สายเคเบิลเครื่องทำความร้อน: ประเภทและการใช้งาน

สายเคเบิลความร้อน - ผลิตภัณฑ์เคเบิลชนิดเฉพาะที่แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นความร้อนเพื่อให้ความร้อนและทำหน้าที่ของตัวรับพลังงานไฟฟ้าแทนที่จะเป็นสายส่ง สายเคเบิลความร้อนแตกต่างจากสายเคเบิลและสายสามัญอย่างมีนัยสำคัญซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อส่งพลังงานไฟฟ้าที่มีการสูญเสียน้อยที่สุดและมีแรงดันไฟฟ้าตกเล็กน้อยตามความยาวบรรทัด (ปกติไม่เกิน 5%)

สายเคเบิลความร้อนใช้เป็นส่วนของความร้อนคือ ส่วนของความยาวที่แน่นอนและที่ความยาวนี้จะมีแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ลดลงอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นส่วนความร้อนควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นตัวรับแบบธรรมดาของพลังงานไฟฟ้า (เป็นหนึ่งในองค์ประกอบของความร้อนไฟฟ้า)

ความยาวของส่วนสายเคเบิลความร้อนมักจะอยู่ในช่วงหลายเมตรถึงหลายร้อยเมตร

ผลกระทบของการกระจายพลังงานบางส่วนในรูปของความร้อนซึ่งเป็นผลลบต่อสายเคเบิลแบบเดิมนั้นถูกใช้เป็นประโยชน์ในสายเคเบิลความร้อน นอกจากนี้การแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นความร้อนจะเกิดขึ้นอย่างเหมาะสมและประหยัดที่สุด การแปลงเสร็จสมบูรณ์เงียบโดยไม่ต้องใช้สารเพิ่มเติม (เชื้อเพลิงสารออกซิไดซ์)

สายเคเบิลความร้อนมีช่วงที่พัฒนาอย่างเป็นธรรมและใช้ในการติดตั้งและอุปกรณ์ที่หลากหลาย แต่อย่างไรก็ตามพวกเขาเกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์สายเคเบิลที่แปลกประหลาดและในวรรณคดีมีงานออกแบบการคำนวณและการใช้งานสายเคเบิลความร้อนไม่มากนัก

ประเภทของสายเคเบิลตามรูปแบบการกระจายความร้อน

ตัวต้านทานเชิงเส้น - สายเคเบิลความร้อนซึ่งปล่อยความร้อนเนื่องจากเอฟเฟกต์ Joule-Lenz เมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านแกนความร้อน สายเคเบิลได้รับการออกแบบในลักษณะที่แรงดันไฟฟ้าตกที่เกิดขึ้นในแกนความร้อน แต่ส่วนประกอบของสายเคเบิลไม่ร้อนเกินกว่าค่าที่อนุญาต

ความยาวของส่วนทำความร้อนมักจะอยู่ห่างจากไม่กี่ร้อยเมตร สายเคเบิลประเภทนี้อาจมีแกนทำความร้อนแบบขนานหนึ่งหรือสองเส้นที่มีรูปร่างเป็นเส้นตรงหรือเป็นเกลียว การตัดสายเคเบิลตามความยาวไม่สามารถยอมรับได้

พลังงานความร้อนของสายเคเบิลความต้านทานเชิงเส้นลดลงเล็กน้อยในระหว่างการทำความร้อนและขนาดของการเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับค่าของค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทานของวัสดุของแกนความร้อน การเปลี่ยนแปลงที่เล็กที่สุดของความต้านทานจะสังเกตได้ในอัลลอยด์ที่มีความต้านทานสูง (TKr + 0.0001) ซึ่งเป็นทองแดงที่ใหญ่ที่สุด (TKr + 0.004)

Resistive Zonal สายเคเบิลความร้อนไม่ได้แตกต่างจากหลักการก่อนหน้านี้ แต่โดยพื้นฐานแล้วจะแตกต่างกันในการออกแบบ ประกอบด้วยตัวนำหุ้มฉนวนสองขนาน

ฉนวนกันความร้อนของตัวนำไฟฟ้านั้นมี“ หน้าต่าง” เป็นระยะซึ่งย้ายจากกันและกันด้วยขั้นตอนที่กำหนด (โดยปกติประมาณ 1 เมตร) ขดลวดเส้นบางของโลหะผสมที่มีความต้านทานสูงถูกทับลงบนส่วนบนของทั้งสองแกน

ใน "windows" เกลียวจะปิดบนสายตัวนำเป็นผลให้สายแทนชุดของความต้านทาน (ตัวต้านทาน) ที่เชื่อมต่อแบบขนานกับสายตัวนำ ในแต่ละของพวกเขามีการลดลงอย่างสมบูรณ์ในแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ สายเคเบิลมีความสะดวกในการที่จะสามารถตัดได้ทุกที่ ความยาวต่ำสุดของส่วนทำความร้อนคือ 1.5 - 2 เมตร

ความยาวสูงสุดถูกกำหนดโดยหน้าตัดของตัวนำตัวนำไฟฟ้าและพลังงานเชิงเส้นเนื่องจากองค์ประกอบความร้อนของสายเคเบิลตัวต้านทานโซนทำจากโลหะผสมความต้านทานสูงพลังงานของพวกเขาจึงไม่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิดังนั้นจึงเรียกว่าสายไฟคงที่

สายเคเบิลที่ควบคุมตนเอง มีการออกแบบบางส่วนคล้ายกับการออกแบบของสายเคเบิลตัวต้านทานโซน พวกเขายังมีตัวนำคู่ขนานสองตัว แต่ไม่มีฉนวน ตัวนำจะถูกล้อมรอบในเมทริกซ์นำไฟฟ้าโพลิเมอร์หรือเชื่อมต่อผ่านเกลียวตัวนำไฟฟ้าโพลิเมอร์

ผลของการควบคุมตนเองนั้นเกิดขึ้นได้เนื่องจากองค์ประกอบเชื้อเพลิงของสายเคเบิลทำจากวัสดุนำไฟฟ้าโพลีเมอร์จะช่วยเพิ่มความต้านทานเมื่อถูกความร้อน ค่า Tcr ของพอลิเมอร์นำไฟฟ้ามีค่าสูงถึง 0.05-0.075 เช่น 12-18 เท่าของทองแดง

สายเคเบิลเหนี่ยวนำความร้อน ในการออกแบบของพวกเขามีองค์ประกอบ ferromagnetic และตัวนำฉนวนหุ้มฉนวนจะถูกวางรอบองค์ประกอบ ferromagnetic ในรูปแบบของขดลวดเหนี่ยวนำให้เกิดการไหลของแม่เหล็กสลับในแกน ผลของการปลดปล่อยความร้อนนั้นเกิดจากการสูญเสียความต้านทานในขดลวดและเนื่องจากการสูญเสียความต้านทานในแกนกลางที่เกิดจากกระแสเหนี่ยวนำ

อัตราส่วนของการสูญเสียเหล่านั้นและอื่น ๆ จะถูกกำหนดโดยการออกแบบของสายเคเบิล การสูญเสียในแกนอาจเป็น 80-20% ของการสูญเสียสายทั้งหมด ในกรณีแรกการสูญเสียในขดลวดมีขนาดเล็กและมีความร้อนเล็กน้อยเนื่องจากการสูญเสียของตัวเองซึ่งช่วยให้ได้รับพลังงานเชิงเส้นที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับสายต้านทาน

วิธีการใช้ท่อส่งความร้อนโดยใช้ "เอฟเฟกต์ผิว" ยังสามารถใช้เป็นหนึ่งในตัวเลือกสำหรับสายเคเบิลแบบเหนี่ยวนำ ในกรณีนี้บทบาทของขดลวดเหนี่ยวนำจะถูกเล่นโดยแกนฉนวนของภาคตัดขวางขนาดใหญ่และบทบาทของตัวเหนี่ยวนำคือท่อเหล็กที่แกนนี้ตั้งอยู่ ความร้อนถูกสร้างขึ้นทั้งในแกนกลางและในท่อเนื่องจากกระแสไหลวนที่เหนี่ยวนำ

การใช้งานสำหรับสายเคเบิลความร้อน

อุปกรณ์ที่ใช้สายเคเบิลความร้อนอาจมีขนาดแตกต่างกันอย่างมากอุณหภูมิในการทำงานและความร้อนออก ดังนั้นช่วงของการใช้งานสำหรับสายเคเบิลความร้อนจึงกว้างมาก

เสื้อผ้าอุ่นผ้าห่มพรม - ผ้าห่มไฟฟ้าและผ้าห่มแผ่นความร้อนที่นั่งอุ่นเสื้อผ้าที่อุ่นและรองเท้า ตามกฎแล้วพวกเขามีพลังงานขนาดเล็ก (10 - 50 วัตต์) และอุณหภูมิในการทำงานที่ปลอดภัยสำหรับมนุษย์เช่น ไม่สูงกว่า 50 องศาเซลเซียสกลุ่มนี้อาจรวมถึงเครื่องทำความร้อนในครัวเรือนพลังงานต่ำ: เครื่องทำความร้อนอาหารเด็ก, เครื่องไล่ฝ้าสำหรับตู้เย็นโดยใช้สายเคเบิลความร้อน

ระบบทำความร้อนในห้อง - ในนั้นมีการใช้สายเคเบิลความร้อนเป็นองค์ประกอบเชื้อเพลิงกระจายอย่างเท่าเทียมกันทั่วบริเวณห้อง หากจำเป็นสายเคเบิลสามารถติดตั้งบนผนังและบนเพดาน ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการติดตั้งสายเคเบิลในแง่ของการถ่ายเทความร้อนการจัดเก็บความร้อนความปลอดภัยและความปลอดภัยคือการติดตั้งสายเคเบิลในความหนาของการพูดนานน่าเบื่อปูนซิเมนต์วางไว้ใต้พื้นตกแต่ง

อุณหภูมิบนพื้นผิวที่ร้อนมักจะ 22 - 26 ° C แต่สามารถเข้าถึง 35 ° C กำลังเฉพาะของระบบทำความร้อนใต้พื้นแตกต่างกันไปในช่วง 70-150 W / m ² ระบบจัดเก็บข้อมูลมีกำลังไฟสูงถึง 200 W / m² กำลังรวมของระบบสามารถมีขีด จำกัด ที่กว้างมาก: จาก 100 วัตต์ถึงสิบและหลายร้อยกิโลวัตต์

ระบบ De-icing สำหรับทางเท้า, บันไดเปิด, ทางลาด. เช่นในกรณีก่อนหน้านี้สายเคเบิลถูกวางในความหนาของฐานคอนกรีต ระบบเหล่านี้ทำงานในเวลาที่หิมะตกบนพื้นผิวของวัตถุเหล่านี้หรือรูปแบบน้ำแข็ง

พลังงานเฉพาะของระบบทำความร้อนสำหรับพื้นผิวเปิดนั้นแตกต่างกันไปในช่วง 200-350 W / ตร.ม. กำลังการผลิตรวมของระบบมีตั้งแต่หลายถึงหลายร้อยกิโลวัตต์

นอกจากนี้ยังรวมถึงระบบต่อต้านไอซิ่งสำหรับสถานที่เล่นกีฬา (สนามฟุตบอลลู่วิ่งสนามแข่งสนามเทนนิส) ส่วนอันตรายของทางหลวง (ทางขึ้นลงทางลงเลี้ยวโค้ง) ทางวิ่ง พลังงานความร้อนที่เฉพาะเจาะจงของระบบเหล่านี้สามารถเข้าถึง 500W / ตร.ม. และพลังงานทั้งหมด - หลายเมกะวัตต์

ระบบกำจัดน้ำแข็งบนหลังคา ให้บริการเพื่อป้องกัน: การอุดตันน้ำแข็งของเส้นทางการไหลของน้ำการก่อตัวของหยาดน้ำแข็งและเพื่อกำจัดหิมะและน้ำแข็งออกจากพื้นที่อันตราย สายเคเบิลความร้อนจะถูกวางไว้ตามเส้นทางการระบายน้ำในท่อระบายน้ำบนชายคาปืนใหญ่น้ำในหุบเขาและทางแยก

สายเคเบิลความร้อนที่ใช้ในระบบเหล่านี้มีพลังงานเชิงเส้น 25 หรือมากกว่าวัตต์ต่อเมตร กำลังการผลิตรวมของระบบขึ้นอยู่กับการออกแบบและขนาดของหลังคาของอาคารเฉพาะและอยู่ในช่วง 1-2 ถึงหลายร้อยกิโลวัตต์

อุณหภูมิบนพื้นผิวของระบบต่อต้านน้ำแข็งในกรณีที่ไม่มีหิมะและน้ำแข็งและที่อุณหภูมิแวดล้อมเชิงลบมักจะ +5 - 7 ° C ในระหว่างการละลายของหิมะและน้ำแข็งอุณหภูมิพื้นผิวเพียงเศษเสี้ยวขององศาที่สูงกว่า 0 องศาเซลเซียส หากอุณหภูมิแวดล้อมสูงกว่า +5 ° C ระบบป้องกันไอซิ่งจะปิดโดยไม่จำเป็น

ระบบทำความร้อนสำหรับท่อและถัง. ระบบท่อมีความยาวและแตกแขนงและสายเคเบิลทำความร้อนเหมาะที่สุดสำหรับการทำความร้อน ในทางปฏิบัติตามกฎแล้วมีระบบทำความร้อนสองประเภท - ป้องกันการแช่แข็งและรักษาอุณหภูมิในท่อสูงกว่าปกติ (เหนือ + 20 ° C) วัตถุประสงค์หลักของทั้งสองระบบคือการชดเชยการสูญเสียความร้อนจากท่อ (หรือถัง) สู่สิ่งแวดล้อม

ส่วนความร้อนติดตั้งที่ด้านบนของท่อ (ถัง) และปิดด้วยฉนวนกันความร้อน พลังงานเชิงเส้นของระบบทำความร้อนของท่อมักจะ 10-60 W / m กำลังการผลิตรวมของระบบขึ้นอยู่กับความยาวของท่อพลังงานเฉพาะของระบบทำความร้อนถังคือ 10-80 ต่อ 1 ตร.ม. พื้นผิวที่ร้อนและผลรวมขึ้นอยู่กับขนาดของถัง

จุดประสงค์ของระบบต่อต้านการแช่แข็งคือการกำจัดการก่อตัวของปลั๊กน้ำแข็งและการแตกของท่อดังนั้นจึงเพียงพอที่จะรักษา + 5 ° C ในท่อระบบการบำรุงรักษาอุณหภูมิอาจแตกต่างกันมากในอุณหภูมิที่ต้องการในท่อ (ถัง): +40 เพียงพอสำหรับการขนส่งน้ำมัน ° C และสำหรับน้ำมันดินต้องใช้ 160-180 ° C

ระบบทำความร้อนสำหรับอุปกรณ์เทคโนโลยี พวกเขามีความโดดเด่นด้วยวัตถุประสงค์ที่หลากหลาย, อุณหภูมิที่ต้องการ, ความสามารถเฉพาะและได้รับการพัฒนาบนพื้นฐานของวิธีการของแต่ละบุคคล