Un cavo di riscaldamento è un dispositivo elettrico basato sul principio di funzionamento basato sulla legge Joule-Lenz e destinato a mantenere il regime di temperatura di un impianto supervisionato. I proprietari di case private installano sistemi simili per proteggere lo scarico dal gelo nella stagione fredda.
La storia della creazione di sistemi di riscaldamento via cavo
Ci sono così poche informazioni sullo sviluppo dei sistemi di riscaldamento via cavo su cui dovresti soffermarti. In effetti, come dicono le fonti, l'inizio è stato preso negli anni '30 del 20 ° secolo. Ma la domanda di brevetto è stata depositata nel 1929!La differenza nella pronuncia corretta: l'idea del riscaldamento via cavo è apparsa negli anni '20.E il 17 dicembre 1929, una domanda fu depositata e depositata presso l'ufficio brevetti. Questo in qualche modo ha protetto l'autore dal saccheggio dell'idea. Christian Backer Berg ha tracciato qualcosa di nuovo per se stesso che avrebbe prodotto un profitto in futuro. Brevetto
Christian Becker Berg
La pratica del deposito varia a seconda del paese. Ad esempio, in Canada, uno speciale istituto di stato è impegnato nella ricezione di idee non completate, in modo che l'autore sia in grado di ottenere informazioni sugli sviluppi nell'area interessata in tempo utile. Naturalmente, i dettagli sono noti solo ai detentori del copyright.
Dopo che la domanda è stata presentata, viene nominato un comitato di esperti per esaminare il nocciolo della questione. Allo stesso tempo, vengono valutate la qualità dei documenti presentati e la novità dell'invenzione. Il motivo del rifiuto è più segni. Ad esempio, se viene riconosciuta l'ovvietà di un'intenzione creativa o una ripetizione di brevetti già esistenti. Nel corso della considerazione dell'applicazione, la commissione ha bisogno di spiegazioni dall'autore. Il brevetto statunitense US1857615 A era in esame da più di due anni e, essendo depositato il 17 dicembre 1929, fu approvato solo il 10 maggio 1932.Nella Russia moderna, il periodo di revisione è di circa 12 mesi.
Secondo questo documento, al pubblico è stato presentato qualcosa che assomiglia ad un elemento riscaldante moderno. Il conduttore elettrico è isolato con polvere cristallina, il progetto è stato inserito in un tubo di metallo, come in un elemento riscaldante di una lavatrice o di un ferro. Come concepito dal creatore, il prodotto era destinato a rappresentare l'argomento descritto nel titolo dell'articolo. Se necessario, il cavo di riscaldamento ha portato la temperatura al livello desiderato. A proposito, l'inventore ha chiamato il suo prodotto tubolare( TEN - riscaldatore elettrico tubolare).Ecco come viene spiegata l'idea( novità e applicabilità nella produzione):
- Il nucleo del filo ad alta resistenza è avvolto a spirale per aumentare il valore della potenza termica del prodotto( per unità di lunghezza).Riscaldatore elettrico tubolare
- Il riempitivo cristallino è necessario per resistere alle alte temperature. Oggi, i polimeri che sono impossibili negli anni '30 del 20 ° secolo sono attivamente utilizzati nella costruzione del cavo scaldante.
- La guaina metallica( nell'acciaio originale, spesso usato oggi, e il rame) è necessaria per trasferire il calore verso l'esterno nel miglior modo possibile. E oggi, gli elementi riscaldanti sono costruiti secondo lo schema specificato. Il metallo offre una resistenza adeguata.
- Uno specifico processo di produzione prevedeva il posizionamento di un'elica di magnesio cristallino in un tubo metallico, seguita da un trattamento a vapore. A causa delle condizioni descritte, la formazione attiva di idrossido è avvenuta. Dal volume, si è rivelato più di 2 volte più del magnesio rimasto. La polvere di idrossido fungeva da isolante. L'acqua rimanente è stata evaporata a "temperatura relativamente alta".Poi ci sono i dettagli tecnologici del processo di produzione.
Curiosamente, i valori specifici non sono indicati. Nella chimica moderna, è noto che ad una temperatura di 350 gradi Celsius, l'idrossido di magnesio si decompone, perdendo acqua. Quale processo aveva in mente l'inventore, forse semplicemente asciugando il vapore usato? L'inventore non ha rivelato il segreto come garanzia che il segreto del brevetto non sarà divulgato da una terza parte, anche nel caso di trasferimento accidentale o intenzionale di informazioni a terzi. Nel corso del testo, l'inventore nota il possibile contatto di una spirale sotto corrente con una guaina metallica, che rende l'isolamento elettrico del prodotto non abbastanza alto( per dispositivi moderni - 20 MΩ).Per risolvere il problema, viene inserita una spirale aggiuntiva di diametro leggermente più grande, che protegge in modo affidabile la tensione dall'uscita. Sistema di riscaldamento via cavo
Il brevetto di cui sopra ha gettato le basi per l'invenzione del cavo resistivo. L'ulteriore corso del pensiero scientifico si è fermato per anni. Il seguente brevetto originale dalla Norvegia è dichiarato il 14 maggio 1947.Negli Stati Uniti è registrato con il numero US2494589 A. Il brevetto ha già rivendicato la progettazione di un cavo scaldante autoregolante. Due portatori di corrente separati da uno strato di matrice polimerica. L'essenza dell'invenzione: con l'aumentare della temperatura, la plastica con polvere di metallo disseminata si espande, aumentando regolarmente la resistenza elettrica. Di conseguenza, la corrente diminuisce, il calore rilasciato dalla legge Joule-Lenz diminuisce. Questi processi portano ad una diminuzione della temperatura.
Il risultato è un raffreddamento. Quindi la matrice viene compressa, la corrente aumenta nuovamente, il processo ritorna al punto di partenza. Questo viene ripetuto innumerevoli volte, a causa del quale il regime viene mantenuto entro il range normale. L'invenzione è un automatismo convenientemente concepito, la formazione del disegno desiderato per oggetti riscaldanti. Il cavo autoregolante a causa delle caratteristiche presenti viene preso di qualsiasi lunghezza( in pratica, il massimo è limitato dal throughput di corrente totale, che dimostra il valore più alto vicino alla fonte di alimentazione e discendente fino alla fine).
Caratteristiche del cavo scaldante
Nella vita di tutti i giorni, il cavo scaldante è più spesso usato come sistema antighiaccio per i bordi di tetti, scarichi, portici, gradini, percorsi. In questo caso, il compito è di mantenere la temperatura intorno a zero gradi. Altre applicazioni sono chiamate industriali. A volte il cavo di riscaldamento viene utilizzato per riscaldare l'acqua nel tubo se la temperatura è insufficiente. Cavo di riscaldamento
Il prodotto funziona costantemente in combinazione con un controller che esegue operazioni di controllo. Il cavo di riscaldamento resistivo ha bisogno di un sensore, non è in grado di regolare autonomamente il suo lavoro. Dall'installazione del sensore e dipende dalle prestazioni del sistema. Le applicazioni pratiche in cui il consumo non è regolamentato sono estremamente rare. In altri casi, la tensione di alimentazione o altri parametri variano. Per i cavi autoregolanti, tali misure non sono necessarie.
L'uso del cavo scaldante
L'uso del cavo scaldante nell'industria è dichiarato dallo standard internazionale IEEE 515. Non è disponibile per il download gratuito in formato elettronico e viene venduto ad un prezzo di poco più di $ 100.L'organizzazione IEEE consente agli abbonati di accedervi( a pagamento).A volte le risorse speculano sull'interesse di questo documento e offrono persino il download di un file eseguibile per l'installazione. .. Temendo il dispiegamento di troiani e altri spiriti maligni su un computer, evitare suggerimenti simili. Un tipo russo di sistema di riscaldamento a tubi è considerato una traduzione nel documento GOST R IEC 62086-2, in base al quale i tipi di installazione sono suddivisi in classi:
- I - è necessario mantenere la temperatura sopra un certo punto. Caratteristica dei sistemi antighiaccio. Supponiamo un forte aumento della temperatura, la precisione dei sensori richiede uno piccolo.
- II - mantenimento della temperatura nel medio e ampio raggio. Un interruttore termico meccanico è adatto come sensore.
- III - richiede il mantenimento di una temperatura in un intervallo ristretto. Come nei frigoriferi. Le termocoppie sono utilizzate come sensori. Applicazione del cavo
I sistemi di riscaldamento
sono( insieme ai tipi elencati nell'elenco) per l'oggetto critico( C) o non critico( NC).Nel primo caso viene fornita la segnalazione del guasto di questa parte dell'apparecchiatura, la linea principale deve essere integrata con una linea di backup( con alimentazione separata con corrente elettrica e accensione automatica tramite il comando del controller).Nei sistemi di riscaldamento dei cavi non critici, i requisiti per la temperatura si abbassano, quando i parametri superano le conseguenze dannose previste, non si verificheranno.
È richiesto l'isolamento termico. Per i sistemi, il riscaldamento a pavimento è un substrato sotto l'elemento riscaldante con l'aspettativa che l'energia vada esclusivamente verso l'alto. Tali misure riducono al minimo il costo dell'elettricità, inoltre - cambiano le condizioni operative delle strutture portanti. Pertanto, lo spessore dello strato di isolamento termico viene selezionato in base alle condizioni esistenti. Ad esempio, in una tipica casa a pannelli, il riscaldamento del soffitto inferiore dal lato dell'appartamento diminuirà quando il sistema di riscaldamento a pavimento è dotato di esso. Ciò significa che la piastra si congelerà durante l'inverno dalla fine, il che può portare a una significativa riduzione della vita della struttura dell'edificio.
Citiamo un semplice fatto: in connessione con l'ideologia sviluppata nel paese, questo requisito sarà preso in considerazione solo dai proprietari di case private. In termini economici, il costo delle perdite che vanno al riscaldamento del soffitto, a volte risulta essere inferiore alla differenza di prezzo tra diversi spessori.È possibile cercare di risparmiare denaro in questo senso e non danneggiare la causa comune. Ad esempio, la differenza di prezzo tra Penofol A-05 e A-10 per una piccola stanza sarà di un paio di migliaia di rubli, che è simile a molti kWh di energia. Pertanto, è necessario calcolare le perdite attraverso uno strato di isolamento - trovare programmi speciali per computer - e confrontare il costo per l'intero periodo di funzionamento.
Ovviamente: il risultato dipende dal materiale del rivestimento del pavimento( il rapporto tra la sua resistenza al trasferimento di calore e quello di Penofol).Confronta con il piano riscaldato calcolato( secondo il progetto della casa) dall'atmosfera dell'appartamento. Se i numeri sono simili, non sono troppo diversi e la fattibilità economica dell'uso di uno strato più sottile di isolamento è dimostrata, è più ragionevole usare questa opzione quando si posa il cavo scaldante.
Nel caso di tubi di riscaldamento sopra l'isolamento è protetto da un guscio rigido, solitamente in metallo. Dalla sovrapposizione del basamento, lo strato è separato dall'impermeabilizzazione per evitare di bagnarsi. L'umidità nei materiali blocca le loro proprietà utili. Questo succede con la lana minerale. Lo strato di isolamento termico deve resistere a carichi meccanici. A tale scopo, è possibile posarlo sotto la cassa o in altro modo. Un caso adatto sarebbe un substrato laminato, che combina una buona resistenza ai carichi meccanici e proprietà isolanti.
Per quanto riguarda il rischio di incendio, la potenza del cavo è solitamente bassa, non dovrebbero essere previste temperature elevate anche in caso di rottura. Un'altra cosa è un corto circuito. Fornire un interruttore automatico per questo caso nel centralino. Per quanto riguarda la scelta tra le varietà disponibili, un cavo autoregolante diventa sicuro. Una matrice polimerica con additivi di grafite aumenta la resistenza all'aumentare della temperatura, il che riduce naturalmente il riscaldamento. Ad esempio, sulle aree sotto i mobili viene ridotto il consumo di corrente elettrica. Tutto ciò non è esente dalla necessità di acquistare e installare un interruttore automatico.
A volte viene inserito un cavo scaldante nello spessore del massetto. Tali tecnologie sono utilizzate dai costruttori per l'essiccazione del calcestruzzo. Le estremità di alimentazione vengono quindi tagliate e il cavo rimane nello spessore della piastra. Va inteso che la manutenibilità del sistema in questo caso è nettamente ridotta, inoltre è difficile garantire l'assenza di umidità e dotare la struttura dell'isolamento termico richiesto.
