Heizkabel

Ein Heizkabel ist ein elektrisches Gerät, das auf dem auf dem Joule-Lenz-Gesetz basierenden Betriebsprinzip basiert und das Temperaturregime einer beaufsichtigten Anlage aufrechterhalten soll. Eigentümer von Privathäusern installieren ähnliche Systeme, um den Abfluss in der kalten Jahreszeit vor dem Einfrieren zu schützen.

Die Geschichte der Entstehung von Kabelheizsystemen

Es gibt so wenig Informationen über die Entwicklung von Kabelheizungssystemen, dass Sie sich damit befassen sollten. Wie die Quellen sagen, wurde in den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts begonnen. Die Patentanmeldung wurde jedoch 1929 eingereicht! Der Unterschied in der richtigen Aussprache: Die Idee der Kabelheizung kam in den 20er Jahren auf. Am 17. Dezember 1929 wurde eine Anmeldung beim Patentamt eingereicht. Dies schützte den Autor irgendwie vor der Plünderung der Idee. Christian Backer Berg hat etwas Neues für sich herausgespielt, das in Zukunft einen Gewinn bringen würde.

Die Anmeldungspraxis ist von Land zu Land verschieden. In Kanada engagiert sich beispielsweise ein spezielles staatliches Institut für die Rezeption unfertiger Ideen, damit der Autor rechtzeitig Informationen über die Entwicklungen in dem betroffenen Gebiet erhalten kann. Natürlich sind die Details nur den Inhabern des Urheberrechts bekannt.

Nach Einreichung des Antrags wird ein Expertenkomitee ernannt, das den Kern der Angelegenheit prüft. Gleichzeitig werden die Qualität der eingereichten Dokumente und die Neuheit der Erfindung bewertet. Der Ablehnungsgrund besteht aus mehreren Zeichen. Zum Beispiel, wenn die Offensichtlichkeit einer kreativen Absicht erkannt wird oder eine Wiederholung bereits bestehender Patente. Bei der Prüfung des Antrags benötigt die Kommission Erklärungen des Autors. Das US-Patent Nr. US 1857615 A ​​befand sich seit mehr als zwei Jahren in der Prüfung und wurde am 17. Dezember 1929 eingereicht und erst am 10. Mai 1932 genehmigt. Im modernen Russland beträgt der Überprüfungszeitraum etwa 12 Monate.

Nach diesem Dokument wurde das Publikum so etwas wie ein modernes Heizelement präsentiert. Der elektrische Leiter ist mit kristallinem Pulver isoliert, das Design wurde in ein Metallrohr gelegt, wie in ein Heizelement einer Waschmaschine oder ein Bügeleisen. Das Produkt sollte, wie vom Ersteller gedacht, das im Titel des Artikels beschriebene Thema darstellen. Bei Bedarf erhöhte das Heizkabel die Temperatur auf das gewünschte Niveau. Der Erfinder nannte sein Produkt übrigens röhrenförmig( TEN - Rohrheizkörper).So wird die Idee erklärt( Neuheit und Anwendbarkeit in der Produktion):

1. Der Kern des hochohmigen Drahtes ist spiralförmig aufgewickelt, um den Wert der Wärmeleistung des Produkts( pro Längeneinheit) zu erhöhen. Rohrheizkörper
   

2. Kristalliner Füllstoff ist erforderlich, um hohen Temperaturen standzuhalten. Heute werden Polymere, die in den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts unmöglich waren, beim Bau des Heizkabels aktiv eingesetzt.
3. Der Metallmantel( im Originalstahl, der heute häufig verwendet wird, und Kupfer) wird benötigt, um die Wärme nach außen optimal abzuleiten. Heute werden die Heizelemente nach dem vorgegebenen Schema gebaut. Metall sorgt für ausreichende Festigkeit.
4. Ein spezieller Herstellungsprozess bestand darin, eine Helix aus kristallinem Magnesium in ein Metallrohr zu legen, gefolgt von einer Dampfbehandlung. Aufgrund der beschriebenen Bedingungen erfolgte eine aktive Hydroxidbildung. Volumenmäßig stellte sich heraus, dass mehr als das Doppelte von Magnesium übrig blieb. Das Hydroxidpulver diente als Isolator. Das restliche Wasser wurde bei einer "relativ hohen Temperatur" verdampft. Dann gibt es technologische Details des Produktionsprozesses.

Merkwürdigerweise werden keine spezifischen Werte angegeben. In der modernen Chemie ist bekannt, dass sich Magnesiumhydroxid bei einer Temperatur von 350 Grad Celsius zersetzt und dabei Wasser verliert. Welches Verfahren hatte der Erfinder im Sinn, vielleicht nur den verwendeten Dampf zu trocknen? Der Erfinder offenbarte das Geheimnis nicht als Garantie dafür, dass das Geheimnis des Patents nicht von einem Dritten preisgegeben wird, auch nicht im Falle einer zufälligen oder vorsätzlichen Weitergabe von Informationen an Dritte. Im Verlauf des Textes stellt der Erfinder fest, dass möglicherweise eine unter Strom stehende Spirale mit einer Metallhülle in Kontakt kommt, wodurch die elektrische Isolierung des Produkts nicht hoch genug ist( für moderne Geräte - 20 MΩ).Um das Problem zu lösen, wird eine zusätzliche Spirale mit etwas größerem Durchmesser eingesetzt, die die Spannung zuverlässig vor dem Erlöschen schützt.

Das obige Patent legte den Grundstein für die Erfindung des Widerstandskabels. Der weitere wissenschaftliche Gedankengang blieb jahrelang stehen. Das folgende Originalpatent aus Norwegen wird am 14. Mai 1947 erklärt. In den USA ist es unter der Nummer US2494589 A registriert. Das Patent hat bereits die Konstruktion eines selbstregelnden Heizkabels beansprucht. Zwei stromführende durch eine Schicht aus Polymermatrix getrennt. Das Wesen der Erfindung: Mit zunehmender Temperatur dehnt sich Kunststoff mit disseminiertem Metallpulver aus, wobei der elektrische Widerstand regelmäßig erhöht wird. Infolgedessen nimmt der Strom ab, die durch das Joule-Lenz-Gesetz freigesetzte Wärme nimmt ab. Diese Prozesse führen zu einem Temperaturabfall.

Das Ergebnis ist eine Kühlung. Dann wird die Matrix komprimiert, der Strom steigt wieder an, der Prozess kehrt zum Startpunkt zurück. Dies wird unzählige Male wiederholt, wodurch das Regime im normalen Bereich gehalten wird. Die Erfindung ist zweckmäßigerweise durchdacht, die gewünschte Gestaltung zum Erwärmen von Gegenständen zu gestalten. Das selbstregulierende Kabel wird aufgrund der vorliegenden Merkmale in beliebiger Länge verwendet( in der Praxis wird das Maximum durch den Gesamtstromdurchsatz begrenzt, der den höchsten Wert in der Nähe der Stromquelle und bis zum Ende zeigt).

Merkmale des Heizkabels

Im Alltag wird das Heizkabel häufiger als Vereisungsschutzsystem für die Kanten von Dächern, Abläufen, Veranden, Stufen und Wegen eingesetzt. In diesem Fall besteht die Aufgabe darin, die Temperatur um null Grad zu halten. Andere Anwendungen werden als industrielle Anwendungen bezeichnet. Manchmal wird das Heizkabel verwendet, um das Wasser in der Rohrleitung zu erwärmen, wenn die Temperatur nicht ausreicht.

Das Produkt arbeitet ständig in Verbindung mit einer Steuerung, die Steueroperationen ausführt. Widerstandsheizkabel benötigt einen Sensor, kann seine Arbeit nicht selbstständig regeln. Vom Einbauort des Sensors und abhängig vom System. Praktische Anwendungen, bei denen der Verbrauch nicht reguliert wird, sind äußerst selten. In anderen Fällen variieren die Versorgungsspannung oder andere Parameter. Für selbstregulierende Kabel sind solche Maßnahmen nicht erforderlich.

Die Verwendung des Heizkabels

Die Verwendung des Heizkabels in der Industrie wird durch den internationalen Standard IEEE 515 erklärt. Es ist nicht zum kostenlosen Download in elektronischer Form verfügbar und wird zu einem Preis von etwas über 100 US-Dollar verkauft. Die IEEE-Organisation gewährt Abonnenten( gegen Bezahlung) Zugriff darauf. Manchmal spekulieren Ressourcen auf das Interesse dieses Dokuments und bieten sogar an, eine ausführbare Datei für die Installation herunterzuladen. Da Sie sich nicht mit dem Einsatz von Trojanern und anderen bösen Geistern auf einem Computer befassen, sollten Sie ähnliche Vorschläge vermeiden. Ein russisches Rohrheizungssystem wird im Dokument GOST R IEC 62086-2 als Übersetzung betrachtet. Danach werden die Installationstypen in Klassen eingeteilt:

• I - Es ist erforderlich, die Temperatur über einem bestimmten Punkt zu halten. Charakteristik von Vereisungsschutzsystemen. Angenommen, die Temperatur steigt stark an, die Genauigkeit der Sensoren erfordert eine kleine.
• II - Temperatur im mittleren und weiten Bereich halten. Ein mechanischer Thermoschalter eignet sich als Sensor.
• III - erfordert, dass die Temperatur in einem engen Bereich gehalten wird. Wie in Kühlschränken. Thermoelemente werden als Sensoren verwendet.

-Heizsysteme sind( zusammen mit den in der Liste aufgelisteten Typen) für das Wartungsobjekt kritisch( C) oder nicht kritisch( NC).Im ersten Fall erfolgt die Signalisierung des Ausfalls dieses Anlagenteils, die Hauptleitung sollte durch eine Reserveleitung ergänzt werden( mit separater Stromversorgung mit elektrischem Strom und automatischem Einschalten durch den Steuerungsbefehl).In unkritischen Kabelheizsystemen werden die Anforderungen an die Temperatur herabgesetzt, wenn die Parameter über die vorgesehenen nachteiligen Folgen hinausgehen, werden sie nicht auftreten.

Eine Wärmedämmung ist erforderlich. Bei Systemen ist die Fußbodenheizung ein Substrat unter dem Heizelement mit der Erwartung, dass die Energie ausschließlich nach oben geht. Derartige Maßnahmen minimieren die Stromkosten und verändern außerdem die Betriebsbedingungen von tragenden Strukturen. Somit wird die Dicke der Wärmedämmschicht entsprechend den vorhandenen Bedingungen ausgewählt. Beispielsweise wird in einem typischen Plattenhaus die Heizung der unteren Decke von der Seite der Wohnung herabgesetzt, wenn das Fußbodenheizungssystem damit ausgestattet ist. Dies bedeutet, dass die Platte im Winter über den Winter einfriert, was zu einer erheblichen Verringerung der Lebensdauer der Gebäudestruktur führen kann.

Lassen Sie uns eine einfache Tatsache erwähnen: In Verbindung mit der im Land entwickelten Ideologie wird diese Anforderung nur von Eigentümern von Privathäusern berücksichtigt. In wirtschaftlicher Hinsicht erweisen sich die Kosten der Verluste für die Erwärmung der Decke manchmal als niedriger als die Preisdifferenz zwischen verschiedenen Dicken. Man kann versuchen, in dieser Hinsicht Geld zu sparen, und der gemeinsamen Sache nicht schaden. Zum Beispiel wird der Preisunterschied zwischen Penofol A-05 und A-10 für ein kleines Zimmer einige tausend Rubel betragen, was vielen kWh Energie ähnelt. Folglich ist es notwendig, die Verluste durch eine Isolierschicht zu berechnen, spezielle Computerprogramme herauszufinden und die Kosten über die gesamte Betriebsdauer hinweg zu vergleichen.

Offensichtlich: Das Ergebnis hängt vom Material des Bodenbelags ab( Verhältnis der Beständigkeit gegen Wärmeübertragung gegenüber Penofol).Vergleichen Sie mit dem( je nach Projekt des Hauses berechneten) Fußbodenheizung die Atmosphäre der Wohnung. Wenn die Zahlen ähnlich sind, unterscheiden sie sich nicht zu sehr und die Wirtschaftlichkeit der Verwendung einer dünneren Isolierschicht ist erwiesen. Diese Option ist sinnvoller, wenn Sie das Heizkabel verlegen.

Bei Heizungsrohren oben auf der Isolierung wird eine starre, meist metallische Hülle verwendet. Von der Überlappung des Kellers wird die Schicht durch Abdichtung abgetrennt, um ein Nässe zu vermeiden. Feuchtigkeit in den Materialien blockiert ihre nützlichen Eigenschaften. Das passiert bei Mineralwolle. Die Wärmedämmschicht muss mechanischen Belastungen standhalten. Zu diesem Zweck ist es möglich, es unter die Kiste zu legen oder auf andere Weise. Ein geeigneter Fall wäre ein Laminatsubstrat, das eine gute Beständigkeit gegenüber mechanischen Belastungen und Isoliereigenschaften kombiniert.

In Bezug auf die Brandgefahr ist die Kabelspannung in der Regel niedrig, und es ist nicht zu erwarten, dass auch bei einem Bruch hohe Temperaturen auftreten. Eine andere Sache ist ein Kurzschluss. Stellen Sie für diesen Fall einen Trennschalter in der Schalttafel bereit. Bei der Auswahl unter den verfügbaren Varianten wird ein selbstregulierendes Kabel sicherer. Eine Polymermatrix mit Graphitadditiven erhöht die Beständigkeit bei steigender Temperatur, wodurch die Erwärmung auf natürliche Weise reduziert wird. Beispielsweise wird in den Bereichen unter den Möbeln der Stromverbrauch reduziert. All dies befreit nicht von der Notwendigkeit, einen Schutzschalter zu kaufen und zu installieren.

Manchmal wird ein Heizkabel in der Dicke des Estrichs verlegt. Solche Technologien werden von Bauherren zum Trocknen von Beton verwendet. Die Zuführenden werden dann abgeschnitten und das Kabel bleibt in der Dicke der Platte. Es versteht sich, dass die Wartbarkeit des Systems in diesem Fall stark verringert wird, und es ist schwierig, die Abwesenheit von Feuchtigkeitsbedingungen sicherzustellen und die Struktur mit der erforderlichen Wärmeisolierung auszustatten.