Как работает саморегулирующий греющий кабель: Как работает греющий кабель?

Содержание

Как работает греющий кабель?

Саморегулирующийся кабель имеет в основе полимерную матрицу, способную менять сопротивление в зависимости от окружающей температуры. Выше температура – меньше линейная мощность кабеля. Таким образом саморегулирующийся кабель контролирует тепловыделение на любом участке длины. Бытовой саморегулирующийся кабель – низкотемпературный, максимальная рабочая температура (при +10°С) это 65°С, то есть при +10°С включенный в сеть греющий кабель способен нагреться до 65°С. Максимальная температура воздействия (та температура внешней среды, при которой кабель сохраняет свои свойства) – 85°С, это имеет значение при обогреве кровли, где в летнее время кровля может разогреваться от солнечных лучей.

Кабель, включенный в сеть стремится к разогреву до 65°С, при положительной температуре он снижает мощность и сокращает энергопотребление. Но подключенный кабель работает, хоть и минимально постоянно. Просто при положительных температурах мощность тепловыделение незначительно.

Поэтому любую систему обогрева экономичней подключать через простейшее устройство типа СМП10, которое будет полностью отключать обогрев при +5°С например. Но удобство греющего кабеля заключается в том, что он исключает локальный перегрев, сам регулирует свою температуру в рамках заданного диапазона (что гораздо экономичней, чем при использовании, например, резистивного кабеля).

Таким образом – вручную его нужно отключать только в теплый период, в остальное время он может работать без вмешательства человека.

Совет инженера: Максим Селезнев

Ведущий инженер-проектировщик ООО «СКО Альфа-проджект»

Что еще следует знать про греющий кабель:

Задать вопрос специалисту

  • Рассчитаем требуемую мощность
  • Подберем кабель и крепления, подходящий для Вашего объекта
  • Порекомендуем удобную систему управления

Спасибо, наш менеджер свяжется с вами в ближайшее время

Заполните обязательные поля

Расчеты будут отправлены на Ваш e-mail, внимательно проверьте данные при отправке.

Греющий саморегулирующийся кабель и его характеристики

Отличительная особенность саморегулирующихся кабелей — значительное изменение погонной мощности в зависимости от температуры окружающей среды.

Саморегулирующиеся кабели с монолитным ядром.
Тепловыделяющий элемент кабеля – матрица из полимера смешанного с углеродом. Смесь с помощью экструдера напрессовывается на два луженых проводника. Эффект саморегуляции обеспечивается из-за изменения количества связей между частичками углерода при изменении температуры. При уменьшении температуры матрицы полимер сжимается и количество связей увеличивается. При этом сопротивление снижается, а мощность ( тепловыделение) увеличивается. Увеличение температуры матрицы приводит к обратному процессу.

Далее на матрицу напрессовывается несколько слоев изоляции и металлический экран (медный или стальной). Изоляция обеспечивает защиту матрицы от воздействия влаги, агрессивных веществ, внешнего механического воздействия, а также обеспечивает электростатическую защиту.

+

  • Высокая надежность;
  • Экономия электроэнергии, так как мощность кабеля меняется в зависимости от температуры;
  • Удобство монтажа;
  • Независимость погонной мощности от длины контура;
  • Безусловный температурный рейтинг

  • высокая стоимость;
  • наличие стартовых токов;
  • “старение” кабеля, надежность, срок службы некоторых типов кабеля;

Старение саморегулирующегося кабеля

Одно из наиболее важных свойств саморегулирующегося кабеля – стабильность характеристик греющей матрицы. С течением времени происходит старение полимера, и матрица начинает терять свои свойства, мощность кабеля снижается.

Дешёвые кабели имеют небольшой срок службы — не более 3-х, 4-х лет. Часты случаи, когда мощность снижалась в два раза за год, два или же кабель полностью терял свои свойства в течении первого сезона эксплуатации. Кабели таких производителей как Penair, Fujikura отличаются высокой стабильностью характеристик и большим сроком службы благодаря высокому качеству исходных компонентов и технологическим процессам изготовления.

На стабильность характеристик кабеля влияет много параметров и особенностей технологических процессов — характеристики углеродных добавок (Fujikura использует специальные углеродные трубки собственного изготовления обеспечивающих равномерность тепловыделения по объему матрицы, что значительно увеличивает срок службы), гомогенность смеси (неоднородность смеси приводит к нестабильности характеристик и сокращает срок службы), состав полимера, являющегося основой матрицы, сшивка полимера, нанесение матрицы на токопроводящие жилы (микропузырьки на жилах приводят к ускоренному выхода кабеля из строя), нанесение изоляции ( возникновение полостей воздуха под изоляцией приводит к ухудшению теплосъема), и т. д.

При производстве саморегулирующихся нагревательных кабелей компания Fujikura использует дополнительные технологические методы для увеличения срока службы кабелей. Например после нанесения изоляции на матрицу для устранения внутренних напряжений в матрице осуществляется стабилизация конструкции по специально разработанной программе.

Необходимо также учитывать, что некоторые производители саморегулирующихся кабелей, с высокой скоростью старения, закладывают более высокие начальные мощности, что бы обеспечить приемлемые сроки работы кабеля. Это приводит к возникновению больших стартовых и номинальных токов.

Проводники запрессовываются в слой первичной изоляции, поверх этого слоя наматывается греющий элемент – как правило, нить из нихрома. Греющий элемент через равные расстояния замыкается на проводники, создавая отдельные зоны нагрева.

Стартовые токи.

В момент включения саморегулирующегося нагревательного кабеля матрица имеет температуру окружающей среды, а значит, небольшое сопротивление. Для прогрева матрицы до рабочей температуры и увеличения сопротивления требуется некоторое время. В начальный момент погонная мощность превышает номинальную. Очень короткое время ( до 0,2 секунды) мощность превышает номинальную в 3-10 раз.

Окно мощности.

Технология изготовления саморегулирующегося кабеля не гарантирует точного соответствия мощности номинальным значениям. В реальности мощность саморегулирующегося кабеля может несколько отличаться от номинальной.

Для пользователя важна реальная мощность, поскольку этот параметр влияет на энергопотребление и нагрузку силовой части системы, частоту срабатывания автоматов защиты. Технологии компании Fujikura обеспечивают высокое качество и по этому параметру — 95% продукции укладывается по погонной мощности в диапазон «номинал+10%».

Саморегулирующиеся кабели с греющей нитью.

Высокотемпературные саморегулирующиеся кабели с классическим монолитным ядром характеризуются очень неравномерным температурным полем. Это приводит к образованию зон внутренних напряжений и преждевременной деградации полимера, что снижает срок жизни кабеля.

Для продления срока службы высокотемпературных кабелей компания Fujikura предлагает саморегулирующийся кабель с греющим полимерным волокном PGH ( аналогичный продукт Pentair XTV).

 

Отметим, что Fujikura использует специальный технологический процесс , полностью исключающий смещение греющего волокна и соприкосновение его частей.

Технологии и компоненты, используемые мировыми лидерами, такими как Pentair и Fujikura гарантируют большой срок работы кабеля практически без потери мощности в течении срока эксплуатации.

Подтвержденный срок эксплуатации кабеля Fujikura  30 лет.

 

Саморегулирующийся нагревательный кабель от компании «Профэлекторообогрев»

NEW

от 330 руб

от 1540 руб

1076.62 руб

1618.46 руб

от 369 руб

395 руб

920 руб

950 руб

1250 руб

Nelson limitrace LT210-JT

Производитель: Nelson EasyHeat

Мощность кабеля (Вт / п.м.): 32

Максимальная длина секции (м): 115

Вид кабеля: Саморегулирующийся

Место установки: В ендовах, водостоках, желобах, трубах

Добавить к сравнению

1250 руб

Nelson limitrace SLT2-JT

Производитель: Nelson EasyHeat

Мощность кабеля (Вт / п.м.): 17

Максимальная длина секции (м): 122

Вид кабеля: Саморегулирующийся

Место установки: В ендовах, водостоках, желобах, трубах

Добавить к сравнению

175 руб

440 руб

284 247 руб

1033 руб

Саморегулирующийся нагревательный кабель – это проводник с высоким удельным сопротивлением, способный под воздействием электротока увеличивать свою температуру и выделять тепло. Сегодня его использование считается самым эффективным способом защиты труб и других конструкций от замерзания, благодаря чему он широко используется в разных сферах. Компания «Профэлектрообогрев» занимается поставкой высококачественных саморегулируемых греющих кабелей и осуществляет их профессиональный монтаж.

Сферы использования

Уникальные характеристики наделяют саморегулируемый греющий кабель универсальностью использования. Так, данное оборудование часто применяется для обогрева водопроводов и канализационных труб, которые при сильных морозах могут замерзать и разрушаться. Также греющие кабели данного вида применяются для постоянного нагрева кровли, водостоков и желобов, что позволяет избежать образования сосулек. Не обойтись без него и при необходимости обогрева кровли, лестниц, перил и других конструкций, которые после появления льда могут представлять опасность для человека. Прекрасные возможности нагревательных кабелей давно используется при обустройстве теплых полов в помещениях различных типов.

Принцип работы саморегулируемого кабеля

Саморегулируемый кабель конструкционно очень похож на обычный электрический провод. В его основе – две медные жилы, разделенные между собой распоркой и закрытые изоляцией из чувствительного греющего волокна, медной оплеткой, теплостойкой электроизоляцией и наружной защитной оболочкой. Работает саморегулирующийся нагревательный кабель очень просто: на холоде нагревательный элемент сжимается, в результате чего его сопротивление снижается и выделяется больше тепла. При повышении окружающей температуры, все происходит наоборот. При этом каждый участок действует независимо от других, благодаря чему и достигается высокая энергоэффективность саморегулирующегося кабеля.

Особенности монтажа

Способ укладки кабеля зависит от вида утепляемой конструкции, а также поставленной задачи. Чаще всего он монтируется спиралью, волной или параллельными линиями. Для фиксации провода применяют алюминиевую ленту. При этом она служит не только для закрепления, но и для внешней обмотки. Также большую роль играет вид выбранного саморегулируемого греющего кабеля, поскольку оборудование отличается между собой по количеству жил, мощности, максимальному напряжению и ряду других характеристик.

Заказать саморегулирующийся кабель для эффективного обогрева трубопроводов и различных конструкций вы можете по телефону +7 (495) 943-32-62 или с помощью специальной формы-заявки на сайте.

Саморегулирующийся греющий кабель Heat Trace GTe (G-Trace)

Греющий кабель GTe (G-TRACE) — саморегулирующийся электро нагревательный кабель ленточного типа, специально предназначенный для использования в системах антиобледенения кровли, защиты водостоков и желобов от льда, защиты от промерзания ливневых стоков. Нагревательный кабель GTe (G-TRACE) имеет ступенчатую характеристику удельной мощности: в снегу, во льду и в талой воде нагревательный кабель работает на максимальную мощность; при нулевой температуре в воздухе саморегулирующийся кабель отдает половину мощности; при потеплении саморегулирующийся кабель уменьшает выходную мощность.

Производитель: HEAT TRACE, Ltd (Великобритания).

В наличии на складе

Ед. измерения : метр

  • удельная мощность 18/36 Вт/м на воздухе/в воде (льду) при 0°С;
  • оболочка, стойкая к ультрафиолету.

В наличии на складе

Ед. измерения : метр

  • удельная мощность на воздухе 18 Вт/м, в воде 36 Вт/м;
  • рассчитан на использование в нормальных (безопасных) или опасных, а также коррозионных окружающих средах;
Тип GTe

Особенности греющего кабеля GTe G-Trace

  • Автоматически изменяет мощность нагрева в зависимости от изменения температуры окружающей среды
  • Максимальная температура среды до +85°С
  • Минимальная температура монтажа -40°С
  • Может быть отрезан любой длины без остатка
  • Не перегревается и не перегорает, даже при перехлестывании кабеля
  • Напряжение питания — ~110/120В и ~220/240В
  • Поставляется в катушках
  • Полный ассортимент управляющего оборудования и комплектующих
  • Рассчитан на использование в нормальных (безопасных) или опасных, а также коррозионных окружающих средах

Маркировка нагревательного кабеля GTe G-Trace

GTe2 — нагревательный саморегулирующийся кабель G-TRACE с напряжением питания ~220/240В
GTe2-F — нагревательный саморегулирующийся кабель G-TRACE с напряжением питания ~220/240В, с фторополимерной внешней оболочкой для применения в коррозионных средах.


Технические характеристики GTe (G-Trace)

Напряжение питания — ~110…120В или ~220…240В;
Макс. температура среды — +85°С;
Мин. темп. установки кабеля: -40°С;
Максимальное сопротивление защитной оплетки: 18,2 Ом/км;
Удельная мощность при условиях:
— во льду при 0°С — 36 Вт/м;
— на открытом воздухе при 0°С — 18 Вт/м.

График зависимости тепловыделения саморегулирующегося нагревательного кабеля G-Trace от температуры окружающей среды:

А — в снеге и во льду нагревательный кабель работает на максимальную мощность;

B — при нулевой температуре:
— в воздухе нагревательный кабель отдает половину мощности;
— в талой воде отдает полную мощность;

C — при дальнейшем потеплении нагревательный кабель уменьшает выходную мощность.


Размеры:
ТИП Номинальный
размер (мм)
Вес,
кг/100м
Минимальный
радиус изгиба
GTe 10,5х5,9 10 35 мм

Скачать техническое описание:

Все цены в каталоге указаны в рублях включая НДС.

Отличие резистивного кабеля от саморегулирующегося.

Критерий Резистивный кабель Саморегулирующийся кабель
Локальный перегрев в месте перехлеста нитей кабеля Кабель поддерживает постоянную мощность по всей длине => в месте перехлеста перегревается, что вызывает быстрое старение и разрушение материала кабеля в этом месте Уменьшает потребляемую мощность в местах перехлеста за счет свойств «матрицы»
Пусковые токи Начальные токи превышают номинальное значение на 10-15% => автоматика по номинальным параметрам Начальные токи превышают номинальное значение в 2 раза => автоматика выбирается по параметрам пуска => удорожание щита управления обогревом
Устойчивость к механическим воздействиям (давление шага, перегиб, перекрутка и т.д.) Сильная деформация кабеля приводит к деформации жилы в сторону уменьшения площади сечения проводника, благодаря чему в данном месте уменьшается сопротивление и образуется локальный перегрев Деформация «матрицы» не влияет на работу кабеля
Максимальная длина За счет варьирования сопротивления греющей жилы удается достигнуть больших длин, сопротивление включено последовательно Саморегулирующаяся матрица установлена между жилами, имеющими конечное сечение и соответствующие ограничения по току, при большой длине секции жилы греющего кабеля со стороны холодного конца перегреваются и происходит отслоение материала матрицы от медного проводника => кабель локально выходит из строя
Обогрев кровли (змейка) Благодаря круглому сечению легко раскладывается Кабель имеет форму ленты, за счет чего при частой укладке кабель лежит на ребре, что менее эффективно
Обогрев кровли (желоба) Скапливающаяся в желобах грязь обволакивает кабель, в результате чего происходит «запирание» тепла и локальный перегрев Благодаря эффекту саморегуляции кабель локально снижает мощность и «запирания» тепла не происходит
Обогрев кровли (водосточные трубы) Высокая вероятность пересечения нитей кабеля, запирание тепла, благодаря скапливающемуся мусору=> перегрев Пересечение нитей не провоцирует перегрев, устойчив к «запиранию» тепла
Обогрев площадок Постоянная мощность => стабильный разогрев даже в экстремальных условиях (при очень низкой температуре) При низкой температуре выделяет большую мощность => быстрее происходит нагрев Экстремальные условия (очень низкая температура) => крайне высокие значения пускового тока могут спровоцировать отслоение «матрицы» от токоведущей жилы => выход кабеля из рабочего состояния (уменьшение погонной мощности кабеля)
Обогрев резервуаров Постоянная мощность => стабильный разогрев в любых условиях, устойчивое поддержание положительной температуры, высокий температурный класс, для любых целей Простая раскладка на любой форме за счет возможности пересечение нитей кабеля. Благодаря эффекту саморегуляции поддержание температуры происходит с большим статизмом (погрешностью регулятора).
Обогрев трубопровода Уникальные конфигурации объектов => отсутствие необходимой длины (так как фиксированная длина секции). Кабель на отрез, поэтому с легкостью покрывает любую форму, любую конфигурацию обогреваемого объекта
Долговечность Большое количество условий для появления локального перегрева, но при правильной установке и уходе за кабелем служит до 20 и более лет. Не имеет свойств к перегреву, но ресурс материала матрицы ограничивает срок службы кабеля до 10 лет (есть исключения, например саморегулирующийся кабель Fujikura имеет срок службы до 20 лет и более).

Что такое нагревательный (греющий) кабель?

Обогрев греющим кабелем используется в нефтегазодобывающей и перерабатывающей промышленности, на нефтебазах, на асфальтобетонных заводах, в промышленном и гражданском строительстве. Наша компания решает практические любые задачи по обогреву труб, трубопроводов, емкостей, резервуаров и ендов, а также по кабельный обогрев кровли и прочих конструкций, открытых площадей, полов и другого технологического оборудования. Саморегулирующийся греющий кабель не перегревается и не выгорает, так как термовыделение регулируется в зависимости от температуры соседнего с ним объекта.

Греющие (нагревательные) кабели подразделяются на:

Термоэлектродные провода

К виду термоэлектродные провода относятся провода марок ПТП, ПТПЭ и пр. Эти провода нужны для подключения термопар к приборам, измеряющим температуру в тех или иных местах технологического процесса. Прокладывают термоэлектродные провода как внутри помещения, так и внутри приборов и подключают к термопарам с соблюдением полярности. Провода имеют жилы, изоляцию, защитный покров и экран.

Термопарные провода

Термопарные провода, также как компенсационные провода, подключают термоэлектрические преобразователи к измеряющим температуру приборам. Их использование уменьшает погрешности измерения. Термопарные провода имеют жилы на основе сплавов хромеля и алюмеля (ХА), хромеля и копеля (ХК), железа и константана и пр. Соответственно эти марки проводов включают соответствующие по конструкции термопары: ХА, ХК, ЖК и пр.

Саморегулирующиеся кабели Thermo

Саморегулирующиеся ленты находят достаточно широкое применение там, где нужно поддерживать технологически необходимую температуру достаточно высокой. Особенности их устройства позволяют отрезать их на нужную длину.

Резистивные нагревательные кабели Thermo

Резистивные нагревательные кабели используют при обогреве трубопроводов и резервуаров, разнообразного технологического оборудования, а также кровли и пр. Есть огромное множество задач, где используют резистивные кабели. Особенность резистивных нагревательных кабелей — постоянное сопротивление. Среди всех можно выделить армированные резистивные кабели, у которых повышенная прочность и уровень тепловыделения свыше 30 Вт/м.

Одножильные греющие кабели Thermo

Предназначены для использования в кабельных системах обогрева (системы отопления, системы комфортного подогрева «теплый пол», обогрев открытых площадок и грунта, системы антиобледенения и снеготаяния дорог, тротуаров, пандусов, крыш, водосточных желобов и труб, системы обогрева трубопроводов и т.п.). Нагревательный элемент — одножильный проводник с двумя холодными концами для подключения к сети. 

Двухжильные греющие кабели Thermo

Предназначены для использования в электрических кабельных системах обогрева. Греющие кабели идеально подходят для систем отопления и комфортного подогрева пола, также используются в системах обогрева грунта, системах снеготаяния и антиобледенения дорог, и для защиты желобов и водостоков крыши от снега и льда… Нагревательный элемент — двухжильный проводник с одним холодным концом для подключения к сети, что существенно облегчает укладку нагревательного (греющего) кабеля при монтаже

Нагревательные маты Thermomat

Предназначены для использования в системах комфортного подогрева «Теплый пол». Теплые полы на базе нагревательных матов Thermomat из-за своей малой толщины идеально подходят для укладки непосредственно под керамическую плитку в клеевой слой, для всех типов помещений. Специалисты рекомендуют применять их при косметическом ремонте, т.к. его установка не требует бетонной стяжки и существенно не увеличивает уровень пола. Нагревательный элемент — двухжильный нагревательный (греющий) кабель, вплетенный в тонкую гибкую самоклеящуюся сетку из армированного пластика, с одним холодным концом для подключения к сети.

Промышленный саморегулирующийся греющий кабель характеристики и особенности применения

Саморегулирующиеся греющие кабели в системах электрообогрева

ТЕХНИЧЕСКИЙ ОБЗОР: Основные проблемы и особенности применения и эксплуатации саморегулирующихся греющих кабелей в системах промышленного электрообогрева нефтегазовой отрасли.

Введение

В настоящее время для обогрева технологических объектов нефтегазовой отрасли широкое распространение получили системы промышленного электрообогрева. В реализации и последующей эксплуатации данных систем участвуют множество специалистов различных специальностей, но в технической литературе данный вопрос освещен, мягко сказать, недостаточно.

В данной статье мы не будем пытаться охватить все типы нагревательных элементов, применяемых для построения систем электрообогрева, а остановимся на особенностях применения саморегулирующихся греющих кабелей (лент), как наиболее быстроразвивающихся и популярных в настоящее время источников тепловой энергии. Вся имеющаяся в наличии информация о саморегулируемых греющих кабелях зачастую получается специалистами проектных и эксплуатирующих организаций только от производителей данного рода кабелей, которые в один голос говорят: «Наша продукция отличного качества и практически лишена недостатков, за исключением, возможно, немного высокой стоимости по отношению к другим типам нагревательных элементов!». Попытаемся разобраться, так ли это на самом деле, и какие недостатки присущи саморегулирующимся греющим кабелям.

Учитывая важность работы систем электрообогрева промышленных объектов в общей инфраструктуре предприятия, вопрос понимания основных технических особенностей применения и эксплуатации саморегулирующихся греющих кабелей позволит ответственным специалистам эксплуатации и проектных организаций:

  • Получить в результате проектирования и строительства технически обоснованную, безопасную и бесперебойно работающую систему электрообогрева.
  • Снизить затраты на покупку кабельной и вспомогательной продукции.
  • Снизить затраты на последующую эксплуатацию системы.
  • Снизить затраты на электроэнергию в рамках программы энергосбережения объекта.

Особенности конструкции и принцип действия саморегулирующихся греющих кабелей

Важнейшим шагом в развитии систем электрообогрева стало изобретение и начало производства нагревательных кабелей на основе эффекта саморегуляции. Это изобретение было сделано в ходе изучения свойств проводящих угленаполненных пластмасс. Выделяемые мощности таких кабелей существенно ниже, чем у резистивных лент, но благодаря появлению эффективных теплоизоляционных материалов, данной мощности достаточно для решения широкого спектра вопросов обогрева технологических объектов.

На данной диаграмме схематически показаны области применения различных типов кабелей в зависимости от температуры объекта нагрева и длины кабельной линии.

В связи с тем, что основные преимущества и недостатки саморегулируемых греющих кабелей вытекают из их конструктивных особенностей, рассмотрим данный вопрос более подробно.

По схеме тепловыделения данные кабели относятся к следующему типу – саморегулирующиеся кабели (ленты) с тепловыделением в проводящей полимерной матрице или проводящих пластмассовых элементах.

Саморегулирующиеся кабели имеют, как правило, овальную форму и следующую типовую конструкцию: две параллельные токопроводящие жилы, покрытые слоем полупроводящего, наполненного углеродом полимера, так называемой матрицей. Поверх матрицы укладываются слои электрической изоляции, экранирующая оплетка и защитная оболочка.

Полупроводящую матрицу можно условно представить в виде очень большого числа сопротивлений, подключенных параллельно токопроводящим жилам. При подаче напряжения на токопроводящие жилы в полупроводящей матрице возникает ток, вызывающий выделение тепла. За счет выделения тепла материал матрицы расширяется и контактные связи между отдельными частицами углерода нарушаются. Сопротивление матрицы растет, ток уменьшается. Через некоторое время ток и температура стабилизируются. Сопротивление матрицы, приведенное к одному метру кабеля, обычно составляет несколько сот Ом.

Благодаря данным свойствам саморегулирующиеся нагревательные кабели обладают следующими уникальными свойствами:

  • Могут использоваться при подключении на полное напряжение любыми длинами от минимальных (десятки сантиметров), до предельно допустимых. Данное свойство особенно ценно, когда заранее не известна длина обогреваемого трубопровода.
  • Способны изменять свое тепловыделение локально. Если на обогреваемом объекте в какой-либо зоне температура повышается, то тепловыделение кабеля в этой зоне падает. Данное свойство значительно повышает безопасность системы обогрева и упрощает процесс монтажа, поскольку допускается сближение и пересечение кабелей друг с другом.

Данные положительные характеристики рекламируют практически все производители и поставщики. Попытаемся, однако, разобраться в определенных недостатках и особенностях данной продукции. Для этого рассмотрим основные технические характеристики саморегулирующихся лент, их связь между собой, влияние на надежность и на другие немаловажные характеристики проекта системы электрообогрева.

Характеристики саморегулирующегося нагревательного кабеля

Напряжение питания, Вольт

Некоторые производители просто указывают диапазон напряжения питания, к примеру: 220 – 275 Вольт, без дополнительных комментариев и таблицы коэффициентов перерасчета выделяемой мощности в зависимости от напряжения питания. Дело в том, что номинальная мощность, указанная в документации и рекламных проспектах производителей, нормируется при напряжении питания не 220, а 230 или 240 Вольт. Данное напряжение нужно уточнять у производителя. 

Момент первый. Отклонения питающего напряжения должны учитываться для оценки мощности, выделяемой саморегулирующимся кабелем. Производители предлагают специальные таблицы с коэффициентами для пересчета выделяемой мощности в зависимости от отклонения напряжения питания от величины 230/240 Вольт. К примеру, для некоторых моделей кабелей данный коэффициент равен 0,9. Соответственно, при напряжении питания 220 Вольт погонная мощность данного кабеля снизится на 10%. Этот факт нужно обязательно учитывать в момент проектирования.

Момент второй. Для каждой марки саморегулирующего кабеля установлены ограничения по величине питающего напряжения. К примеру, для кабелей, рассчитанных на напряжение 230 Вольт, недопустимо питающее напряжение, превышающее 275 Вольт. Повышение питающего напряжения (например из-за ошибок монтажа иногда на нагревательную секцию подается напряжение 380 Вольт) вызывает усиленное выделение тепла в матрице и ее скорую деградацию и полное прекращение нагрева, т. е. выход кабеля из строя.

Номинальная мощность погонного метра кабеля, Вт/м при указанной температуре в градусах Цельсия

В связи с тем, что это основная техническая характеристика данного изделия, остановимся на ней наиболее подробно.

Существенная зависимость мощности тепловыделения от температуры диктует определенные правила нормирования и измерения тепловой мощности. Мощность саморегулирующейся ленты нормируется при следующих стандартных условиях – отрезок измеряемого кабеля устанавливается на металлической трубе диаметром не менее 50 мм. так, чтобы обеспечить хороший тепловой контакт. По трубе прокачивается охлаждающая жидкость с температурой 10 ± 0,5 °С. (в отдельных случаях измерения проводят при 5 °С). Труба с кабелем закрывается тепловой изоляцией толщиной не менее 20 мм. Номинальная мощность, указанная в каталогах производителей – это мощность, измеренная в стандартных условиях. Для снятия зависимости мощности от температуры необходимо задавать и поддерживать соответствующую температуру трубопровода.

Зависимость мощности от температуры снимается на подобной установке не менее, чем при трех значениях температуры трубопровода. Кривые зависимости мощности конкретных марок кабелей от температуры, приводимые в каталогах фирм-поставщиков, показывают зависимости мощности тепловыделения от температуры трубы, а не от температуры кабеля. Это весьма существенный момент, который следует учитывать при применении саморегулирующихся лент. На следующем рисунке показана подобная зависимость для кабеля марки BTV2-CT фирмы Tyco — Raychem.

При других условиях, например при плохом контакте с обогреваемым объектом, выделяемая саморегулирующимся кабелем мощность не будет соответствовать справочной кривой. Если саморегулирующийся кабель, свободно подвесить в воздухе, то за счет ухудшения условий теплоотдачи измеренная мощность будет примерно на 30% меньше нормируемой.

Вывод: Важно обеспечить должный контроль над проведением монтажных работ на объекте для обеспечения необходимого качества работ. В противном случае система электрообогрева на основе саморегулирующихся кабелях будет функционировать с падением мощности по отношению к проектной и данный факт приведет к существенному перерасходу электроэнергии.

Пусковой ток греющего кабеля, Ампер

Саморегулирующиеся кабели помимо номинальной мощности и зависимости мощности от температуры трубы характеризуются величиной удельного пускового тока в зависимости от температуры в момент включения. Это такое значение тока, приведенное к одному метру кабеля, которое имеет место в момент включения питания. Пусковой ток в основном спадает в течение первой минуты, но полная стабилизация занимает примерно 5 минут. Максимальная абсолютная величина пускового тока определяется длиной нагревательного кабеля, температурой объекта и конструкцией конкретного нагревательного кабеля.

Преимущественная область применения саморегулирующихся кабелей – обогрев трубопроводов и резервуаров, эксплуатируемых при отрицательных температурах окружающего воздуха. Как правило, запуск систем выполняется, когда и трубы и тепловая изоляция холодные. Для целей проектирования и расчета характеристик системы обогрева в момент пуска и эксплуатации требуется знать свойства саморегулируемых лент при низких температурах. Исходя из их конструкции, можно сделать вывод, что чем ниже температура, тем ниже сопротивление нагревательной матрицы кабеля и тем выше пусковой/стартовый ток.

В связи с тем, что технические характеристики автоматов защиты от короткого замыкания, перегрузок по току, защиты от утечек на землю, сечение питающих кабелей, а следовательно и их цена напрямую зависят от величины пускового тока, проектным организациям и конечным заказчикам следует обращать на данный момент пристальное внимание.

Ниже по тексту представлены результаты исследований трех марок кабелей в диапазоне от +10 до – 40 °С. Кабель 23ФСЛе2-СТ преимущественно устанавливается на трубопроводах диаметром до 100 мм. Кабель 31ФСР2-СТ находит применение при обогреве более крупных трубопроводов. Оба кабеля устойчиво работают под напряжением при температуре не более 65 °С. В отключенном состоянии способны выдерживать до 85°С. Среднетемпературный кабель 55ФСС2-СФ имеет теплостойкую матрицу, а изоляция и оболочка выполнены из фторполимеров.

Краткие характеристики исследованных кабелей приведена в следующей таблице.

Исследования зависимости характеристик от температуры были выполнены в климатической камере. При этом была обеспечена такая циркуляция воздуха в камере и остальные условия эксперимента, при которых значения мощности, измеренные в камере, были близки к результатам, полученным на стандартизованной установке. Измерения проводились при температурах: +10; +3; 0; -10; -20; -30; -40°С. Каждая марка кабеля была представлена тремя образцами. По достижении заданной температуры образец выдерживался в камере в течение 1 часа. Затем на образец подавалось номинальное напряжение. Фиксировался стартовый ток и его снижение по мере разогрева кабеля. Типовой вид таблицы измеренных значений показан ниже.

На следующем рисунке показаны графики снижения пускового тока кабеля 23ФСЛе2-СТ построенные по данным данной таблицы. С понижением температуры растет как пусковой, так и установившийся ток. Наблюдается также незначительный рост коэффициента пускового тока.

Помимо установившихся значений мощности для всех кабелей определены коэффициенты пусковых токов, знание которых поможет при проектировании систем обогрева, использующих саморегулирующиеся кабели. Средние значения пусковых и установившихся токов и значения Кпт (коэффициента пускового тока) приведены в следующей таблице.

Основные выводы по результатам данных исследований:

  • Чем ниже температура, тем выше пусковой ток.
  • Для некоторых типов кабеля пусковой ток может быть в шесть с лишним раз выше установившегося тока.
  • С понижением температуры растет значение установившегося тока.

Из прилагаемой таблицы можно сделать вывод, что пусковой ток при -20 ° Цельсия намного превосходит рабочий ток при поддерживаемой температуре. Дело в том, что саморегулирующиеся кабели характеризуются большими коэффициентами пусковых токов. Для нормальной работы подсистемы питания должны использоваться автоматы серии С, а длина секции не должна быть больше допустимой для заданной температуры холодного пуска. Соответствующие рекомендации приводятся в технических описаниях.

Для снижения значений пусковых токов и одновременного уменьшения номиналов автоматических выключателей и сечений питающих силовых кабелей рекомендуется использовать специализированные устройства управления системой электрообогрева.

Сечение токоведущей жилы, миллиметров квадратных

От величины сечения токоведущей жилы напрямую зависит длина нагревательной секции. Применение кабеля с большим сечением токоведущей жилы позволит увеличить длину нагревательной секции, сократить количество нагревательных секций для обогрева трубопроводов значительной длины и, соответственно, сократить количество вспомогательных электроустановочных изделий (соединительных коробок, питающих кабелей и. т.), т. о. сэкономить на материалах и монтажных работах.

Максимальная рабочая температура, градусов Цельсия

Не нужно путать данную температуру с температурой нагрева кабеля в процессе соморегуляции. Дело в том, что саморегулирующий кабель:

  • Во-первых, нагревается неравномерно по всей длине в зависимости от неравномерности передачи тепловой энергии обогреваемой поверхности;
  • Во-вторых, распределение температуры в самой полупроводящей матрице происходит весьма неравномерно. Диаграмма данного процесса представлена на следующем рисунке.

Соответственно, максимальная рабочая температура саморегулирующего кабеля – это максимально возможная температура именно технологического процесса, а иначе обогреваемой поверхности, превышение которой потребитель не должен допускать в процессе эксплуатации. Если, к примеру, максимальная рабочая температура кабеля составляет 200 °C, то конструкция подсистемы управления обогревом должна исключить превышение указанной температуры обогреваемой поверхности, когда кабель находится во включенном состоянии. В выключенном состоянии кабель может подвергаться кратковременному воздействию температуры 250 °C. Однако это воздействие в сумме не должно превышать 1 000 часов.

Превышение указанных значений приведет к быстрой деградации полупроводящей матрицы и частичному (иногда и полному) снижению тепловыделяющей способности кабеля, соответственно неэффективной работе всей системы электрообогрева и перерасходу электроэнергии.

Минимальная температура окружающей среды, градусов Цельсия

Минимальная температура окружающей среды – это минимальная температура, при которой еще допускается эксплуатация изделия. Рассматривая данную техническую характеристику саморегулирующего кабеля можно заметить весьма любопытный момент. В технической документации, а порою и в сертификатах соответствия, данная температура производителями не указывается. Либо указывается -40 °C, что для проектов, расположенных в Сибири и районах крайнего севера совершенно не достаточно. У небольшого числа производителей минимальная температура окружающей среды составляет требуемую -55/-60 °C, но таблицы расчета максимальной длины обогреваемого контура составлены на минимальную температуру -40 °C. На этот момент следует обратить особое внимание при выборе производителя, модели саморегулирующегося греющего кабеля и подсистемы управления.

Окно мощности – отклонение выделяемой мощности от номинального значения, выраженное в %

Саморегулирующиеся кабели производятся с некоторым отклонением по мощности от номинального значения. Данный разброс может составлять до +/-30% от номинального значения. По понятным причинам многие производители не указывают данную техническую характеристику в своей документации. Для потребителя применение кабеля с широким окном мощности будет означать либо перерасход греющего кабеля на стадии проектирования, либо перерасход электроэнергии на стадии эксплуатации системы электрообогрева.

Влияние условий эксплуатации на стабильность саморегулирующихся кабелей

Герметизация кабеля в процессе монтажа

Как показали испытания, саморегулирующая матрица чувствительна к наличию влаги и к циклам «нагрев-охлаждение». При этих испытаниях образец кабеля 23ФСЛе2-СТ длиной 3 метра с одним не заделанным концом погружался в воду, а затем замораживался в камере холода до температуры -5 °C. Потеря мощности после каждого цикла замораживания составила 10%. Данный эксперимент показал насколько важно обеспечить надежную герметизацию концов саморегулирующей секции.

Влияние теплопроводности обогреваемых объектов на срок эксплуатации

Результаты исследований показывают, что низкая теплопроводность пластикового трубопровода при обогреве саморегулирующимися кабелями весьма значительно влияет на тепловой режим нагревательного кабеля и самого трубопровода. При постоянной прокачке воды с температурой 8 °С, температура матрицы нагревательного кабеля, установленного на пластиковом трубопроводе, на 12,6 °С. превышает температуру матрицы такого же кабеля, обогревающего стальной трубопровод.

В случае остановки потока воды кабель, установленный на стальном трубопроводе, надежно обеспечивает поддержание требуемой температуры. Температура матрицы несколько повышается за счет ухудшившейся теплоотдачи, при этом наличие жидкости в трубопроводе или ее отсутствие практически не ощущается. Проведенные исследования показывают, что при построении систем обогрева пластиковых трубопроводов особое внимание следует уделить технологическому циклу функционирования трубопроводов. Если ожидаются длительные остановки прокачки жидкости, то необходимо провести расчет возможной потери мощности саморегулирующегося кабеля и принять меры, обеспечивающие улучшение теплопередачи от кабеля к трубе, например, за счет использования обмотки металлической фольгой и применения теплопроводящих паст, а возможно, предусмотреть установку более мощного кабеля. В период остановки прокачки жидкости по пластиковому трубопроводу должен быть усилен контроль за температурным режимом. Данные мероприятия следует проводить для снижения температуры рабочей матрицы кабеля и ее преждевременной деградации.

Что означает деградация греющей матрицы кабеля? Деградация означает снижение тепловыделяющей способности (падение мощности) греющего кабеля. Кабель с дефектами греющей матрицы может частично (или полностью) терять тепловыделяющие свойства на некоторых участках кабеля, т.е некоторые участки кабеля будут выделять тепло (нагреваться), а некоторые нет. В таком случае система обогрева будет работать с падением проектной мощности, что может привести, в худшем случае, либо к перемерзанию обогреваемого оборудования, либо к существенному перерасходу электроэнергии.

Надежность греющих кабелей

В основном, на вопрос о надежности продавцы и производители заявляют следующее:

  • Наша продукция производится на самом современном оборудовании, при строгом контроле качества.
  • Некоторые из наших кабелей эксплуатируются без замечаний десятки лет на тех-то и тех-то объектах.

Достаточно ли для потребителя данной информации?

Рассмотрим более подробно вопросы обеспечения надежности кабельных нагревательных элементов. Надежность кабелей определяется их способностью выполнять свои функции в заданных условиях в течение заданного времени. Основная задача конкретного кабельного изделия определяется его назначением и конструкцией. Нагревательные кабели предназначены для выделения теплового потока заданной удельной мощности. Потеря работоспособности у лент наступает при каких-либо отказах. Типичными видами отказов нагревательных кабелей являются: обрыв токопроводящих элементов, нарушение целостности изоляции и защитных покровов, возрастание сопротивления проводников выше предельно допустимых норм, деградация греющий полупроводящей матрицы и соответствующее снижение тепловыделяющей способности.

Принимая во внимание, что снижение тепловыделяющей способности — это основополагающий дефект нагревательного кабеля, влияющий на работу системы электрообогрева, рассмотрим следующий показатель надежности нагревательных лент — минимальная наработка.

Минимальная наработка

В приложении к кабелям это понятие подразумевает период времени, в течение которого в кабельном изделии не должно быть отказов. При этом вероятность случайных отказов крайне мала и они вызваны конструкторско-технологическими недоработками или нарушениями условий эксплуатации. Показатель минимальной наработки рекомендуется устанавливать в виде одного из значений стандартизованного ряда: минимально 500 часов и максимально более 150 000 часов. Допускается устанавливать наработку в виде числа циклов — например, циклов включения – выключения.

Для саморегулирующегося кабеля число циклов включения – выключения весьма важный фактор, определяющий старение полупроводящей греющий матрицы.

При разработке новых кабельных изделий для оценки их надежности принято проводить прямые испытания на надежность с целью подтверждения минимальной наработки длительностью 1000 часов. Отобранные для испытаний образцы подвергают воздействию повторяющихся испытательных циклов. Последовательность воздействий в каждом испытательном цикле и количество циклов должны быть определены в программе испытаний. Количество испытываемых образцов, необходимое для подтверждения вероятности безотказной работы изделия на уровне 0,9 при достоверности 0,9 составляет 22 образца. При такой постановке испытаний предполагаемое число отказов (так называемое приемочное число) должно быть равно нулю. При допущении одного отказа требуется выборку увеличить до 37 образцов. Испытания для получения большей вероятности безотказной работы требуют значительного увеличения числа образцов, а следовательно больших затрат. Подтверждение наработки большей, чем 1000 часов, существенно увеличивает трудоемкость испытаний.

Для подтверждения наработки 1000 часов рекомендуется запрашивать у производителя нагревательных кабелей результаты проведения испытаний для подтверждения указанного выше показателя надежности.

Обманчивая иллюзия абсолютной надежности кабельных изделий снижает внимание потребителей к таким вопросам как облегчение режимов работы и постоянный мониторинг основных параметров в процессе ведения технологического процесса. Основная доля отказов кабельных изделий возникает при эксплуатации изделий в недопустимых режимах, из-за недопустимых воздействий, имевших место при монтаже, либо при наличии производственных дефектов. Технологическая надежность, определяемая однородностью характеристик изделия и стабильностью технологических процессов, не учитывает динамики изменения характеристик нагревательных элементов и других составляющих систем обогрева с течением времени. При достаточно интенсивном нагреве лент и одновременном воздействии внешней среды (температура, влага, вибрации и удары и др.) происходит старение полимерных покрытий, окисляются проводники. Периодически следующие циклы нагрева и охлаждения в процессе эксплуатации могут вызывать нежелательные механические напряжения и деградацию нагревательной матрицы.

Системы управления греющим кабелем

Практически все системы электрообогрева, кроме самых примитивных, оснащаются набором датчиков температуры, тока, напряжения, управляющими приборами и системами сбора информации. Назначение подсистем управления (далее по тексту системы управления) – не только поддерживать заданный алгоритм работы системы, но и предоставлять обслуживающему персоналу информацию о ее функционировании.

Рассматривая имеющиеся в настоящее время системы управления электрообогревом, можно прийти к парадоксальному выводу: предприятия-заказчики используют в качестве систем управления технологическим процессом самые современные системы от ведущих производителей, а в качестве систем управления электрообогревом используются самые примитивные системы на основе простейших капиллярных термостатов. Однако, в случае взрывозащищенного исполнения, капиллярные термостаты предлагаются производителями за весьма существенные деньги.

Системы управления электрообогревом с применением капиллярных термостатов

Рассмотрим типичную схему управления цепью нагрева на основе саморегулирующегося греющего кабеля с применением капиллярного термостата.

Элементы структурной схемы:

  1. Линия электропитания.
  2. Автоматический выключатель (защита от перегрузок по току и тока короткого замыкания).
  3. Устройство защитного отключения/устройство дифференциального тока (УЗО).
  4. Термостат.
  5. Чувствительный элемент термостата/датчик температуры.
  6. Кабель питания нагревательной секции.
  7. Соединительная коробка.
  8. Нагревательный кабель.
  9. Обогреваемый трубопровод.

Недостатки системы управления с применением капиллярных термостатов:

  • Необходимость установки дополнительных дорогостоящих устройств УЗО.
  • Отсутствие мониторинга и выявления тенденций роста величины тока утечки на землю в процессе эксплуатации. Факт выхода из строя нагревательного кабеля в зимний период существенно усложнит проведение ремонтных работ и вызовет сбои в работе технологического оборудования.
  • Отсутствие контроля перегрева обогреваемой технологической поверхности в процессе ведения технологического процесса при котором температура может превысить максимальное значение для данного типа саморегулирующегося нагревательного кабеля, что приведет к преждевременному выходу кабеля из строя.
  • Отсутствие контроля недогрева обогреваемой поверхности в процессе ведения технологического процесса при котором температура может снизиться ниже допустимого значения для данного технологического процесса. Не нужно путать данную температуру с температурой включения нагревательного элемента.
  • Отсутствие контроля минимального значения тока потребления нагревательной секции.
  • Отсутствие контроля максимального значения тока потребления нагревательной секции.
  • Отсутствие функции ограничения пускового тока, т.е. ступенчатой подачи питающего напряжения на обогревательный кабель, находящийся при низкой температуре для ограничения величины пускового тока.
  • Отсутствие функции мониторинга основных параметров работы нагревательного кабеля в период летнего отключения системы электрообогрева.
  • Отсутствие функции мониторинга затрат электроэнергии на работу системы электрообогрева для определения эффективности ее работы в рамках программы энергосбережения предприятия.

Вывод:

Системы управления электрообогревом на основе саморегулирующегося греющего кабеля с применением капиллярных термостатов могут применяться на неответственных участках с небольшим количеством нагревательных секций и малопригодны для контроля и мониторинга электрообогрева основных технологических объектов нефтегазовой отрасли.

Учитывая вышеизложенную информацию об особенностях конструкции и эксплуатации саморегулируемых греющих кабелей, можно сделать ввод о необходимости применения в качестве систем управления электрообогревом специализированных систем. Поскольку затраты на устранение неполадок, ремонт и замену нагревательных секций, издержки от простоя увеличиваются с размером промышленного объекта, вышеуказанные системы могут быть рекомендованы к применению в процессе нового строительства или могут быть добавлены в течении последующей эксплуатации.

Системы управления электрообогревом с применением специализированных контроллеров

Элементы структурной схемы:

  1. Линия электропитания.
  2. Автоматический выключатель (защита от перегрузок по току и тока короткого замыкания).
  3. Контроллер, рассчитанный для управления 10-ю цепями нагрева.
  4. Датчики температуры.
  5. Кабель питания нагревательной секции.
  6. Соединительная коробка.
  7. Нагревательная лента.
  8. Обогреваемый трубопровод.
  9. Интерфейсный модуль.
  10. Распределенная система управления технологическим процессом (РСУ).
  11. Автоматизированное рабочее место (АРМ).

Читать продолжение статьи

Что на самом деле означает «саморегулирование»

(часть нашего сборника статей «Все, что вам нужно знать о нагревательном кабеле»)

Одним из наших продуктов, который вызывает больше вопросов, чем большинство других, является саморегулирующийся нагревательный кабель . Слово «саморегулирующийся», по-видимому, означает, что кабель достигает определенной заданной температуры и остается при ней до тех пор, пока на него подается питание, что с пользой устраняет необходимость в любом термостате или других средствах контроля температуры.К сожалению, реальность с саморегулирующимся кабелем сложнее. В некоторых случаях контроллер температуры не нужен, но в большинстве случаев важно включить в систему контроль, чтобы избежать траты электроэнергии и денег, а также избежать неизбежных сбоев.

Не совсем «саморегулирующийся»

Первое, что важно знать, это то, что термин «саморегулирование» на самом деле несколько вводящий в заблуждение, придуманный много лет назад первоначальным создателем продукта.Более точно его можно описать как «самоограничивающийся». Его основное преимущество перед стандартным нагревательным кабелем заключается не в том, что он поддерживает определенную рабочую температуру, а в том, что он не может нагреться настолько, чтобы перегреться и повредить себя. Другими словами, кабель устроен таким образом, что по мере того, как он становится более горячим, он пропускает все меньше электричества, пока в какой-то момент — где-то ниже температуры, которая может привести к повреждению кабеля — электричество полностью перестанет течь и кабель перестал греться.

Что именно он делает?

Нагревательный кабель имеет четыре-пять слоев из разных материалов: Большинство из этих слоев говорят сами за себя. Внешняя оболочка (присутствует не на всех кабелях) служит для защиты кабеля от влаги и механических повреждений, а металлическая оплетка электрически заземляет кабель. Внутренняя пластиковая изоляция фактически является основным слоем электрической изоляции между нагревателем, работающим под напряжением, и внешней стороной, а провода шины служат средством подключения нагревателя к источнику питания.

Проводящая сердцевина — это место, где происходит реальное действие самоограничения. Этот сердечник изготовлен из специального пластика, который является электропроводным при низких температурах и изолирующим при высоких температурах. Такое поведение делает его так называемым элементом PTC, что означает «положительный температурный коэффициент» — это означает, что по мере повышения температуры увеличивается и сопротивление. («Коэффициент» в этом случае равен k в уравнении R = kT , где R — сопротивление, T — температура, а k — постоянное отношение, связывающее два .Это уравнение является чрезмерным упрощением реальной операции, но оно иллюстрирует общую идею.) Тепло исходит от сопротивления пластика: когда электричество течет через резистивный пластик, часть его поглощается пластиком и превращается в тепло, в значительной степени точно так же электричество поглощается вольфрамовой катушкой лампы накаливания и превращается в свет.

Как это сделать?

Это довольно хитрый инженерный трюк и материал, из которого изготовлен сердечник.Во-первых, обратите внимание, что положительный и отрицательный провода шины на самом деле нигде не соприкасаются. Это означает, что все электричество для замыкания цепи проходит через сам проводящий сердечник. Внутри этого сердечника миллионы микроскопических электрических дорожек протекают от одного провода шины к другому через матрицу сердечника, и каждый из этих контуров имеет небольшое сопротивление, превращая его в классический резистивный нагревательный элемент. Сердцевина становится горячее и начинает нагревать вашу рабочую нагрузку — и, как и большинство материалов, она физически расширяется при нагревании.Однако на микроскопическом уровне он расширяется несколько неравномерно, открывая щели в матрице, и эти щели разрывают некоторые крошечные электрические пути. Чем горячее становится ядро, тем больше оно расширяется, тем больше щелей открывается в матрице и тем меньше цепей замыкается. Наконец, при некоторой температуре в матрице слишком много зазоров, чтобы пропустить какой-либо ток, и кабель перестает выделять тепло.

Так зачем мне контроль?
Энергосбережение

Самая главная причина – энергия.Допустим, вы используете саморегулирующийся кабель, чтобы предотвратить замерзание водопроводной трубы. При правильной установке кабель, безусловно, предотвратит замерзание воды, но этим дело не ограничится. Он будет продолжать качать тепло в трубу и воду; Между тем, большая часть этого тепла будет забираться обратно из системы из-за резкой разницы температур между трубой и наружным воздухом (если только у вас не очень толстая изоляция), а также воды, протекающей по трубе. И поэтому кабель не достигает своей температуры отключения.На самом деле, он, скорее всего, останется при довольно низкой температуре — именно там, где он потребляет больше всего энергии. Ситуация еще хуже, если кабель находится в желобе или на крыше без изоляции. Если вы работаете от сети, вы увидите шокирующе высокие счета за электроэнергию; если вы работаете от батареи (скажем, от солнечной батареи), утром вы можете обнаружить, что ваша батарея разряжена, а трубы замерзли.

Забывчивость

Другая причина — человеческая забывчивость.Когда становится тепло, нагревательные кабели чаще всего отключают или отключают от сети (на сезон или только на день), чтобы сэкономить энергию. Нам всем хотелось бы думать, что мы не забудем снова включить кабель, когда снова станет холодно, но опыт научил нас, что человек, вероятно, является наименее надежным механизмом переключения. И достаточно один раз забыть, чтобы в конечном итоге получить замерзшие трубы или ледяные дамбы, и в этот момент вы обычно проходите точку, где вам может помочь нагревательный кабель.

Модели регуляторов температуры

Хотите узнать о поразительном разнообразии доступных контроллеров температуры? В этой статье объясняется, чем они отличаются.

Точность

И последняя причина — точность. Саморегулирующийся кабель на самом деле довольно часто используется в промышленных приложениях, где необходимо поддерживать температуру в определенном диапазоне. В этих случаях он указан именно из-за присущей ему функции верхнего предела, которая устраняет опасения по поводу перегрева кабеля и его повреждения, а также рабочей нагрузки. Но было бы ошибкой думать, что «саморегулирующийся» кабель может отрегулировать систему точно до температуры, указанной в его спецификации, даже в пределах широкой зоны нечувствительности.Достигаемая точная температура зависит от многих сложных переменных, и неточная регулировка на входе только за счет выбора кабеля никогда не позволит достичь точности, которую может обеспечить даже простой термостат, измеряя фактически произведенное тепло.

В целом единовременная стоимость терморегулятора почти наверняка перевесит затраты на высокие счета за электроэнергию, время простоя, замену труб или водосточных желобов и любые другие затраты, которые могут возникнуть из-за неконтролируемого нагревательного кабеля.Если вам нужна помощь в выборе правильного типа терморегулятора или вы хотите узнать больше, вы всегда можете связаться с нами: пообщаться с инженером по телефону (866) 685-4443, , написать нам по адресу info @oemheaters.com или заполните одну из наших контактных форм. Мы здесь, чтобы помочь со всеми вашими вопросами.

Все, что вам следует знать о саморегулирующихся нагревательных кабелях

  Подробное описание саморегулирующегося кабеля Основная причина, по которой саморегулирующийся кабель более выгоден, чем стандартный нагревательный кабель, заключается в том, что он не может перегреваться настолько, чтобы вызвать повреждение к себе.Саморегулирующиеся кабельные системы обеспечивают защиту от замерзания водосточных желобов, прорыва водопроводных труб, заснеженных пешеходных дорожек и т. д. Хотя очень многие люди используют эту систему отопления в своих домах, очень немногие на самом деле знают, как она работает, и в этой статье мы покажем вам магию работы этого кабеля, а также его основные преимущества.

Как работает саморегулирующийся нагревательный кабель?

Саморегулирующийся нагревательный кабель, также называемый саморегулирующимся обогревателем, сконструирован таким образом, что по мере нагревания он снижает количество поступающего электричества.Хотя может показаться, что термин «саморегулирующийся» предполагает, что кабель достигает некоторой заданной температуры и поддерживает ее на этом уровне, важно отметить, что кабель работает только за счет ограничения теплового потока до тех пор, пока в какой-то момент температура не станет ниже температуры, которая потенциально повредить кабель. В этот момент кабель препятствует протеканию электричества. Таким образом, лучшим способом описать эту систему будет «самоограничивающаяся». Мы сообщим вам, как работает этот кабель, сосредоточившись на отдельных частях этой системы и на том, что они делают.

Детали нагревательного кабеля Внешняя пластиковая оболочка Внешняя оболочка защищает кабель от механических повреждений и влаги. Однако важно отметить, что пластиковая внешняя оболочка присутствует не на всех нагревательных кабелях. Внутренняя пластиковая изоляция Действует как основной слой изоляции (электрический) между внешней стороной и нагревателем, работающим под напряжением. Кабель также имеет шины, которые соединяют обогреватель с источником питания. Токопроводящий сердечник Здесь происходит настоящее волшебство самонагрева. Токопроводящая сердцевина изготовлена ​​из уникального пластика. Этот пластик является электроизоляционным при высоких температурах и проводящим при низких температурах. Это свойство пластика приводит к тому, что обычно называют положительным температурным коэффициентом или просто элементом PTC. Это означает, что при повышении температуры сопротивление кабеля увеличивается. Чтобы лучше это понять, рассмотрим следующее уравнение:                            R= kT , где T — температура, k — постоянный коэффициент, а R — сопротивление.Фактический процесс немного сложен, и это простое уравнение, чтобы показать вам общую идею. Когда электричество проходит через пластиковый материал, часть его поглощается резистивным пластиком, что превращает его в тепло. Это работает так же, как вольфрамовая катушка поглощает электричество для получения света в лампе накаливания.

Магия работы токопроводящего сердечника Эффективность этого сердечника объясняется дизайном и удачным выбором материала.Важно отметить, что отрицательный и положительный провода шины не касаются друг друга во время действия. Это означает, что все электричество проходит через само ядро. По мере протекания тока создаются микроскопические электрические пути, которые вынуждены течь от одного провода шины к другому. Важно отметить, что все это происходит в матрице ядра. Небольшие цепи имеют определенное сопротивление, которое в совокупности образует большой нагревательный элемент. Когда ядро ​​​​нагревается, оно расширяется и нагревает вашу рабочую нагрузку.Однако токопроводящая сердцевина расширяется неравномерно и, следовательно, создает зазоры в матрице. Созданные промежутки отключают или разрывают некоторые электрические пути. По мере того, как ядро ​​нагревается, оно расширяется больше и, следовательно, создает больше зазоров в матрице. Это означает, что количество полных цепей продолжает уменьшаться. По мере того, как температура продолжает расти, в матрице образуется множество зазоров, пока через них не может протекать какой-либо ток. В этот момент кабель перестает выделять тепло.

Преимущества саморегулирующегося нагревательного кабеля Регулировка температуры Основным преимуществом саморегулирующегося кабеля является его способность ограничивать величину тока, протекающего через него. Как мы уже объясняли, при повышении температуры микроскопические электрические пути нарушаются. Это увеличивает сопротивление кабеля и, следовательно, уменьшает количество тепла. произведено. Саморегулирующиеся кабели подходят для предотвращения замерзания и поддержания температуры, поскольку они выделяют меньше тепла в теплом и больше тепла в холодном состоянии. Термостойкий по своей природе Этот термин используется для обозначения типа кабеля, который ограничивает тепловыделение при приближении к уровню температуры, который может помешать его работе. Саморегулирующийся кабель не может выделять тепло до такой степени, что может повредить себя, и поэтому он описывается как термостойкий по своей природе. Тем не менее, всегда рекомендуется включать термостат в вашу систему отопления, особенно если вы не уверены, что ваш кабель по своей природе температурный безопасный. Гибкость при установке Эти кабели можно обрезать до нужной длины либо во время проектирования, либо в полевых условиях. Это связано с тем, что отопительный контур бесконечно параллелен. Это сводит к минимуму потери, а также повышает гибкость в процессе установки.

Нужно ли включать систему контроля температуры при использовании этого кабеля? Как мы уже упоминали, эта система работает за счет ограничения силы тока, протекающего по кабелю. Хотя в некоторых случаях вы можете работать без использования термостата или какой-либо системы контроля температуры, это не всегда рекомендуется.Вот причина, по которой вам следует использовать термостат или любой другой регулятор температуры: Точность или прецизионность Обратите внимание, что эти кабели широко используются в промышленных приложениях, требующих определенного оптимального уровня температуры. Хотя эти кабели по своей природе температуробезопасны, было бы неразумно ожидать, что система будет регулировать температуру с такой точностью. Включение простого термостата в вашу систему может позволить вам достичь требуемой точности.Как видите, преимуществ использования саморегулирующегося кабеля по сравнению со стандартным очень много. Включение в систему подходящего регулятора температуры не менее важно, так как это избавляет вас от ненужных потерь энергии, а также от непредвиденных сбоев в результате использования неконтролируемого нагревательного кабеля.

Саморегулирующийся кабель обогрева

Каждая труба или сосуд подвержены потерям тепла, если их температура превышает температуру окружающей среды. Теплоизоляция снижает скорость потери тепла, но не устраняет ее.Саморегулирующаяся лента обогрева используется для защиты труб от замерзания. Его сопротивление зависит от температуры. Когда температура кабеля достигает заданного значения, сопротивление становится высоким, и тепло больше не подается. Это означает, что тепло подается только там, где это необходимо по длине кабеля.

Система электронагрева должна быть обозначена таким образом, чтобы температура оболочки электронагревателя ограничивалась температурным классом или температурой воспламенения, минус 5°К для температуры, меньшей или равной 200°С, или минус 10°К для температуры выше 200°С.Максимальные температуры оболочки электронагревателей должны быть определены для надлежащего применения нагревателя.

Разработка

Электрическое электрообогрев началось в 1930-х годах. Кабели с минеральной изоляцией работали при высокой плотности тока для производства тепла, а управляющее оборудование было адаптировано из других приложений. Греющие кабели сопротивления с минеральной изоляцией были представлены в 1950-х годах, и стали доступны нагревательные кабели параллельного типа, которые можно было обрезать до нужной длины в полевых условиях.Саморегулирующиеся кабели из термопласта поступили в продажу в 1971 году.

Системы управления для систем электрообогрева, разработанные от термостатов с капиллярными колбами и подрядчиками в 1970-х годах до компьютеризированного сетевого управления в 1990-х годах, в больших системах, требующих централизованного управления и мониторинга.

Рис. 1: Саморегулирующийся кабель электронагревателя STF15J для защиты труб от замерзания.

Использование

К наиболее распространенным системам обогрева трубопроводов относятся:

• Защита от замерзания
• Поддержание температуры
• Сплавление снега на подъездных путях
Другие области применения кабелей электрообогрева включают
• Защита пандусов и лестниц от снега/льда
• Защита водостоков и крыш от снега/льда
• Подпольное отопление
• Дверь/рама защита от обледенения интерфейса
• Защита от запотевания окон
• Защита от конденсата
• Защита пруда от замерзания
• Обогрев почвы
• Антикавитационные цели
• Уменьшение образования конденсата на окнах.

Рис. 2. Установка для измерения температуры оболочки кабеля электронагревателя, STF15J

Саморегулирующийся

Саморегулирующиеся ленты электрообогрева — это кабели, сопротивление которых зависит от температуры: низкое сопротивление для температур ниже уставки кабеля и высокое сопротивление для температур выше уставки кабеля. В этих кабелях использовались два параллельных провода шины, которые передают электричество, но не выделяют значительного тепла. Они заключены в полупроводящий полимер.Этот полимер загружается углеродом по мере нагрева полимерного элемента, что позволяет протекать меньшему току. Кабели изготавливаются, а затем облучаются, и, варьируя как содержание углерода, так и дозировку, можно производить разные ленты с разными выходными характеристиками. Затем имеется внутренняя оболочка, которая отделяет провода шины от заземляющей оплетки. В коммерческих и промышленных кабелях применяется дополнительная внешняя оболочка из резины или тефлона. Преимущество этого кабеля в том, что его можно резать в полевых условиях.Он более прочный, но не обязательно более надежный, чем последовательные или зональные нагреватели, он не может перегреваться, поэтому теоретически его можно пересечь, но устанавливать ленту таким образом — плохая практика. Саморегулирующиеся нагревательные кабели имеют определенную максимальную температуру воздействия в зависимости от типа полимера, который используется для изготовления нагревательного сердечника, что означает, что если они подвергаются воздействию высоких температур, лента может быть повреждена без возможности восстановления. Кроме того, саморегулирующиеся ленты подвержены высоким пусковым токам при запуске, как и «асинхронный» двигатель, поэтому требуется контактор с более высоким номиналом.

Рисунок 3: Разница между температурой оболочки обогревателя (Ts-To) и температурой окружающей среды печи (To)

Саморегулирующийся нагревательный кабель Thermo trace

STF15J — это саморегулирующаяся нагревательная лента для защиты трубопроводов от замерзания. Он состоит из внутренней изоляции из материала TPE и внешней оболочки из фторполимера. Поскольку кабель сам регулирует свою тепловую мощность, он ограничивает максимальную температуру оболочки.Таким образом, делая его устойчивым к выгоранию. В таблице 1 приведены технические характеристики STF15J.

Рис. 4. Зависимость между мощностью обогревателя (STF 15J) (Вт/м) и температурой окружающей среды печи

Строительство

1) Медные шины с покрытием площадью 1,2 кв. мм
2) Полупроводящий нагревательный сердечник, экструдированный поверх шинных проводов
3) Оболочка из термопластичного эластомера, обеспечивающая электрическую изоляцию, механическую прочность и влагостойкость непрерывный заземляющий путь
5) Внешняя оболочка из стойкого к ультрафиолетовому излучению фторполимера (J)/TPE(JT) для использования в агрессивных средах.

Определение максимальной температуры оболочки

По крайней мере, один из следующих двух методов должен использоваться для проверки температуры оболочки электронагревателя или температурного класса.
а) Подход к классификации продукции, при котором максимальная температура оболочки определяется в искусственной среде, имитирующей неблагоприятные условия.
b) Системный метод, при котором изготовитель демонстрирует способность проектировать и прогнозировать температуру оболочки электронагревателей путем проведения испытаний на репрезентативных установках, представляющих неблагоприятные условия проектирования и эксплуатации при установке в соответствии с инструкциями изготовителя по установке.

Мы используем метод классификации продуктов для проверки температуры оболочки электронагревателя или температурного класса, в котором максимальная температура оболочки определяется в искусственной среде, моделирующей неблагоприятные условия. Подробная процедура тестирования описана в следующем разделе.

Определение температуры оболочки в соответствии с подходом к классификации продуктов

Образец электронагревателя длиной не менее 1500 мм помещают свободно свернутым в печь с принудительной циркуляцией воздуха.Для электронагревательного элемента или панели репрезентативный образец помещают в печь горизонтально. Образец должен находиться в пределах верхней половины допуска тепловой мощности электронагревателя. Репрезентативные термопары используются для контроля температуры оболочки образца и размещаются примерно в 500 мм от каждого конца. Одна дополнительная термопара используется для контроля температуры окружающей среды печи. Электронагреватель должен питаться при 110% номинального напряжения. В Таблице 2 показаны результаты измерений для термопрокладок типа STF15J.

Температура окружающей среды духового шкафа постепенно повышается по сравнению с комнатной температурой примерно на 15 oK. При каждой температуре отводится достаточное время для стабилизации температуры окружающей среды печи и оболочки нагревателя и достижения теплового равновесия. Температуры окружающей среды печи и температуры оболочки нагревателя регистрируются на каждом последующем уровне до тех пор, пока разница (∆T) между этими двумя значениями не приблизится к 5°K или менее. На рис. 3 показана разница между температурой оболочки обогревателя и температурой окружающей среды печи.Прямая линия также проведена по касательной к кривой в точке перепада температур 5°K и продолжена до оси X (температура печи). Температура, измеренная на этой точке пересечения, принимается за максимальную температуру оболочки, которую можно проверить по результатам испытаний и полученным кривым. На рис. 4 показано изменение выхода трассера (STF15J) (Вт/м) и поддержания температуры печи °C.

Из Таблицы 2 и Рисунка 4 видно, что выходная мощность трассировщика STF15J (Вт/м) уменьшается по мере увеличения температуры печи.

Инструменты, используемые для измерения данных

1) Цифровой амперметр 0–10 А
2) Цифровой вольтметр 0–500 В
3) Цифровой вольтметр 0–300 В
4) Цифровой ваттметр 0–200 Вт
5) Цифровой ваттметр 15–1000 Вт
6) Цифровой регулятор температуры 0 -400 град.C
7) Цифровой регулятор температуры 0-300 град.C
8) Регистратор данных (8 каналов) 0-1370 град. C
9) Печь старения 0-300°C с 3 датчиками термопар типа K
10) Печь старения 0-400°C.C с 3 датчиками термопары типа K.

Это эффективное средство медленного нагревания объекта для измерения термодинамических свойств, таких как тепловые.

Выводы

1) Термоспутник саморегулирующийся используется для защиты трубопровода от замерзания.
2) Tracer поддерживает температуру выше точки замерзания, уравновешивая потери тепла в подаче тепла.
3) Трассеры представляют собой кабель, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры: низкое сопротивление при температуре ниже уставки кабеля и высокое сопротивление при температуре выше уставки нагрева кабеля.
4) Поскольку кабель сам регулирует свою тепловую мощность, он ограничивает максимальную температуру оболочки, что делает его устойчивым к перегоранию.
5) Максимальная температура оболочки термопрокладок типа STF15J составила 72°C, что соответствует температурному классу T6 (т.е. менее 85°C).
6) Мощность обогревателя STF15J (Вт/м) уменьшается по мере повышения температуры печи.


Если вы хотите поделиться мыслями или отзывами, пожалуйста, оставьте комментарий ниже.

Саморегулирующийся нагревательный кабель

против постоянной мощности — блог Park City Roofing

Греющий кабель — один из наиболее широко используемых продуктов в Парк-Сити, используемый для предотвращения образования ледяных дамб.Однако не все нагревательные кабели, установленные в домах в Парк-Сити, одинаковы. Существует два распространенных типа нагревательного кабеля: саморегулирующийся нагревательный кабель и нагревательный кабель постоянной мощности.

В этой статье мы рассмотрим, какой термокабель лучше в Парк Сити.

Что такое нагревательный кабель постоянной мощности и саморегулирующийся

Одно из наиболее существенных различий между нагревательным кабелем заключается в том, является ли он постоянной мощностью или саморегулирующимся. Нагревательный кабель постоянной мощности работает на 100% мощности, пока он включен.Это означает, что нагревательный кабель постоянной мощности постоянно потребляет электричество.

Саморегулирующийся нагревательный кабель включается только тогда, когда температура наружного воздуха падает ниже 40 градусов по Фаренгейту. Хотя саморегулирующийся нагревательный кабель обычно потребляет в два раза больше энергии во включенном состоянии по сравнению с нагревательным кабелем постоянной мощности, он потребляет меньше электроэнергии в течение время года.

Саморегулирующийся нагревательный кабель может включаться и выключаться по мере необходимости, что означает, что ваш кабель не всегда потребляет электричество.

Это помогает снизить эксплуатационные расходы на прокладку нагревательного кабеля.

3 Основное различие между нагревательным кабелем постоянной мощности и саморегулирующимся кабелем

1. ПОВЫШЕННАЯ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ И ГАРАНТИИ

Одним из основных различий между нагревательным кабелем постоянной мощности и саморегулирующимся нагревательным кабелем является качество изготовления.

Большинство нагревательных лент потребительского класса, которые вы можете купить в магазине, таком как Home Depot, рассчитаны на замену каждые пару лет.

Покрытие и защитные слои не выдержали испытания временем и нашими суровыми зимами в штате Юта.

Большинство саморегулирующихся нагревательных кабелей предназначены для коммерческого применения. Благодаря этому защитные покрытия и слои намного толще и прочнее.

Улучшенная конструкция саморегулирующегося нагревательного кабеля делает его более долговечным, чем нагревательный кабель постоянной мощности.

Долговечность также отражается в увеличении гарантийных сроков, предлагаемых на саморегулирующийся нагревательный кабель премиум-класса, такой как Raychem.

Raychem предлагает 10-летнюю гарантию на свой кабель по сравнению сКабели с наиболее постоянной мощностью Гарантия на продукцию от 1 до 3 лет.

2. СНИЖЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ РАСХОДОВ

Одной из замечательных особенностей саморегулирующегося нагревательного кабеля является его способность снижать потребляемую мощность при повышении температуры. Саморегулирующийся кабель состоит из двух проводов, разделенных проводящим слоем.

Этот проводящий слой изменяется в зависимости от температуры; чем он холоднее, тем больше проводимости и больше энергии он потребляет, а чем теплее, тем менее проводящим он становится.

Этот слой проходит по всей длине кабеля и может работать по-разному по всему кабелю. Это означает, что одна область может потреблять больше энергии, чем другая, если она покрыта льдом.

Способность саморегулирующегося нагревательного кабеля изменять мощность, которую он потребляет, снижает эксплуатационные расходы по сравнению с тепловым кабелем постоянной мощности.

Как следует из названия, нагревательный кабель постоянной мощности потребляет постоянное количество энергии при включении. Это означает, что, хотя многие марки кабелей с постоянной мощностью потребляют меньше энергии в любой момент времени; когда вы добавляете общее время, в течение которого ваш кабель будет работать зимой, нагревательный кабель постоянной мощности потребляет больше электроэнергии.

Заключение

Мы всегда рекомендуем домовладельцам устанавливать саморегулирующийся нагревательный кабель поверх нагревательного кабеля постоянной мощности. Саморегулирующийся нагревательный кабель от известных брендов, таких как Raychem, рассчитан на гораздо больший срок службы, чем крупные бренды, и на него распространяется лучшая гарантия.

Саморегулирующийся нагревательный кабель также имеет меньшие эксплуатационные расходы по сравнению с нагревательным кабелем постоянной мощности.

Кабели для обогрева — саморегулирующиеся нагревательные кабели постоянной мощности

Нагревательные кабели

Что такое электрообогрев?

Сопутствующий обогрев — это применение контролируемого электрического нагрева поверхности к трубопроводам, резервуарам, клапанам или технологическому оборудованию либо для поддержания его температуры (путем замены тепла, теряемого через изоляцию, также называемого защитой от замерзания), либо для воздействия повышение его температуры – это делается с помощью нагревательных кабелей, обычно называемых обогревательными кабелями или кабелями обогрева .

Основной функцией кабельных систем обогрева является предотвращение замерзания водопроводных труб и последующего разрыва.

Поскольку в зимние месяцы температура падает, замерзание труб всегда является серьезной проблемой для домовладельцев, предприятий и промышленности. Поддерживая температуру окружающей среды внутри трубы, невозможно образование инея, и трубы не замерзнут.

Это означает, что трубы не лопнут из-за расширения льда – в этой статье мы обсуждаем плюсы и минусы 2-х типов нагревательных кабелей; саморегулирующаяся и постоянная мощность.

 💡 Знаете ли вы…..  Галлон воды при замерзании расширяется до объема, на 9% превышающего первоначальный галлон.

В дополнение к защите от замерзания, кабели электрообогрева обеспечивают сохранение тепла и рекуперацию тепла в технологических процессах и во взрывоопасных зонах.

Как работают кабели обогрева?

Этого можно достичь, просто подключив напряжение к отрезку провода, который затем будет рассеивать фиксированный уровень мощности, основанный на законе Ома.При применении такое упрощенное решение представляет определенные сложности при применении.

Во-первых, это приводит к необходимости сводить оба конца провода для подключения к электросети, что не всегда целесообразно при монтаже нагревательных кабелей.

Кроме того, требуется наличие большого количества различных сопротивлений, чтобы облегчить проектирование различных выходов для разных длин нагревательного кабеля. Есть много случаев, когда этот подход на самом деле все еще является лучшим решением.

Однако существует и альтернатива в виде параллельных кабелей электрообогрева.

Кабели для параллельного обогрева

Постоянной мощности и саморегулирующиеся

Параллельные нагревательные кабели обычно доступны в двух различных вариантах; постоянная мощность и саморегулирование (также известное как самоограничение).

Кабели для параллельного обогрева

Параллельные кабели электрообогрева используют два «обычных» медных проводника, которые проходят параллельно по длине провода и образуют основу для токоведущих и нейтральных проводов.Затем тепловая нагрузка создается двумя разными способами. В случае кабелей с постоянной мощностью нить накаливания с фиксированным сопротивлением затем скручивается по длине кабеля и припаивается попеременно к проводу под напряжением и нейтральному проводу на фиксированных расстояниях, создавая так называемые зоны нагрева.

По сути, каждая зона представляет собой цепь с фиксированным сопротивлением, питаемую фиксированным напряжением и обеспечивающую постоянную мощность по всей длине. Поскольку каждая зона нагрева, по существу, параллельна зоне перед ней, напряжение питания будет оставаться постоянным по длине нагревательного кабеля, за исключением небольшого падения напряжения, вызванного суммированием крошечных сопротивлений активной и нейтральной проводов. как кабель становится все длиннее и длиннее.

Первым и наиболее востребованным преимуществом систем электрообогрева является предотвращение замерзания внутри труб, а в связи с ежедневным падением температуры замерзание труб в настоящее время является серьезной проблемой для домовладельцев, предприятий и промышленности. Поддерживая температуру окружающей среды внутри трубы, невозможно образование инея, и трубы не замерзнут. Это означает, что трубы не лопнут из-за расширения льда.

Саморегулирующиеся кабели обогрева

Саморегулирующиеся или саморегулирующиеся кабели обогрева также обеспечивают контролируемую мощность на метр кабеля, но с явным отличием, как с точки зрения конструкции, так и с точки зрения характеристик.

Токоведущие и нейтральные провода впрессованы в материал на полимерной основе, содержащий частицы углерода, что обеспечивает путь сопротивления и, следовательно, замыкание по длине нагревательного кабеля.

Однако это сопротивление и, следовательно, мощность нагревательного кабеля варьируется в зависимости от температуры из-за микроскопического расширения и сжатия полимера.

Этот тип кабеля имеет свойство уменьшать выходную мощность при повышении температуры и, наоборот, при более низких температурах мощность увеличивается.

Саморегулирующиеся кабели электрообогрева

имеют повышенный уровень внутренней эффективности, а также повышенную безопасность, если их применение продумано правильно. Начиная с первого, при более высоких температурах нагревательный кабель снижает мощность, экономя энергию, даже если он не подключен через контроллер или термостат.

Это не означает, что он будет поддерживать заданную фиксированную температуру без внешнего управления, но снижение производительности по мере повышения температуры заготовки является желательной функцией с точки зрения энергосбережения.

Это также обуславливает еще одну весьма желательную характеристику саморегулирующихся кабелей, а именно способность присваивать класс T (температурный класс) для целей ATEX и безопасную установку в опасных зонах. При снижении выходной мощности по мере повышения температуры кабеля кабель не может повлиять на повышение температуры выше определенного уровня, независимо от уровня используемой теплоизоляции.

Подробнее здесь.

HazardEx — кабели электрообогрева

05 июня 2020 г.

Электрообогрев — это применение контролируемого электрического нагрева поверхности трубопроводов, резервуаров, клапанов или технологического оборудования для поддержания их температуры (путем возмещения потерь тепла через изоляцию, а также защиты от замерзания) или повлиять на повышение его температуры – это делается с помощью нагревательных кабелей, обычно называемых обогревателями или обогревателями tr

Кабели обогревателей

Основная функция кабельных систем обогрева заключается в предотвращении замерзает в водопроводных трубах и впоследствии лопается.

Поскольку в зимние месяцы температура падает, замерзание труб всегда является серьезной проблемой для домовладельцев, предприятий и промышленности. Поддерживая температуру окружающей среды внутри трубы, невозможно образование инея, и трубы не замерзнут.

Это означает, что трубы не лопнут из-за расширения льда – в этой статье мы обсуждаем плюсы и минусы 2-х типов нагревательных кабелей; саморегулирующаяся и постоянная мощность.

Знаете ли вы….. Галлон воды при замерзании расширяется до объема на 9% больше, чем первоначальный галлон.

В дополнение к защите от замерзания, кабели электрообогрева обеспечивают сохранение тепла и рекуперацию тепла в технологических процессах и во взрывоопасных зонах.

Как работают кабели обогрева?

Этого можно добиться, просто подключив напряжение к отрезку провода, который затем будет рассеивать фиксированный уровень мощности, основанный на законе Ома. При применении такое упрощенное решение представляет определенные сложности при применении.

Во-первых, это приводит к необходимости сводить оба конца провода для подключения к электросети, что не всегда практично при прокладке нагревательных кабелей.

Кроме того, требуется наличие большого количества различных сопротивлений, чтобы облегчить проектирование различных выходов для различных длин нагревательного кабеля. Есть много случаев, когда этот подход на самом деле все еще является лучшим решением.

Однако существует и альтернатива в виде параллельных кабелей электрообогрева.

Параллельные нагревательные кабели

Постоянная мощность и саморегулирующиеся

Параллельные нагревательные кабели обычно доступны в двух различных вариантах; постоянная мощность и саморегулирование (также известное как самоограничение).

Кабели для параллельного обогрева

В кабелях для параллельного обогрева используются две «обычные» медные жилы, которые проходят параллельно по длине провода и образуют основу для токоведущих и нейтральных проводов. Затем тепловая нагрузка создается двумя разными способами. В случае кабелей с постоянной мощностью нить накаливания с фиксированным сопротивлением затем скручивается по длине кабеля и припаивается попеременно к проводу под напряжением и нейтральному проводу на фиксированных расстояниях, создавая так называемые зоны нагрева.

По сути, каждая зона представляет собой цепь с фиксированным сопротивлением, питаемую фиксированным напряжением и обеспечивающую постоянную мощность по всей длине. Поскольку каждая зона нагрева, по существу, параллельна зоне перед ней, напряжение питания будет оставаться постоянным по длине нагревательного кабеля, за исключением небольшого падения напряжения, вызванного суммированием крошечных сопротивлений активной и нейтральной проводов. как кабель становится все длиннее и длиннее.

Первым и наиболее востребованным преимуществом систем электрообогрева является предотвращение замерзания труб, а с ежедневным падением температуры замерзание труб в настоящее время является серьезной проблемой для домовладельцев, предприятий и промышленности.Поддерживая температуру окружающей среды внутри трубы, невозможно образование инея, и трубы не замерзнут. Это означает, что трубы не лопнут из-за расширения льда.

Саморегулирующиеся кабели обогрева

Саморегулирующиеся или саморегулирующиеся кабели обогрева фактически также обеспечивают контролируемую мощность на метр кабеля, но с явной разницей как с точки зрения конструкции, так и характеристик.

Токоведущий и нейтральный провода совместно экструдируются в материал на основе полимера, содержащий частицы углерода, что обеспечивает путь сопротивления и, следовательно, замыкание по длине нагревательного кабеля.

Однако это сопротивление и, следовательно, мощность нагревательного кабеля варьируется в зависимости от температуры из-за микроскопического расширения и сжатия полимера.

Этот тип кабеля имеет свойство уменьшать выходную мощность при повышении температуры и, наоборот, при более низких температурах мощность увеличивается.

Саморегулирующиеся кабели электрообогрева имеют повышенный уровень внутренней эффективности, а также повышенную безопасность, если их применение продумано правильно.Начиная с первого, при более высоких температурах нагревательный кабель снижает мощность, экономя энергию, даже если он не подключен через контроллер или термостат.

Нагревательные кабели Eltherm — саморегулирующиеся кабели обогрева

Это не означает, что он будет поддерживать фиксированную заданную температуру без внешнего управления, но снижение производительности по мере повышения температуры обрабатываемого изделия является желательной характеристикой с точки зрения энергосбережения. .

Это также обуславливает еще одну весьма желательную характеристику саморегулирующихся кабелей, а именно способность присваивать класс T (температурный класс) для целей ATEX и безопасную установку в опасных зонах.При снижении выходной мощности по мере повышения температуры кабеля кабель не может повлиять на повышение температуры выше определенного уровня, независимо от уровня используемой теплоизоляции.

Кабели обогрева постоянной мощности

Кабели обогрева постоянной мощности не изменяют свою мощность в зависимости от температуры, и в некоторых случаях это является преимуществом. В принципе, если требуется более высокая температура обслуживания, иногда предпочтительнее кабель постоянной мощности, поскольку может использоваться вариант с более низким значением массы/м (в отличие от саморегулирующегося кабеля, где необходимо учитывать снижение выходной мощности из-за повышенного температуры).

Поскольку пусковой ток с кабелем постоянной мощности незначителен, его также можно использовать в цепях большей длины, особенно для вариантов с более высокой выходной мощностью, в отличие от аналогичных саморегулирующихся версий.

Одним из основных преимуществ параллельных нагревательных кабелей (саморегулирующихся или с постоянной мощностью) является возможность отрезать кабель от барабана по длине на месте без необходимости учитывать сопротивление самого провода.

Кабели электрообогрева постоянной мощности – преимущества:

– Потребляемая мощность с одного конца

– Может быть отрезана от рулона

– Постоянная выходная мощность на метр

– Длительный срок службы

– Возможна прокладка без точного измерения

Теплоизоляция рекомендуется для всех систем электрообогрева

— Высокая химическая стойкость

— Устойчивость к ультрафиолетовому излучению

— Подходит для обогрева труб во взрывоопасных зонах

Опыт экспертов в области электрообогрева

Компания Thorne & Derrick имеет почти 35-летний опыт работы в электрообогреве.

Защита от замерзания всегда была основой роста нашего бизнеса: только в Великобритании было проложено более 1 миллиона метров кабеля.

В школах, больницах, спортивных стадионах, тюрьмах, гостиницах и других коммерческих зданиях используются нагревательные кабели T&D, предотвращающие замерзание труб. Некоторые из наших наиболее престижных проектов включают Liverpool Echo Arena, Wembley Stadium и The Shard, и мы очень гордимся тем, что заключили такие контракты.

Обогрев крыш и водосточных желобов

Помимо защиты труб от замерзания, обогревательные кабели также могут использоваться для предотвращения образования инея, снега и льда в желобах, пандусах и подъездных путях.

Греющие кабели для крыш и водосточных желобов могут быть установлены в желобах и на крышах, чтобы обеспечить мягкое нагревание, которое растапливает снег/лед при падении.

Обеспечивает проход воды и предотвращает переполнение желобов и просачивание воды обратно в здание. Талая вода, которая не может свободно стекать, образует лужи, которые, в свою очередь, могут проникать в швы и стыки водосточных желобов и плоских крыш, вызывая серьезные повреждения внутренней конструкции здания и содержимого.

Протекающий водосточный желоб или крыша могут вызвать значительные структурные повреждения внутри зданий.Кабели обогрева создают путь для воды, позволяя ей правильно стекать.

В некоторых случаях основной проблемой является вес несущей способности любого скопления снега, так как дополнительный вес может отрицательно сказаться на структурной целостности здания.

Обогрев пандуса

Кабели обогрева также можно заглубить в бетон, чтобы повысить температуру поверхности и предотвратить скопление снега и льда. Это особенно полезно для пандусов автостоянок, которые подвергаются воздействию элементов.

Компания T&D недавно участвовала в разработке и поставке системы обогрева пандуса для Sainsbury’s в Бистере. В то время это была самая большая установка обогрева пандуса в Великобритании с проложенным более 3 километров нагревательного кабеля. Для этого применения могут использоваться как саморегулирующиеся, так и контактные кабели электрообогрева.

Как правило, конструкция пандуса определяет, какой тип кабеля будет выбран и даст наибольшие преимущества. Например, саморегулирующиеся нагревательные кабели не подходят для непосредственного заглубления в асфальт, поскольку они не могут подвергаться воздействию высоких повышенных температур, в то время как основным преимуществом кабелей с постоянной мощностью является способность подвергаться воздействию таких температур.

И наоборот, кабель постоянной мощности выдает постоянную выходную мощность и не обеспечивает энергоэффективности по сравнению с саморегулирующимся кабелем.

Eltherm является мировым лидером в производстве саморегулирующихся нагревательных кабелей и кабелей постоянной мощности, производящих полный спектр вариантов с вариантами внешней оболочки из фторполимера, обладающей высокой коррозионной стойкостью. Исследования и разработки – это непрерывный процесс, в который вносят вклад их крупные проекты и команды разработчиков, гарантирующие, что продукты спроектированы и созданы в соответствии с высочайшими стандартами и для приложений современного мира.

Системы электрообогрева и кабели обогрева

Ассортимент кабелей электрообогрева, хранящийся на складе и поставляемый Thorne & Derrick International, включает электрические нагревательные кабели для поддержания технологической температуры, защиты труб и резервуаров от замерзания, а также для защиты от обледенения крыш и водосточных желобов, где снег и лед требуется демонтаж — кабели и системы доступны для коммерческих, промышленных безопасных зон (невзрывоопасных зон) и обогрева опасных зон с сертификацией ATEX.

Электрообогрев — это кабельная система, используемая для поддержания, повышения температуры и защиты технологических трубопроводов и сосудов от отрицательных температур и связанного с этим повреждения морозом. Обогревающие кабели смягчают и противодействуют холодным погодным явлениям в рамках стратегии подготовки к зиме для промышленных и технологических применений. от низких (минусовых) температур окружающей среды как на суше, так и на море.

Системы электрообогрева с использованием саморегулирующихся нагревательных кабелей постоянной мощности и с минеральной изоляцией (MI) позволяют создать оптимальную систему электрообогрева для вашего применения. Мы предоставляем услуги по проектированию системы электрообогрева.


Контактная информация и архив…

Что такое нагревательные кабели и как их прокладывать

Устали ли вы счищать снег с крыши или изнурены ледяными дамбами над вашей собственностью, поиск долгосрочного решения проблемы может стать вашим приоритетом номер один.

 

Греющие кабели для крыш и водосточных желобов благодаря своим специально разработанным функциям и исключительной долговечности могут идеально соответствовать вашим потребностям.

 

После установки эти термокабели плавят окружающие снежные и ледяные дамбы безопасным и контролируемым теплом.В результате вы можете убрать лишний снег и твердые наледи из дома без ручного труда. Независимо от того, сталкиваетесь ли вы с регулярным снегопадом или внезапной метелью, эти высокопроизводительные кабели могут выполнять свою работу достаточно эффективно.

 

Но если у вас нет личного опыта использования этих кабелей, вот тут и начинаются вопросы. Что такое нагревательные кабели? Как они выполняют свою функцию? Самое главное, как вы устанавливаете их на своем участке?

 

К счастью, базового знакомства с нагревательными кабелями достаточно, чтобы ответить на все эти вопросы.Благодаря этим деталям вы можете не только узнать, как работают нагревательные кабели, но и понять, насколько они могут быть эффективны для вашей жилой и коммерческой недвижимости.

 

Устройство для плавки льда на крыше

 

Благодаря своей конструкции нагревательные кабели также известны как системы таяния льда на крыше. Так как тепловая мощность этих кабелей эффективно растапливает замерзшие снеговые и ледяные образования, это название вполне соответствует решению.

 

Эти системы растапливания льда доступны в широком диапазоне цен и подходят для всех типов крыш.В основном это нагревательные кабели для крыш и водостоков, при этом общий материал кабеля способен выдерживать экстремально низкие и обжигающе высокие температуры. В результате они могут установить его поверх крыши без чрезмерных рисков. Крайне важно, чтобы не было высокого риска получения повреждений от воздействия экстремальных погодных условий.

 

После того, как эти кабели будут установлены на вашей крыше и подключены к источнику питания в вашем здании, они начнут выполнять свои тепловые функции для нагрева близлежащего снега и льда.Это гарантирует, что большие кучи снега и массивные ледяные стены не попадут на вашу собственность.

 

В свою очередь, нежелательный снег и лед тают в проточную воду, которая быстро стекает по водостоку и водосточной трубе. Это поможет вам избежать таких проблем, как проседание крыши, протечка крыши, засорение желоба, а также общее повреждение водой.

 

Греющие кабели для плавления льда на крыше

 

 

При установке систем таяния льда вы можете заметить два типа вариаций этих нагревательных кабелей.К ним относятся кабели постоянной мощности и саморегулирующиеся кабели.

Кабели постоянной мощности

обеспечивают постоянный нагрев при одинаковой мощности. Хотя эти кабели дешевле, чем саморегулирующиеся кабели, они часто могут увеличить ваши счета за электроэнергию из-за их непрерывной работы на одном уровне мощности.

 

В саморегулирующихся кабелях используется контроль температуры для регулировки их нагрева в соответствии с окружающей средой. Несмотря на то, что он постоянно растапливает снег и лед при отрицательных температурах, регулируемая мощность не приводит к значительному увеличению ваших счетов за электроэнергию.

 

В любом случае эти нагревательные кабели для крыш и водосточных желобов можно без проблем выровнять по структуре вашего дома. После того, как они надлежащим образом прикреплены к вашей крыше и водосточной системе, вы можете подключить их к источнику питания, чтобы включить их функцию.

 

Выбор между этими вариантами полностью зависит от вашего бюджета и предпочтений. Для достижения оптимальных результатов необходимо получить индивидуальную консультацию у специалиста. Это позволяет выбрать идеальную систему, отвечающую всем вашим потребностям и требованиям бюджета.В результате вы можете наслаждаться надежной системой таяния льда, которая не обходится в кругленькую сумму.

 

Системы плавки льда для крыш

 

 

После того, как на вашей крыше накопилось большое количество снега, солнечные лучи и перепады температур естественным образом вызывают для нее процесс оттаивания. В то время как талая снежная вода легко стекает по кровельному материалу в желоб, некоторые холодные участки на крыше часто могут остановить этот талый снег.

 

Когда это происходит, талая вода снова замерзает. За короткий промежуток времени этот цикл может превратить замерзшую воду в небольшие ледяные стены или ледяные дамбы. Поскольку эти ледяные дамбы сделаны из твердого льда, их трудно сломать и проблематично удержать на крыше.

 

Наряду с добавлением лишнего веса на краю вашей крыши, эти ледяные дамбы также соответствуют своему названию и препятствуют прохождению талой снеговой воды. Это вызывает такие проблемы, как протечка крыши и провисание из-за стоячей воды.

 

С нагревательными кабелями для крыш и водосточных желобов вам больше не придется беспокоиться об этих ледяных стенах. После того, как эти системы будут установлены на вашем участке, выделяемое ими тепло может предотвратить образование ледяных дамб при отрицательных температурах. Эта система, от холодных участков до засорения воды, решает все проблемы, связанные с ледяными плотинами, без особых усилий.

 

Как установить систему нагревательного кабеля

 

 

Узнав о важнейших функциях системы нагревательного кабеля, вы можете приобрести это решение для своей собственности.Получение профессиональной помощи в процессе установки — очень популярный способ сделать эту систему частью вашего дома. Но понимание процедуры помогает вам точно знать, как это решение работает для защиты вашей собственности.

 

Выясните проблемные места на крыше, которые приводят к упрямым грудам снега и наледи.

 

Сюда входят холодные участки по всей длине и краям крыши. Для достижения оптимальных результатов вы можете использовать змеевидную или зигзагообразную конфигурацию.Эта монтажная конструкция пропускает кабель вдоль широкой части краев вашей крыши, прежде чем спустить его вниз по водосточной системе.

 

Убедитесь, что материал вашей кровли и водосточной системы выдерживает температуру нагревательного кабеля.

 

Это гарантирует, что вы не повредите свою крышу из-за чрезмерного использования. Вы можете получить эту информацию, связавшись с производителем или дистрибьютором кровельного материала.

 

Измерьте место, где необходимо проложить кабели.

 

Наряду с уходом за ендовами на крыше это также должно включать в себя вход к источнику питания, который питает эти кабели и их блок управления.

 

Проложите кабель по холодным местам и краям крыши.

 

Опять же, змеевидная или зигзагообразная конфигурация в большинстве случаев идеально подходит для удаления и предотвращения наледи. Затем вы можете спустить кабель вдоль водосточной системы.

 

Во время установки используйте такое оборудование, как кабельные зажимы, стяжки-молнии, Т-образные разветвители и герметики.

 

Эти расходные материалы обычно можно приобрести непосредственно у производителя кабеля.

 

Фактический процесс установки может различаться в зависимости от конкретного случая, который также может включать в себя специальное оборудование и рекомендации, характерные для выбранной вами системы нагревательного кабеля. Вот почему вы должны принимать эти пункты только в качестве общего руководства и обращаться к подробному руководству, которое прилагается к вашему нагревательному кабелю, для получения дополнительной информации.

 

Свяжитесь с нами сегодня для установки нагревательных кабелей

 

С помощью саморегулирующихся нагревательных кабелей HotEdge вы с легкостью избавитесь от внезапных снегопадов и жестких ледяных дамб.Наша система нагревательных кабелей поставляется с широким спектром опций, которые соответствуют вашим конкретным потребностям и учитывают ваши бюджетные ограничения.

 

Наша команда также предлагает профессиональную установку, гарантируя, что вы сможете извлечь выгоду из этих систем без какого-либо стресса.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.