Кабель греющий принцип работы: принцип работы, виды, применение, как выбрать и где купить нагревательный кабель?
Содержание
Принцип работы и устройство саморегулирующегося кабеля
Саморегулирующийся нагревательный кабель — это такой кабель, который в зависимости от температуры обогреваемого объекта меняет теплоотдачу и энергию потребления автоматически. Другими словами, он обладает исключительным свойством реагировать на изменение температуры. Нагревается он только тогда, когда это необходимо. При этом не используются датчики температуры и электронные регуляторы. Каким же образом это необычное свойство создается?
Принцип работы и устройство саморегулирующегося кабеля
Саморегулирующаяся проводящая матрица (на рис. — поз. 1) лежит в основе саморегулирующегося кабеля. Она представляет собой непрерывный греющий элемент из полимера на углеродной основе и может менять свои проводящие свойства в зависимости от температуры. Например, при уменьшении температуры на конкретном участке увеличивается протекающий через матрицу ток, а это приводит к увеличению выделяемой тепловой мощности. При росте температуры всё происходит наоборот.
Два параллельных проводника (поз. 2), которые состоят из большого количества скрученных медных жил обеспечивают постоянное напряжение по всей длине кабеля. Для изоляции служит термопластичная оболочка (поз. 3). Также она защищает кабель от влаги и истирания. Металлическая оплетка (поз. 4) нужна для экранирования, заземления и дополнительной защиты матрицы и проводников от механических воздействий.
Рассмотрим, что происходит при включении «холодного» саморегулирующегося кабеля. Когда на кабель подается напряжение, матрица нагревается, что приводит к увеличению сопротивления, а ток при этом уменьшается. Значит при определённой температуре наступает баланс между потребляемой мощностью и температурой кабеля. Кабель выделяет большую мощность при уменьшении температуры среды вокруг кабеля, и наоборот. Эффект саморегулирования заключается в том, что один и тот же кабель на разных участках может иметь разную температуру.
Учитывая приведенные особенности устройства и принципа работы рассмотрим преимущества саморегулирующегося кабеля перед резистивными.
Простота и экономичность
Экономичность достигается тем, что при понижении температуры среды саморегулирующий кабель сам изменяет свой тепловой выход, что позволяет полностью отказаться от применения датчиков температуры и термостатов. Можно просто включить кабель непосредственно в электрическую сеть. Данное свойство расширяет сферу применения саморегулирующегося кабеля, т.к. не везде возможна установка датчиков температуры.
Хотя саморегулирующиеся кабели стоят дороже резистивных, их применение часто экономически оправдано. Например, потребляемая им мощность в два раза меньше для системы анти-обледенения, чем у резистивных.
Надежность, универсальность и простота монтажа
Если использовать саморегулирующийся кабель для обогрева труб, водостоков и т. д., то не нужно обеспечивать однородность среды по всей длине. Эти факторы приводят к локальным перегревам резистивного кабеля и могут быть причиной выхода из строя системы обогрева. А саморегулирующийся кабель автоматически уменьшит температуру в той области, где теплоотвод меньше, при этом в остальных местах температура останется неизменной. Также при повышении в течении длительного времени напряжения саморегулирующиеся кабели не сгорят, в отличии от резистивных кабелей. При усилии на разрыв такие кабели обладают более высокими прочностными характеристиками.
Весьма актуальным при обогреве трубной запорно-регулировочной аппаратуры является то, что можно осуществлять перехлест такого кабеля.
Также саморегулирующиеся кабели могут нарезаться кусками нужной длины, в то время как длина резистивных кабелей дискретна и определена линейкой (набором) кабелей фиксированной длины, которые нельзя укорачивать. Однако максимальная длина саморегулирующихся кабелей ограничена и составляет 100-150 м.
Классификация саморегулирующихся кабелей
Саморегулирующиеся кабели делятся на две группы: кабели без экранирующей оплетки и кабели с экранирующей оплеткой.
Так как кабели из первой группы имеют меньшее количество защитных оболочек, они значительно дешевле. Они различаются только по выделяемой мощности. В то же время такой кабель менее стоек к внешним воздействиям и имеет более низкую защиту от поражения электрическим током, чем кабель с экраном.
Также такой кабель нельзя укладывать на кровлю или открытые участки, так как его внешняя оболочка не предназначена для борьбы с ультрафиолетовым излучением и не предназначена для использования в агрессивных средах (например, в канализации). С учетом приведенных особенностей, кабели без экранирующий оплетки стоит использовать только там, где:
— кабель будет защищен от механических воздействий – по нему не будут ходить, стучать, по нему не будет сползать снег/лед
— кабель будет защищен от попадания прямых солнечных лучей.
Если вам нужно обогреть трубу в подвале, участок трубы на улице, дренажный желоб, подогреть снаружи канализационный сток, и т.п., то можно купить кабель без экрана.
Более универсальными являются саморегулирующиеся кабели с экранирующей оплеткой. Они представлены несколькими моделями с различными свойствами.
Кабели общего назначения. Оболочка таких кабелей не предназначена для работы в агрессивных средах и не защищена от воздействия ультрафиолета. Саморегулирующегося кабеля общего назначения используют в основном для обогрева водостоков и труб (водопроводных, канализационных, нефте-газопроводов, других). Кабель общего назначения не рекомендуется укладывать на кровлю или в желоба ввиду неподходящих условий среды, что приведет к значительному снижению его срока службы.
Одним из основных местом применения саморегулирующегося кабеля является обогрев трубопроводов. Поэтому производители часто выпускают комплекты для этой цели. Такой комплект представляет собой готовое к использованию устройство, и удобен тем, что не требует времени на сборку системы обогрева, его можно сразу же подключить.
Кабели с экранирующей оплеткой предназначены для обогрева кровли, водостоков, желобов. Оболочка такого кабеля имеет добавки, которые позволяют успешно противостоять воздействию ультрафиолета и другим агрессивным средам. Такие кабели обычно мощнее кабелей общего назначения, так как предназначены для работы в суровых температурных условиях.
Это свойство саморегулирующегося кабеля для обогрева кровли позволяет также использовать его для организации обогрева открытых площадок – ступеней, дорожек и т.д.
Специализированные саморегулирующиеся кабели с защитой оболочки от агрессивных сред можно использовать в условиях непосредственного контакта жидкости и кабеля внутри трубы, емкости и др.
Мы готовы предложить Вам проект с использованием описанного саморегулирующегося кабеля, а также произвести его поставку и монтаж!
Работа греющего кабеля — принцип работы саморегулирующегося нагревательного кабеля
Саморегулирующийся нагревательный кабель – это простой и в тоже время удобный инструмент для создания разнообразных систем нагрева. Такой кабель можно использовать для обогрева:
-
Систем трубопровода -
Емкостей и резервуаров -
Оборудования -
Водосточных труб -
Террариумов и аквариумов (в сочетании с терморегулятором)
Главная особенность саморегулирующегося нагревательного кабеля – возможность самостоятельно менять уровень тепловыделения в зависимости от температуры окружающей среды.
Принцип работы саморегулирующегося кабеля
Устройство такого кабеля отличается простотой. Теплорегуляция достигается за счет свойств полимерной нагревательной матрицы. При уменьшении температуры в любой части матрицы увеличивается её показатель проводимости тока, следовательно, элемент нагревается сильнее.
Это позволяет регулировать температуру без дополнительных терморегуляторов и существенно упрощает конструкцию. Такой принцип работы греющего кабеля позволяет обеспечить:
-
Долговечность и надежность -
Возможность использовать его в любых условиях -
Простота подключения (можно просто включить в розетку и заземлить)
Очень часто самонагревающийся кабель можно использовать без термостатов и датчиков тепла, если вам не нужен строгий контроль и возможность быстро менять температуру (например, в террариумах).
Устройство саморегулирующегося нагревательного кабеля
Греющий саморегулирующийся кабель состоит из несколько частей:
-
Два параллельных провода, обеспечивающих напряжение по всей длине -
Греющая полимерная матрица -
Несколько слоев изоляции -
Заземление -
Оплетка из металла для экранирования и механической защиты от повреждений
Такая простая конструкция делает кабель устойчивым к повреждениям различного рода и позволяет обеспечить высокий срок службы.
Преимущества саморегулирующегося нагревательного шнура
Помимо простоты и надежности такой кабель имеет целый ряд преимуществ по сравнению с греющими шнурами других принципов действия:
-
Однородное нагревание по всей длине греющего элемента -
Устойчивость к скачкам напряжения -
Возможность выполнить перехлест кабеля -
Отсутствие ограничений по длине
Среди недостатков можно выделить сравнительно высокую стоимость погонного метра кабеля. Также такие кабели выпускаются большими мотками и часто без заводских соединительных муфт, сальников, трубок для изоляции и других элементов. Вам нужно будет докупить все эти детали отдельно.
Маркировка кабелей с саморегулирующимся нагревательным элементом
Главный показатель, отображающий мощность работы кабеля, – это количество тепловой энергии в ваттах, которая выделяется с одного погонного метра при температуре в
+10 градусов Цельсия
. Часто это число отображается в названии кабеля.
Буквы
СТ
,
CF
или
СR
означают, что кабель экранирован, и его можно использовать в бытовых помещениях. Кабель без медного экрана можно устанавливать только на промышленных объектах, где к нему ограничен доступ.
Сфера применения нагревателя с саморегулирующей греющей матрицей
Условно можно выделить три основных сферы применения таких шнуров:
-
Для частных хозяйств (обогрев водопровода, канализации, водостока) -
Для коммерческого сектора (обогревание систем пожаротушения, труб, систем водоотводов) -
В промышленных помещениях (для работы в условиях агрессивной среды и повышенной опасности)
Их может отличать заявленный срок службы, материал матрицы и степень защиты изолирующего материала. Дороже всего обходятся кабели, предназначенные для работы на производстве.
Основы технологии электрообогрева
Перейти к содержимому
100 % принадлежит сотрудникам, основана в 1954 году
855.889.0092
Поиск
Контакт
855.889.0092
Температура жидких сред в трубопроводе может иметь решающее значение для работы установки. В зимние месяцы защита от замерзания становится необходимой, особенно в линиях с небольшим или отсутствующим потоком. В течение всего года может потребоваться поддержание температуры среды, поскольку она хранится или перемещается по всему предприятию. Хотя изоляция и кожух могут помочь, технологии электрообогрева часто являются лучшим решением.
Что такое тепловой обогрев?
Система электрообогрева — это электрическая система, используемая для поддержания или повышения температуры труб и резервуаров. Электрический нагрев достигается за счет использования резистивного элемента, который проходит вдоль трубопровода или сосуда. В современной технологии электрообогрева используется саморегулирующийся полимер, контролирующий мощность элемента. Когда температура окружающей среды падает, полимер создает проводящие пути, которые позволяют течь току и производить тепло. Когда температура окружающей среды повышается, токопроводящие пути начинают расходиться, пропуская меньший ток. На рисунке 1 показано, как это происходит.
Рисунок 1 (Нажмите, чтобы увеличить)
Требуемые расчеты системы обогрева
Кабели обогрева должны быть соответствующего размера для каждого применения. Кабели доступны с различной выходной мощностью, напряжением и материалами оболочки. Кабели обычно предназначены для прокладки вдоль трубопровода, 1 фут кабеля на 1 фут трубы. Клапаны, фланцы и другие компоненты с большей массой становятся теплоотводами и требуют дополнительного кабеля для компенсации дополнительных потерь тепла. При расчете тепловых потерь учитываются толщина и теплопроводность изоляции, разница температур окружающей среды и температуры трубы, а также общая площадь поверхности. Хотя эти расчеты можно выполнить вручную, большинство производителей используют сложное компьютерное программное обеспечение, которое легко выполняет расчеты за них. Взгляните на формулу потери тепла на рис. 2.9.0003
Рисунок 2 (Нажмите, чтобы увеличить)
Типы кабелей электрообогрева
После определения размера подбираются кабели электрообогрева с требуемой выходной мощностью и оболочкой для применения. Для более низких температур используется очень гибкий кабель, похожий на жилую проводку 12-2. Эти низкотемпературные кабели (PSB и HSB) способны достигать максимальных температур 392F. Для более высоких температур большинство производителей предлагают кабель с минеральной изоляцией (MI), температура которого может превышать 1200F. Как правило, кабель с минеральной изоляцией изготавливается на заказ и не может быть укорочен в полевых условиях.
Bartec, ведущий производитель обогревателей в Европе, который в настоящее время работает на рынке США, также предлагает среднетемпературный кабель AHT, способный выдерживать температуру 797F. Этот кабель AHT может быть укорочен в полевых условиях и имеет гибкую алюминиевую оболочку. В дополнение к кабелям эти системы позволяют использовать индивидуальные решения, включающие распределительные коробки, термостаты, регуляторы температуры, световые индикаторы и изоляцию. Взгляните на изображения ниже, чтобы увидеть разнообразие доступных опций и конфигураций.
Хотя большинство комплектов электрообогрева применяются к существующим трубопроводам, также доступны пучки трубок с предварительным обогревом. Компания Parker использует элементы обогрева Bartec в изготавливаемых на заказ пучках трубок обогрева. Они предлагают пакеты с подогревом для высоких и низких температур с несколькими доступными материалами изоляции и оболочки. Они также предлагают комплекты анализаторов с подогревом и комплекты продувки паром. Эти высокотехнологичные решения способны поддерживать температуру в критических линиях с высокой точностью. Взгляните на рис. 4, чтобы увидеть некоторые из наиболее распространенных типов пакетов Heat Trace.
Дальнейшие действия
Если вы планируете использовать в своем технологическом процессе систему обогрева или многотрубные пучки, компания Cross готова помочь! Компания Cross предлагает полную линейку технологического оборудования, включая системы электрообогрева таких брендов, как Bartec. Свяжитесь с одним из наших экспертов, чтобы обсудить ваш процесс и узнать, может ли система обогрева от Cross улучшить ваш процесс.
Узнайте, как наша группа по технологическим решениям может помочь улучшить качество, повысить эффективность и снизить риски.
855.889.0092
МагазинКрест
Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать отраслевые новости, образовательные материалы и обновления продуктов так, как вам удобно.
Загрузите нашу последнюю версию W9
© 2022 Компания Кросс. Все права защищены | Политика конфиденциальности | Условия использования
Совместная разработка и хостинг от Drum Creative
Держись! Были
Идет поиск…
Идет поиск…
Идет поиск…
Мы просматриваем тысяч страниц, чтобы найти наиболее актуальную информацию.
А пока наслаждайтесь этими забавными фактами…
Знаете ли вы… группа точных измерений в компании Cross была основана в 1939 году дедом нашего нынешнего генерального директора, Джимом Кингом. Это целая куча калибровки!
Знаете ли вы… Отпечаток пальца весит около 50 микрограммов. Мы знаем, мы взвесили это! Остаток, оставшийся от пальца, может повлиять на результаты взвешивания, поэтому мы надеваем перчатки при калибровке весов. Для справки, лист к бумаге примерно 4,5 грамма, это 4,5 миллиона микрограммов.
Знаете ли вы, что… Cross Company — это ESOP (План владения акциями сотрудников). Наш ESOP начался в 1979 году, а с 2006 года мы на 100 % принадлежат сотрудникам! Узнайте больше о нашем ESOP и о том, как это приносит пользу как членам команды, так и нашим клиентам.
Знаете ли вы… Компания Cross значительно выросла с момента своего основания в 1954 году. За эти годы мы приобрели 26 компаний! Сегодня наши пять групп обладают опытом во всем, от промышленной автоматизации до точных измерений, а также отраслевыми знаниями, начиная с 19 века.39.
Все, что вам нужно знать о системе обогрева
Что такое система обогрева?
У вас возникли проблемы с лопнувшими трубами или замерзшими поверхностями? Не особенно знакомы с системами обогрева? Ты не один. Однако не стоит беспокоиться. Мы подробно расскажем обо всем, что нужно знать о системах обогрева и нагревательных кабелях.
В течение почти столетия люди во всем мире полагались на различные варианты электрообогрева для защиты от перегрева. Тепловой обогрев использует электричество и изоляцию для поддержания или повышения температуры труб или других сосудов, заменяя любое тепло, теряемое из-за внешних температур. Система электрообогрева защищает трубы и резервуары от повреждения замерзанием, поддерживая при этом идеальные температуры, чтобы гарантировать, что вам никогда не придется жертвовать эффективностью ради потерь тепла.
Изначально существовавшая как кабели с минеральной изоляцией, производящие тепло от электрического тока, создающего сопротивление, этой оригинальной технологии не хватало контроля и возможности регулировки. Почти 50 лет назад мы стали свидетелями первого производства кабеля для трассировки «нарезанного по длине». С тех пор и по настоящее время благодаря развитию технологий системы электрообогрева развились от кабелей с минеральной изоляцией в металлической оболочке (MI) до саморегулирующихся кабелей обогрева, доступных сегодня. Саморегулирующийся кабель обогревателя представляет собой решение с самоограничением и нарезкой по длине, которое составляет большую часть современного рынка. Эти системы электрообогрева предлагают решения для любых задач, от защиты труб до обогрева почвы.
Неэффективные процессы нагрева могут замедлить производство, что приведет к потере времени и денег. Повреждение продуктов, вызванное отрицательными температурами или неправильным нагревом, является болезненной ошибкой. Системы электрообогрева созданы для того, чтобы исключить ошибки.
Цель этой статьи — предоставить вам достаточную информацию для понимания основ обогрева и его компонентов, а также ознакомиться с передовыми методами проектирования системы защиты от замерзания.
Выезд:
- Обычное использование
- Как работает обогрев?
- Что такое саморегулирующийся обогреватель?
- Насколько горячим становится обогреватель?
- Может ли тепловой след касаться самого себя?
- Как долго служат кабели?
Общее использование:
В холодные зимние месяцы трубы, по которым транспортируются жидкие вещества, могут подвергаться воздействию низких температур и повышенной вязкости. Обогрев чаще всего используется для защиты труб от замерзания в зимних условиях. Эти системы чаще всего используются для защиты воды от замерзания, поскольку вода в любом процессе или на любом объекте имеет решающее значение.
Кроме того, обогрев позволяет оптимально контролировать расход и вязкость транспортируемых жидкостей, позволяя пользователю регулировать температуру внутри труб, что, в свою очередь, улучшает и упрощает вашу работу.
Защита труб от замерзания — не единственное применение. Вот некоторые другие распространенные области применения:
- Системы снеготаяния на тротуарах, подъездных путях и внутренних двориках
- Защита содержимого бака от замерзания
- Вспомогательные инструменты работают в более благоприятных условиях окружающей среды.
Какими бы ни были ваши потребности, глубокое понимание систем обогрева поможет вам выбрать вариант защиты от непогоды, который подходит именно вам.
Как работает обогреватель?
Это простое объяснение распространенной проблемы. Если вы имеете дело с трубами, подверженными риску замерзания, вам подойдет система электрообогрева. Электрический элемент или кабель электрообогрева (см. рисунки ниже) устанавливается по длине трубы. Этот нагревательный кабель вырабатывает тепло для поддержания или повышения температуры поверхности трубы, и при установке с хорошей системой изоляции у вас есть отличное решение.
Как выглядит типичная система электрообогрева? Завершенная система начинается с источника питания. Кабели обогрева располагаются по всей длине поверхности трубы, иногда удерживаются на месте обычно с помощью высокотемпературной ленты. После прикрепления и трубы, и нагревательные кабели покрываются изоляционным кожухом для минимизации потерь тепла. Системами электрообогрева можно управлять с помощью простого термостата или датчика температуры, такого как терморезистор, который обеспечивает обратную связь с более распространенным ПИД- или ПЛК-контроллером. Эти системы будут контролировать и регулировать температуру обогревателя. Кроме того, большинство из них оснащены различными типами мониторов, чтобы помочь пользователю наблюдать за выходной мощностью. Большинство нагревательных кабелей, приобретенных отдельно, можно обрезать до нужной длины, а затем объединить с комплектами для заделки и сращивания/тройника2 для завершения системы.
Примечание. Выходная мощность обогревателя измеряется в ваттах на погонный фут. Напряжение нагревательного кабеля варьируется от 120 до 277 В переменного тока и от 3 до 20 Вт на погонный фут.
Что такое саморегулирующийся обогреватель?
Важным различием, которое необходимо понять, является разница между обогревателем постоянной мощности и саморегулирующимся обогревателем. В системе электрообогрева постоянной мощности равномерное и неизменное тепло передается по всей системе. При любой температуре окружающей среды будет выделяться одинаковое количество тепла.
В саморегулирующейся системе обогрева тепловая мощность определяется температурой поверхности, на которой установлен обогреватель. Более горячая поверхность уменьшит выходную мощность, более холодная поверхность позволит производить больше мощности. Хотя разница проста, понимание каждой из них важно для определения того, какая система обогрева подходит именно вам.
Еще одним преимуществом саморегулирующегося кабеля является то, что его можно наложить на себя. Когда другие типы теплотрасс, такие как кабель постоянной мощности или кабель с минеральной изоляцией, перекрываются или касаются друг друга, в нем образуется горячая точка, и он перегорает. Кабель саморегистрации этого не сделает.
Так как же это работает? Технология саморегулирующегося обогрева автоматически регулирует выходную мощность в соответствии с изменениями температуры, к которой она подключена. Эта технология начинается на микроскопическом уровне. Самая внутренняя часть кабеля, называемая токопроводящей сердцевиной, состоит из углеродного полимера, который реагирует на изменения температуры.
Когда температура поверхности снижается, сердцевина сжимается, что увеличивает общее количество электрических путей, что в свою очередь приводит к увеличению температуры. И наоборот, по мере повышения температуры наружного воздуха сердцевина расширяется, уменьшая количество электрических дорожек и снижая общую выходную мощность кабеля.
Насколько сильно нагревается обогреватель?
Насколько сильно нагревается нагревательный элемент? Кабель MI может выдерживать температуру около 1000 F, в то время как кабели постоянной мощности обычно могут выдерживать температуру выше 400F. Саморегулирующийся кабель обычно имеет 2 различных предложения, в диапазоне от 150 F до более 400 F поддержания температуры.
Если вы живете или работаете в районе, где часто бывают отрицательные температуры, многие из ваших основных вариантов обогревательных кабелей общей мощности не будут достигать температуры, достаточной для защиты от замерзания труб. В очень холодных погодных условиях, около 20 ° F или ниже, нагревательные кабели изо всех сил пытаются предотвратить образование льда.
Системы электрообогрева постоянной мощности различаются по мощности и выходной мощности. Обычный саморегулирующийся нагревательный кабель может принимать напряжение 120, 208, 240 и 277 В переменного тока и иметь мощность 3-20 Вт на фут. Кабель постоянной мощности обычно работает при том же напряжении, но его максимальная мощность составляет около 12 Вт на фут. Нагревательный кабель MI может выдерживать однофазное напряжение до 480 В, а на самом деле чуть более 1000 F.1
Может ли нагревательный элемент касаться самого себя?
Обогреватель постоянной мощности и кабель MI не могут пересекаться или касаться друг друга. Когда тепловой след постоянной мощности пересекается сам с собой, тепло только увеличивается. При прокладке нагревательных кабелей постоянной мощности к трубам или другим поверхностям убедитесь, что они не пересекаются и находятся на достаточном расстоянии друг от друга. Однако саморегулирующиеся кабели обогрева могут приспособиться к этому повышению температуры, что делает их безопасными для пересечения или перекрытия.
Однако, как и в любой электрической системе, всегда существуют потенциальные опасности при использовании обогревателя или нагревательных кабелей. Для достижения наилучших результатов лучше всего профессионально установить системы обогрева, независимо от того, используете ли вы нагревательные кабели или нагревательную ленту.
Каков срок службы нагревательных кабелей?
В то время как ожидаемый срок службы кабелей обогрева зависит главным образом от частоты использования, 3-5 лет — это довольно распространенный срок службы. Обогреватель может продолжать выделять тепло, но со временем эта теплоотдача может уменьшиться, что может привести к потенциальному отказу.
Вот несколько советов по увеличению срока службы систем обогрева.
- Убедитесь, что ваша утепленная куртка эффективна и хорошо сидит. Свободная теплоизоляционная оболочка увеличивает необходимую выходную мощность и рабочую нагрузку термокабеля. Без дыр и зазоров.