Categories: Articles destacats » Notícies elèctriques interessants
Nombre de visualitzacions: 45804
Comentaris sobre l'article: 5
Cables de calefacció: tipus i aplicacions
Cables de calefacció: un tipus específic de productes de cable que converteixen l’energia elèctrica en calor per escalfar i exerceixen la funció d’un receptor d’energia elèctrica en lloc d’una línia de transmissió. Els cables de calefacció són significativament diferents dels cables i cables normals, amb la finalitat de transferir energia elèctrica amb la menor pèrdua i amb una lleugera caiguda de tensió sobre la longitud de la línia (normalment no més del 5%).
El cable de calefacció s’utilitza com a seccions de calefacció, és a dir. segments d’una certa longitud, i en aquesta longitud es produeix una caiguda completa del voltatge aplicat. Per tant, la secció de calefacció ha de ser considerada com un receptor convencional d’energia elèctrica (com un dels tipus d’elements de calefacció elèctrics).
La longitud de les seccions de calefacció per cable generalment oscil·la entre diversos metres i diversos centenars de metres.
L’efecte de la dissipació d’una part de l’energia transmesa en forma de calor, que és negatiu per als cables convencionals, s’utilitza com a útil en cables de calefacció. A més, la conversió de l’energia elèctrica en calor es produeix de la manera més òptima i econòmica. La conversió és completa, silenciosa, sense l’ús de substàncies addicionals (combustible, oxidant).
Els cables de calefacció tenen un rang força desenvolupat i s’utilitzen en una gran varietat d’instal·lacions i dispositius. No obstant això, es relacionen amb productes de cable peculiars i a la literatura especial pràcticament no hi ha obres sobre el disseny, el càlcul i l’ús de cables de calefacció.
Tipus de cables segons l’esquema de dissipació de la calor
Lineal resistent - cables de calefacció en què es produeix calor a causa de l'efecte Joule-Lenz quan el corrent elèctric passa pel nucli de calefacció. El cable està dissenyat de manera que es produeixi una caiguda completa del voltatge aplicat al nucli de calefacció, però els elements del cable no es sobreescalfen per sobre dels valors admissibles.
La longitud de la secció de calefacció sol ser d’uns pocs a centenars de metres. Els cables d’aquest tipus poden tenir un, dos o més nuclis de calefacció paral·lels que tenen una forma lineal o en espiral. El tall arbitrari de cable al llarg de la longitud és inacceptable.
La potència tèrmica dels cables lineals resistents disminueix lleugerament durant la calefacció i la magnitud del canvi depèn del valor del coeficient de resistència de temperatura del material del nucli de calefacció. Els més petits canvis de resistència s’observen en aliatges d’alta resistència (TKr + 0,0001), el més gran en coure (TKr + 0,004)
Zonal resistent Els cables de calefacció no difereixen en principi dels anteriors, però es diferencien fonamentalment pel que fa al seu disseny. Contenen dos conductors aïllats paral·lels.
L’aïllament dels conductors conductors ha localitzat periòdicament “finestres” desplaçades les unes de les altres amb un pas determinat (normalment uns 1 m). A sobre d'aquests dos nuclis es superposa una bobina de filferro prim d'aliatge d'alta resistència.
A les "finestres" l'espiral es tanca als cables conductors, per la qual cosa el cable representa un conjunt de resistències (resistències) connectades en paral·lel als cables conductors. A cada una d’elles hi ha una caiguda completa del voltatge aplicat. El cable zonal és convenient perquè es pot tallar a qualsevol lloc. La longitud mínima de la secció de calefacció és d’1,5 - 2 m.
La longitud màxima està determinada per la secció transversal dels conductors conductors i la potència lineal.Com que l’element de calefacció dels cables de zona resistiva està format per aliatges d’alta resistència, la seva potència és pràcticament independent de la temperatura, per això també s’anomenen cables d’energia constant.
Cables autoreguladors tenen un disseny parcialment semblant al disseny de cables de zona resistiva. També contenen dos conductors paral·lels, però no aïllats. Els conductors es troben inclosos en una matriu conductora del polímer o estan connectats a través de fils conductors de espiral.
L’efecte d’autoregulació s’obté a causa del fet que l’element combustible del cable, fabricat amb un material conductor de polímers, augmenta notablement la seva resistència quan s’escalfa. El valor Tcr del polímer conductor assoleix 0,05-0,075, és a dir, 12-18 vegades més que el del coure.
Cables de calefacció inductius en el seu disseny, contenen elements ferromagnètics, i els conductors aïllats estan distribuïts al voltant dels elements ferromagnètics en forma de bobinatge que indueix un flux magnètic alternatiu al nucli. L’efecte alliberador de calor s’obté tant a causa de pèrdues resistives en el bobinat com a pèrdues resistents al nucli derivades de corrents induïts.
La relació d'aquestes i altres pèrdues està determinada pel disseny del cable. Les pèrdues al nucli poden suposar un 80-20% de la pèrdua total de cables. En el primer cas, les pèrdues en la bobinada són petites, i s’escalfa lleugerament a causa de les seves pròpies pèrdues, cosa que permet obtenir una potència lineal significativament superior en comparació amb els cables resistents.
El mètode per escalfar canonades amb l'efecte SKIN també es pot considerar com una de les opcions per al cable inductiu. En aquest cas, el paper de l’enrotllament per inducció el juga un nucli aïllat de gran secció, i el paper de l’inductor és el tub d’acer en el qual es troba aquest nucli. La calor es genera tant al nucli com a la canonada a causa dels corrents de corrent induïts.
Aplicacions per a cables de calefacció
Els dispositius que utilitzen cables de calefacció poden ser notablement diferents en la mida, la temperatura de funcionament i la producció de calor. Per tant, la gamma d'aplicacions per a cables de calefacció és molt àmplia.
Roba climatitzada, mantes, catifes - mantes i catifes elèctriques, coixinet per escalfar, seients escalfats, roba escalfada i sabates. Per regla general, tenen una potència baixa (10 - 50 W) i una temperatura de funcionament segura per als humans, és a dir. no superior a 50 ºC. Aquest grup pot incloure escalfadors domèstics de baixa potència: escalfadors d'aliments per a nadons, desgeladors frigorífics que utilitzen cables de calefacció.
Sistemes de calefacció d’habitacions - en ells s’utilitzen cables de calefacció com a element de combustible, més o menys uniformement distribuïts per la zona de l’habitació. Si cal, es poden muntar cables a les parets i al sostre. La millor opció per instal·lar cables en termes de transferència de calor, emmagatzematge de calor, seguretat i seguretat és instal·lar el cable en el gruix d’un massís de ciment, situat sota un paviment decoratiu.
La temperatura a la superfície escalfada sol ser de 22 a 26 ° C, però pot arribar als 35 ° C. La potència específica dels sistemes de calefacció per terra varia entre 70-150 W / m². Els sistemes d'emmagatzematge tenen una potència de fins a 200 W / m². La potència total del sistema pot tenir límits molt amplis: des de 100 watts fins a desenes i centenars de quilowatts.
Sistemes de descongelació de voreres, escales obertes i rampes. Com en el cas anterior, els cables es posen en el gruix de la base de formigó. Aquests sistemes funcionen només en un moment en què la neu cau a la superfície d’aquests objectes o es formen gel.
La potència específica dels sistemes de calefacció per superfícies obertes varia entre 200-350 W / m². La capacitat total del sistema oscil·la entre diversos i desenes de centenars de quilowatts.
També inclou sistemes anti-glaç per a instal·lacions esportives (camps de futbol, cintes de carrera, carreres de curses, pistes de tennis), seccions perilloses d’autopistes (pujades, baixades, revoltes pronunciades), pistes. La potència específica de calefacció d’aquests sistemes pot arribar als 500W / m², i la potència total - diversos megavatios.
Sistemes de desglaç de teulades serveixen per prevenir: l’obstrucció del gel dels camins del flux d’aigua, la formació d’icicles i per eliminar la neu i el gel de les zones perilloses. Els cables de calefacció es col·loquen al llarg dels camins de flux d’aigua, en canonades, ràfecs, canons d’aigua, a les valls i cruïlles.
Els cables de calefacció utilitzats en aquests sistemes tenen, per regla general, una potència lineal de 25 o més watts per metre. La capacitat total del sistema depèn del disseny i la mida del sostre d’un edifici determinat i oscil·la entre 1-2 i diversos centenars de quilowatts.
La temperatura a la superfície dels sistemes anti-glaç en absència de neu i gel i a una temperatura ambient negativa sol ser de +5 - 7 ° C. Durant la fusió de la neu i el gel, la temperatura superficial només és una fracció de grau superior a 0 ° C. Si la temperatura ambient és superior a + 5 ° С, els sistemes anti-glaç s’apaguen de manera innecessària.
Sistemes de calefacció per canonades i dipòsits. Els sistemes de canonades són llargs i ramificats i els cables de calefacció són els més adequats per a la seva calefacció. A la pràctica, per regla general, hi ha dos tipus de sistemes de calefacció: prevenir la congelació i mantenir la temperatura a la canonada per sobre de la normal (per sobre de + 20 ° C). L’objectiu principal d’ambdós tipus de sistemes és compensar la pèrdua de calor de la canonada (o dipòsit) al medi.
Les seccions de calefacció es munten a la part superior de la canonada i es tanquen juntes per aïllament tèrmic. La potència lineal dels sistemes de calefacció de les canalitzacions sol ser de 10-60 W / m. La capacitat total del sistema depèn de la longitud de la canonada. La potència específica dels sistemes de calefacció per dipòsits és de 10-80 per 1 m 2. La superfície escalfada i el total depèn de la mida del dipòsit.
L’objectiu dels sistemes anti-congelació és eliminar la formació de taps de gel i la ruptura de les canonades, per tant n’hi ha prou amb mantenir la temperatura de + 5 º C. Els sistemes de manteniment de la temperatura poden variar molt en la temperatura requerida al tub (dipòsit): +40 és suficient per transportar petroli i moltes solucions aquoses. ° C, i per al betum cal 160-180 ° C.
Sistemes de calefacció per equips tecnològics Es distingeixen per una gran varietat de propòsits, temperatures requerides, capacitats específiques i es desenvolupen a partir d'un enfocament individual.
Finalitat del sistema
Temperatura ° C
Potència específica, W / m²
Potència total, kW
Barreres tèrmiques a les cambres dels frigorífics industrials
2-5
3 - 15
0,5-5
Calefacció per antena per satèl·lit
2-5
200-300
2-15
Degredant la calefacció de bany
30-50
200-400
0,5-3
Línies de productes de formigó escalfat
40-60
300
20-50
Calefacció per placa
40-150
300-1000
2-10
Cilindres escalfats i caps de màquines d'injecció i extrusió
120-130
10000 - 20000
Escalfador únic 0,5-2
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: