywności, izolację zewnętrzną.

Jego konstrukcja charakteryzuje się obecnością okien w wewnętrznej izolacji, w której przewód grzejny jest podłączony do przewodu przewodzącego prąd. Same okna znajdują się w odległości 1 - 2 m od siebie. Tak więc między oknami element grzejny jest połączony równolegle i otrzymuje napięcie sieciowe. Oznacza to, że każdy z odcinków drutu odpowiada 220 V lub wartości podawanej do przewodu grzejnego.

Dzięki takiemu konstruktywnemu rozwiązaniu, nie cała długość powinna mieć stały opór, ale tylko przewód znajdujący się w miejscu 1–2 m, zwanym strefą (od której ten typ kabla przyjmuje nazwę). Dzięki takiemu projektowi długość sekcji można wybrać dowolnie, w zależności od osobistych życzeń.

Kable samoregulujące

Kabel samoregulujący różni się od poprzednich wersji pod względem konstrukcji i zasady działania.

Rys. 4: samoregulująca konstrukcja kabla

Spójrz na zdjęcie, tutaj pokazano projekt samoregulującego kabla, w tym:

  • Zewnętrzna powłoka chroniąca elementy wewnętrzne przed narażeniem środowiska.
  • Przewody przewodzące prąd, zasilane napięciem z zewnętrznego źródła.
  • Oplot ekranujący chroniący otaczającą komunikację przed promieniowaniem elektromagnetycznym samego kabla.
  • Warstwa wewnętrznej izolacji do elektrycznego oddzielania elementów przewodzących prąd od oplotu metalowego dla kabli ekranowanych lub od struktur zewnętrznych w przypadku braku osłony.
  • Matryca półprzewodnikowa, która jest elementem grzejnym.
Rys. 5: Zasada działania matrycy półprzewodnikowej

Ta część samoregulującego kabla jest rodzajem czujnika temperatury. Im bardziej ogrzane jest środowisko, tym mniejsza przewodność elementów grzejnych, zmniejsza się ilość przepływającego przez nie prądu, a także ilość wytwarzanego ciepła. W ten sposób wyrażana jest funkcja samoregulacji poziomu temperatury.

Główną zaletą takiego kabla grzejnego jest jego całkowita autonomia - ilość wytworzonej energii cieplnej niezależnie dostosowuje się do temperatury otoczenia, w którym się znajduje. Z tego powodu różne odcinki kabla grzejnego będą miały moc nieliniową, wytwarzając temperaturę, której potrzebujesz w konkretnej sytuacji. Kolejną zaletą tego typu urządzenia grzewczego jest dowolna długość. Wadą jest jednak to, że jest sprzedawany w standardowych wnękach i nie ma elementów łączących w konfiguracji.

Indukcyjne przewody grzejne

Zasada tego typu kabla grzejnego polega na indukowaniu EMF w środowisku ferromagnetycznym. Strukturalnie składa się z rdzenia przenoszącego prąd, który jest nawinięty na rdzeń ferromagnetyczny podobny do cewki. Gdy prąd płynie przez rdzeń przenoszący prąd, emf będzie indukowany w rdzeniu. Ogrzewanie zachodzi na skutek strat elektrycznych spowodowanych prądem w przewodzie i stratami stali na zasadzie efektu skóry.

Główną różnicą w stosunku do innych rodzajów przewodów grzejnych jest stosunek uwolnionej energii cieplnej. Tutaj straty miedzi wynoszą tylko 20%, podczas gdy w materiale ferromagnetycznym pozostałe 80% zostanie utracone. W zależności od marki współczynnik strat może się różnić. W rezultacie moc liniowa kabla indukcyjnego może być znacznie niższa przy zachowaniu tej samej temperatury ogrzewania.

Funkcje instalacji

Podczas układania przewodu grzejnego ważne jest przestrzeganie wielu zasad, a mianowicie:

  • Temperatura otoczenia na etapie instalacji systemu grzewczego nie powinna być niższa niż + 15ºС.
  • Mocowanie na powierzchni należy wykonać w taki sposób, aby nie uszkodzić elementów konstrukcyjnych sekcji grzewczych (zaciski fabryczne, specjalna taśma klejąca, szczeliwo, miękkie okładziny, zaciski itp.).
  • Podczas tworzenia trasy lub siatki konieczne jest zapewnienie wystarczającej powierzchni grzewczej dla danego obiektu, w zależności od jego parametrów.
  • Podczas pokonywania zakrętów upewnij się, że promień gięcia nie przekracza sześciu jego średnicy.
  • Po zakończeniu instalacji należy sprawdzić integralność izolacji i przewodów, wybierając i mierząc poziom oporu.

Rozważmy teraz kilka praktycznych wskazówek dotyczących właściwości uszczelki w sytuacjach prywatnych. Jeśli przewód grzejny jest używany do ogrzewania dachu lub innych obiektów, na których jest zainstalowany pod bezpośrednim działaniem promieni słonecznych, lepiej jest użyć ekranowanych znaków. Ponieważ plecione modele używają znacznie bardziej stabilnej osłony niż kable ogólnego przeznaczenia.

Podczas ogrzewania drenów konieczne jest wybranie miejsca w najzimniejszym punkcie lub z najmniej ogrzewanej strony. W poziomych rowkach przewód grzejny musi być zainstalowany w dolnej części rowka, aby ciepłe masy podniosły się i stopiły lód powyżej. W pionowych rurach systemu odwadniającego od ściany budynku, jak pokazano na rysunku, ponieważ rozgrzewa najgorsze:

Rys. 6: Przykład instalacji w systemie odwadniającym

Ponieważ przewód grzejny można umieścić w wodzie, mogą one bezpośrednio podgrzewać rury wodne lub systemy grzewcze. Zainstaluj go wewnątrz rury, jak pokazano:

Rys. 7: Przykład ułożenia kabla grzejnego wewnątrz rury

Należy zauważyć, że zabrania się instalowania przewodu grzejnego wewnątrz kanalizacji i rur spustowych, ponieważ będą się do niego przyczepiać różne zanieczyszczenia. Z powodu korków, które utrudniają przepuszczalność i prowadzą do całkowitego pokrywania się. Dlatego też rury kanalizacyjne z polimeru i metalu są ogrzewane przez zainstalowanie elementów grzejnych na zewnątrz. Ale warto zauważyć, że drut grzejny musi być odizolowany od warstwy izolacji cieplnej za pomocą specjalnej taśmy aluminiowej.

Obszary zastosowań

Kabel grzejny służy do ogrzewania takich elementów konstrukcyjnych:

  • ciepłe podłogi - zarówno w gospodarstwie domowym (łazienki i kuchnie), jak iw pomieszczeniach przemysłowych;
  • dachy budynków, w których istnieje ryzyko gromadzenia się sopli lub mas śniegu na chodnikach lub w strefie dla pieszych;
  • różne rurociągi w sieci wodociągowej, kanalizacyjnej, grzewczej itp .;
  • pojemniki i zbiorniki do przechowywania substancji ciekłych;
  • systemy odwadniające i odwadniające;
  • ogrzewanie stopni budynków, chodników i przejść technologicznych;
  • maty grzewcze, dywaniki i tory;
  • Akwaria i terraria dla zwierząt domowych.

W sferze przemysłowej kabel grzejny może mieć bardziej specyficzne zastosowania, przykłady niektórych z nich, a niezbędne parametry do ich skutecznego działania przedstawiono w poniższej tabeli:

Tabela: obszar zastosowania kabla grzejnego

ZakresWymagana temperatura T , ° СMoc właściwa, W / m 2 .Całkowita moc, kW
Bariery termiczne w komorach lodówek przemysłowych2-53 - 150, 5-5
Ogrzewanie anten satelitarnych2-5200-3002-15
Odtłuszczanie kąpieli podgrzewanej30-50200-4000, 5-3
Podgrzewana linia do produkcji betonu40-6030020-50
Prasy płyt grzewczych40-150300-10002-10

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria: