categorieën: Aanbevolen artikelen » Interessant elektrisch nieuws
Aantal keer bekeken: 45804
Reacties op het artikel: 5
Verwarmingskabels: soorten en toepassingen
Verwarmingskabels - een specifiek type kabelproducten die elektrische energie omzetten in warmte voor verwarming en de functie vervullen van een ontvanger van elektrische energie in plaats van een transmissielijn. Verwarmingskabels verschillen aanzienlijk van gewone kabels en draden, waarvan het doel is om elektrische energie met het minste verlies en met een lichte spanningsval niet de lijnlengte (meestal niet meer dan 5%) over te dragen.
De verwarmingskabel wordt gebruikt als verwarmingssecties, d.w.z. segmenten van een bepaalde lengte, en bij deze lengte is er een volledige daling van de aangelegde spanning. Daarom moet de verwarmingssectie worden beschouwd als een conventionele ontvanger van elektrische energie (als een van de soorten elektrische verwarmingselementen).
De lengte van kabelverwarmingssecties varieert meestal van enkele meters tot enkele honderden meters.
Negatief voor conventionele kabels, wordt het effect van dissipatie van een deel van de overgedragen energie in de vorm van warmte gebruikt als nuttig in verwarmingskabels. Bovendien vindt de omzetting van elektrische energie in warmte op de meest optimale en economische manier plaats. De conversie is volledig, stil, zonder het gebruik van extra stoffen (brandstof, oxidatiemiddel).
Verwarmingskabels hebben een redelijk ontwikkeld bereik en worden in een breed scala aan installaties en apparaten gebruikt. Maar toch hebben ze betrekking op bijzondere kabelproducten en in de speciale literatuur zijn er praktisch geen werken aan het ontwerp, de berekening en het gebruik van verwarmingskabels.
Soorten kabels volgens het warmteafvoerschema
Weerstand lineair - verwarmingskabels waarin warmte wordt afgegeven door het Joule-Lenz-effect wanneer elektrische stroom door de verwarmingskern stroomt. De kabel is zodanig ontworpen dat een volledige daling van de aangelegde spanning plaatsvindt in de verwarmingskern, maar de kabelelementen niet oververhit raken boven de toelaatbare waarden.
De lengte van het verwarmingsgedeelte is meestal van enkele tot honderden meters. Kabels van dit type kunnen een, twee of meer parallelle verwarmingskernen hebben met een lineaire of spiraalvormige vorm. Willekeurig kabelsnijden over de lengte is onaanvaardbaar.
Het thermische vermogen van resistieve lineaire kabels neemt enigszins af tijdens het verwarmen, en de grootte van de verandering hangt af van de waarde van de temperatuurcoëfficiënt van het materiaal van de verwarmingskern. De kleinste weerstandsveranderingen worden waargenomen in legeringen met een hoge weerstand (TKr + 0,0001), de grootste in koper (TKr + 0,004)
Resistieve zone verwarmingskabels verschillen in principe niet van eerdere, maar verschillen fundamenteel in hun ontwerp. Ze bevatten twee parallel geïsoleerde geleiders.
De isolatie van geleidende geleiders heeft periodiek gelokaliseerde "vensters" die van elkaar zijn verplaatst met een bepaalde stap (meestal ongeveer 1 m). Een dunne draadspiraal van een hoge-weerstandslegering wordt bovenop deze twee kernen geplaatst.
In de "vensters" sluit de spiraal op de geleidende draden, waardoor de kabel een set weerstanden (weerstanden) vertegenwoordigt die parallel zijn verbonden met de geleidende draden. Op elk van hen is er een volledige daling van de aangelegde spanning. De zonale kabel is handig omdat hij overal kan worden gesneden. De minimale lengte van het verwarmingsgedeelte is 1,5 - 2 m.
De maximale lengte wordt bepaald door de dwarsdoorsnede van geleidende geleiders en lineair vermogen.Omdat het verwarmingselement van de kabels van de weerstandszone is gemaakt van legeringen met een hoge weerstand, is hun vermogen praktisch onafhankelijk van temperatuur, daarom worden ze ook constante stroomkabels genoemd.
Zelfregelende kabels hebben een ontwerp dat gedeeltelijk lijkt op het ontwerp van kabels met resistieve zones. Ze bevatten ook twee parallelle geleiders, maar niet geïsoleerd. Geleiders zijn ofwel ingesloten in een polymeer geleidende matrix, of verbonden via spiraalvormige polymeer geleidende draden.
Het effect van zelfregulatie wordt bereikt door het feit dat het brandstofelement van de kabel, gemaakt van een polymeer geleidend materiaal, zijn weerstand aanzienlijk verhoogt bij verhitting. De Tcr-waarde van het geleidende polymeer bereikt 0,05-0,075, dat wil zeggen 12-18 keer meer dan die van koper.
Inductieve verwarmingskabels in hun ontwerp bevatten ze ferromagnetische elementen en geleidende geïsoleerde geleiders worden rond de ferromagnetische elementen gelegd in de vorm van een wikkeling die een alternerende magnetische flux in de kern induceert. Het warmte-afgifte-effect wordt bereikt zowel door weerstandsverliezen in de wikkeling als door weerstandsverliezen in de kern als gevolg van geïnduceerde stromen.
De verhouding tussen deze en andere verliezen wordt bepaald door het ontwerp van de kabel. Verliezen in de kern kunnen 80-20% van het totale kabelverlies zijn. In het eerste geval zijn de verliezen in de wikkeling klein en wordt het enigszins verwarmd vanwege zijn eigen verliezen, waardoor een aanzienlijk hoger lineair vermogen kan worden verkregen in vergelijking met resistieve kabels.
De methode voor het verwarmen van pijpleidingen met het "SKIN-effect" kan ook worden beschouwd als een van de opties voor de inductieve kabel. In dit geval wordt de rol van de inductiewikkeling gespeeld door een geïsoleerde kern met een grote dwarsdoorsnede, en de rol van de inductor is de stalen buis waarin deze kern zich bevindt. Warmte wordt zowel in de kern als in de buis gegenereerd als gevolg van geïnduceerde wervelstromen.
Toepassingen voor verwarmingskabels
Apparaten die verwarmingskabels gebruiken, kunnen aanzienlijk verschillen in grootte, bedrijfstemperatuur en warmteafgifte. Daarom is het bereik van toepassingen voor verwarmingskabels erg breed.
Verwarmde kleding, dekens, vloerkleden - elektrische dekens en dekens, verwarmingskussen, stoelverwarming, verwarmde kleding en schoenen. In de regel hebben ze een klein vermogen (10 - 50 W) en een bedrijfstemperatuur die veilig is voor mensen, d.w.z. niet hoger dan 50 ° C. Deze groep kan bestaan uit huishoudelijke apparaten met een laag vermogen: babyvoedingstoestellen, koelkastdooiers die verwarmingskabels gebruiken.
Systemen voor kamerverwarming - daarin worden verwarmingskabels gebruikt als brandstofelement, min of meer gelijkmatig verdeeld over het gebied van de kamer. Indien nodig kunnen de kabels aan de muren en aan het plafond worden gemonteerd. De beste optie voor het installeren van kabels in termen van warmteoverdracht, warmteopslag, veiligheid en beveiliging is om de kabel te installeren in de dikte van een cementdekvloer, gelegd onder een decoratieve vloerbedekking.
De temperatuur op het verwarmde oppervlak is meestal 22 - 26 ° C, maar kan 35 ° C bereiken. Het specifieke vermogen van vloerverwarmingssystemen varieert van 70-150 W / m². Opslagsystemen hebben een vermogen tot 200 W / m². Het totale vermogen van het systeem kan zeer brede grenzen hebben: van 100 watt tot tientallen en honderden kilowatt.
Ontijzingssystemen voor trottoirs, open trappen, hellingen. Net als in het vorige geval zijn de kabels in de dikte van de betonnen basis gelegd. Deze systemen werken alleen op een moment dat er sneeuw op het oppervlak van deze objecten of ijsvormen valt.
Het specifieke vermogen van verwarmingssystemen voor open oppervlakken varieert van 200 - 350 W / m². De totale capaciteit van het systeem varieert van enkele tot tientallen honderden kilowatt.
Dit omvat ook anti-ijssystemen voor sportfaciliteiten (voetbalvelden, loopbanden, renbanen, tennisbanen), gevaarlijke delen van snelwegen (beklimmingen, afdalingen, scherpe bochten), start- en landingsbanen. Het specifieke verwarmingsvermogen van deze systemen kan 500 W / m² bereiken, en het totale vermogen - meerdere megawatt.
Dak-ijsafzuigsystemen dienen om te voorkomen: ijsverstopping van waterstroompaden, de vorming van ijspegels en om sneeuw en ijs uit gevaarlijke gebieden te verwijderen. Verwarmingskabels worden langs de waterafvoerpaden geplaatst, in afvoerbuizen, op dakranden, waterkanonnen, op valleien en kruispunten.
De verwarmingskabels die in deze systemen worden gebruikt, hebben in de regel een lineair vermogen van 25 of meer watt per meter. De totale capaciteit van het systeem is afhankelijk van het ontwerp en de grootte van het dak van een bepaald gebouw en varieert van 1-2 tot enkele honderden kilowatt.
De temperatuur op het oppervlak van antivriessystemen bij afwezigheid van sneeuw en ijs en bij een negatieve omgevingstemperatuur is meestal +5 - 7 ° C. Tijdens het smelten van sneeuw en ijs is de oppervlaktetemperatuur slechts een fractie van een graad hoger dan 0 ° C. Als de omgevingstemperatuur hoger is dan + 5 ° С, zijn de antivries-systemen onnodig uitgeschakeld.
Verwarmingssystemen voor pijpleidingen en tanks. Leidingsystemen zijn lang en vertakt en verwarmingskabels zijn het meest geschikt voor hun verwarming. In de praktijk zijn er in de regel twee soorten verwarmingssystemen - het voorkomen van bevriezing en het handhaven van de temperatuur op de buis boven normaal (boven + 20 ° C). Het hoofddoel van beide typen systemen is om warmteverlies van de buis (of tank) naar de omgeving te compenseren.
De verwarmingssecties worden bovenop de buis (tank) gemonteerd en samen gesloten door thermische isolatie. Het lineaire vermogen van verwarmingssystemen van pijpleidingen is meestal 10-60 W / m. De totale capaciteit van het systeem is afhankelijk van de lengte van de pijpleiding. Het specifieke vermogen van de tankverwarmingssystemen is 10-80 per 1 m². Het verwarmde oppervlak en het totaal hangt af van de grootte van de tank.
Het doel van antivriessystemen is om de vorming van ijspluggen en scheuren van pijpleidingen te voorkomen, daarom is het voldoende om + 5 ° C op de buis te houden. Temperatuurbehoudsystemen kunnen sterk variëren in termen van de vereiste temperatuur op de buis (tank): +40 is genoeg om olie en veel waterige oplossingen te transporteren ° C, en voor bitumen vereist 160-180 ° C.
Verwarmingssystemen voor technologische apparatuur Ze onderscheiden zich door een breed scala aan doeleinden, vereiste temperaturen, specifieke capaciteiten en worden ontwikkeld op basis van een individuele aanpak.
Systeem doel
Temperatuur ° C
Specifiek vermogen, W / m²
Totaal vermogen, kW
Thermische barrières in de kamers van industriële koelkasten
2-5
3 - 15
0,5-5
Satellietantenne verwarming
2-5
200-300
2-15
Ontvettingsbadverwarming
30-50
200-400
0,5-3
Verwarmde betonnen productlijnen
40-60
300
20-50
Persplaatverwarming
40-150
300-1000
2-10
Verwarmde cilinders en koppen van injectie- en extrusiemachines
120-130
10000 - 20000
Enkele verwarming 0,5-2
Zie ook op electro-nl.tomathouse.com
: