Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Pokud je to nutné, vyrovnat se s obzvláště nízkými teplotami v jakýchkoliv konstrukčních prvcích budov, komunikačních systémech, vybavení domácnosti používá topný kabel. Toto zařízení poskytuje dodatečné vytápění po celé délce nebo oblasti trasy. Je důležité vzít v úvahu princip provozu topného tělesa a v jakých situacích je vhodné jej používat.
Účel a princip činnosti
Účelem topných kabelů je pokrytí různých oblastí průmyslové činnosti a řešit různé domácí úkoly. Nejčastěji se topný kabel používá pro:
- Vytápění místností nebo konstrukcí s malým objemem, včetně dekorativních místností, terárií, dolů a studní;
- Vytápění celého nebo pouze části potrubí, vodovodu, kanalizace a dalších objektů umístěných pod širým nebem nebo v nevytápěné místnosti;
- Zahřívání zmrazených předmětů při provádění technologických operací na nich;
- Ochrana proti zamrznutí vody nebo zabránění hromadění vlhkosti;
- Zabraňte tvorbě ledu nebo dešti;
- Udržujte teplotu objektu ve stanovených mezích.
Princip činnosti topného kabelu je popsán Joule-Lenzovým zákonem, který uvádí, že když protéká elektrický proud jakýmkoliv odporovým prvkem, bude z něj uvolněna tepelná energie. Tento proces je způsoben přítomností elektrického odporu ve vodivém materiálu, ke kterému dochází v důsledku interakce nabitých částic. Tyto částice vytvářejí překážku pro směrový pohyb proudu a když se srazí, vzniká teplo.
Na základě výše uvedeného lze říci, že tepelný výkon je přímo úměrný odporu topného kabelu a může být vyjádřen vzorcem:
Q = I 2 * R * t
Kde
- Q - množství uvolněného tepla;
- I je množství proudu protékajícího topným kabelem;
- R je ohmický odpor prvku;
- t - čas pro připojení kabelu k elektrické síti.
V praxi bude odpor konkrétního topného kabelu záviset na materiálu vodičů přenášejících proud, jejich délce a způsobu připojení. Všechny tyto parametry jsou určeny konstrukčními vlastnostmi různých typů topných kabelů.
Druhy
Používá se pro ohřev proudových prvků se dělí na odporové (lineární a zonální), samoregulační a indukční. Všechny typy topných kabelů se liší v principu práce a designu. Podívejme se podrobněji na vlastnosti každého z nich.
Rezistentní lineární.
Lineární topný kabel je konstrukce obyčejného drátu, jehož konce jsou připojeny ke zdroji energie. Lineární model tak může být v principu reprezentován ve formě odporového odporu, který je spojen se sériovým připojením a který se vyznačuje konstantním topným výkonem. Podle počtu žil se dělí na jednožilový a dvoužilový topný kabel.
Jednoduché lineární.
Podívejte se na výkresy, jednožilové třídy se skládají z topného vodiče s vysokým specifickým odporem, zpravidla z oceli nebo jejích slitin. Zahrnuje také jednu nebo více vrstev tepelně odolné izolace, která se při zahřívání nedeformuje. Tento typ topného vodiče může být vybaven stínítkem pro odstranění rušení způsobeného jím samotným a ochranným zařízením zemní ochrany.
Jeho hlavní výhodou je jednoduchost a nenáročnost v provozu, může být také v kontaktu s vodivými strukturami a může se překrývat. Nevýhodou je potřeba použít tovární sekci stanovené délky (nemůžete odříznout kus, který potřebujete), potřebu spojit konce sekce v jednom bodě na „+“ a „-“ nebo na nulu a fázi.
Dvoujádrové lineární
Konstrukčně mají dvě jádra dvě svorky připojené ke zdroji napájení. Skládá se ze stejných prvků jako v mono-jádru s jedním rozdílem - obsahuje dvě paralelní jádra místo jednoho. Další výhodou je to, že na rozdíl od jednožilového kabelu nemusí být druhý konec ohřívacího kabelu napojen na dvoužilový topný kabel, což poskytuje jistý komfort při ohřevu potrubí a dalších dlouhých konstrukcí.
Odporová zónová
Kabely zón jsou jakýmsi odporem, s tím rozdílem, že má složitější a funkční strukturu. Ve srovnání s lineární konstrukcí má následující vlastnost:
Jak je vidět na obrázku, zonální kabel, stejně jako lineární kabel, obsahuje dva měděné vodiče nesoucí proud, vnitřní izolaci pro každé jádro, topný drát vyrobený z materiálu s vysokým odporem, vnější izolaci.
Jeho konstrukce je charakterizována přítomností oken ve vnitřní izolaci, ve kterých je topný drát připojen k vodiči nesoucímu proud. Samotná okna jsou umístěna ve vzdálenosti 1 - 2 m od sebe. Mezi okny je tedy topné těleso zapojeno paralelně a přijímá síťové napětí. To znamená, že každý z úseků vodičů představuje 220 V nebo hodnotu, která je přiváděna do topného kabelu.
Vzhledem k takovému konstruktivnímu řešení by neměla mít celá délka konstantní odpor, ale pouze drát umístěný na místě 1–2 m, který se nazývá zóna (z níž tento typ kabelu bere jméno). S tímto designem lze délku sekce zvolit libovolně podle vašich osobních přání.
Samoregulační kabely
Samoregulační kabel se liší od předchozích verzí svým designem a principem provozu.
Podívejte se na obrázek, zde je uveden návrh samoregulačního kabelu, včetně:
- Vnější plášť, který chrání vnitřní prvky před vlivem prostředí.
- Proudové vodiče, které jsou napájeny napětím z externího zdroje.
- Stínění, které chrání okolní komunikaci před elektromagnetickým zářením samotného kabelu.
- Vrstva vnitřní izolace pro elektrické oddělení prvků nesoucích proud od kovového opletení pro stíněné kabely nebo od vnějších konstrukcí v nepřítomnosti stínění.
- Polovodičová matice, která je samotným topným článkem.
Tato část samoregulačního kabelu je druh teplotního čidla. Čím více je prostředí zahříváno, tím menší je vodivost topných těles, snižuje se množství proudu, který protéká, a také množství vznikajícího tepla. V tomto je vyjádřena funkce samoregulace teploty.
Hlavní výhodou takového topného kabelu je jeho úplná autonomie - množství vyrobené tepelné energie se nezávisle přizpůsobí teplotě prostředí, ve kterém se nachází. Díky tomu budou mít různé části topného kabelu nelineární výkon, což v dané situaci vyvolá potřebnou teplotu. Další výhodou tohoto typu topného zařízení je jeho libovolná délka. Nevýhodou je však skutečnost, že se prodává ve standardních polích a nemá žádné spojovací prvky v konfiguraci.
Indukční topné kabely
Principem tohoto typu topného kabelu je indukce EMF uvnitř feromagnetického prostředí. Konstrukčně se skládá z jádra nesoucího proud, který je navinut na feromagnetické jádro podobné cívce. Když proud protéká jádrem nesoucím proud, emf bude indukováno v jádru. K ohřevu dochází v důsledku elektrických ztrát z proudu v vodiči a ze ztrát v oceli na principu efektu kůže.
Hlavním rozdílem od ostatních typů topných kabelů je poměr uvolněné tepelné energie. Ztráty mědi jsou zde pouze 20%, zatímco ve feromagnetickém materiálu bude zbývajících 80% ztraceno. V závislosti na značce se může poměr ztrát lišit. V důsledku toho může být lineární výkon indukčního kabelu mnohem nižší při zachování stejné teploty ohřevu.
Instalační funkce
Při pokládce topného kabelu je důležité dodržovat několik pravidel, a to:
- Teplota okolí ve fázi instalace topného systému by neměla být nižší než + 15 ° C.
- Upevnění na povrch musí být provedeno tak, aby nedošlo k poškození konstrukčních prvků topných sekcí (tovární svorky, speciální lepicí páska, těsnicí hmota, měkké obložení, svorky atd.).
- Při tvarování trasy nebo mřížky je nutné v závislosti na jejích parametrech zajistit dostatečný ohřívací prostor pro konkrétní objekt.
- Při zatáčení se ujistěte, že poloměr ohybu nepřesahuje šest jeho průměru.
- Po dokončení instalace zkontrolujte, zda je izolace a vodiče zkontrolována volbou a měřením úrovně odporu.
Nyní zvažte několik praktických tipů na vlastnosti těsnění v soukromých situacích. Pokud se topný kabel používá k ohřevu střechy nebo jiných předmětů, kde je instalován pod přímým slunečním zářením, je lepší použít stíněné značky. Protože opletené modely používají mnohem stabilnější plášť než kabely pro všeobecné použití.
Při ohřevu kanalizace je nutné zvolit umístění v nejchladnějším místě nebo z nejméně zahřáté strany. V horizontálních drážkách musí být topný kabel instalován ve spodní části drážky tak, aby se teplá masa zvedala a roztavila led. Ve svislých trubkách odvodňovacího systému od stěny budovy, jak je znázorněno na obrázku, jak se ohřívá nejhorší:
Vzhledem k tomu, že topný kabel může být umístěn ve vodě, mohou přímo ohřívat vodní potrubí nebo topné systémy. Namontujte ho dovnitř potrubí, jak je znázorněno na obrázku:
Je třeba poznamenat, že je zakázáno instalovat topný vodič do kanalizace a odtokových trubek, protože se na něm budou držet různé nečistoty. Vzhledem k tomu, co bude dopravní zácpy, zhoršení propustnosti a vedoucí k úplnému překrytí. Proto jsou polymerní a kovové odpadní trubky ohřívány instalací topných prvků na vnější straně. Je však třeba poznamenat, že topný drát musí být izolován od tepelně izolační vrstvy pomocí speciální hliníkové pásky.
Oblasti použití
Topný kabel slouží k ohřevu těchto konstrukčních prvků:
- teplé podlahy - jak v domácnosti (koupelny a kuchyně), tak v průmyslových prostorách;
- střechy budov, kde hrozí nebezpečí rampouchů nebo sněhových hmot, které se hromadí nad chodníky nebo v pěší zóně;
- různá potrubí ve vodovodech, kanalizacích, vytápění atd.;
- Nádoby a skladovací nádrže na kapalné látky;
- odvodňovací a drenážní systémy;
- vytápění schodů budov, chodníků a technologických chodeb;
- Topné rohože, koberce a kolejnice;
- Akvárium a terária pro domácí mazlíčky.
V průmyslové sféře může mít topný kabel více specifických aplikací, příklady některých z nich a potřebné parametry pro jejich efektivní provoz jsou uvedeny v následující tabulce:
Tabulka: oblast použití topného kabelu
| Rozsah působnosti | Požadovaná teplota, ° С | Specifický výkon, W / m 2 . | Celkový výkon, kW |
| Tepelné bariéry v komorách průmyslových chladniček | 2-5 | 3 - 15 | 0, 5-5 |
| Vytápění satelitní antény | 2-5 | 200-300 | 2-15 |
| Odmašťování vyhřívané lázně | 30-50 | 200-400 | 0, 5-3 |
| Linka na výrobu vyhřívaného betonu | 40-60 | 300 | 20-50 |
| Ohřívací desky lisy | 40-150 | 300-1000 | 2-10 |