Un cablu de încălzire este un dispozitiv electric bazat pe principiul de funcționare bazat pe legea Joule-Lenz și destinat să mențină regimul de temperatură al unei instalații supravegheate. Proprietarii de case private instalează sisteme similare pentru a proteja scurgerea de la îngheț în sezonul rece.
Istoria creării sistemelor de încălzire prin cablu
Există atât de puține informații despre dezvoltarea sistemelor de încălzire prin cablu pe care ar trebui să le rezolvați.Într-adevăr, după cum spun sursele, începutul a fost luat în anii 30 ai secolului XX.Dar cererea de brevet a fost depusă în 1929!Diferența în pronunția corectă: ideea încălzirii prin cablu a apărut în anii '20.Pe 17 decembrie 1929, o cerere a fost depusă și depusă la oficiul de brevete. Aceasta a protejat cumva autorul de a jefui ideea. Christian Backer Berg a împărțit ceva nou pentru el, care ar aduce un profit în viitor.
Brevet Christian Becker Berg
Practica depunerii variază în funcție de țară.De exemplu, în Canada, un institut special de stat este implicat în receptarea ideilor neterminate, astfel încât autorul să poată obține informații despre evoluțiile din zona afectată la timp. Desigur, detaliile sunt cunoscute numai deținătorilor drepturilor de autor.
După depunerea cererii, este desemnat un comitet de experți care să analizeze esența problemei.În același timp, se evaluează calitatea documentelor prezentate și noutatea invenției. Motivul refuzului este semne multiple. De exemplu, dacă se recunoaște evidentitatea unei intenții creative sau o repetare a brevetelor deja existente.În timpul examinării cererii, comisia are nevoie de explicații din partea autorului. Brevetul SUA numărul US1857615 A a fost examinat de mai mult de doi ani și, depus la 17 decembrie 1929, a fost aprobat abia la 10 mai 1932.În Rusia modernă, perioada de revizuire este de aproximativ 12 luni.
Conform acestui document, publicului i sa prezentat ceva asemănător cu un element de încălzire modern. Conductorul electric este izolat cu pulbere cristalină, proiectul fiind plasat într-un tub metalic, ca într-un element de încălzire al unei mașini de spălat sau al unui fier. Așa cum a fost conceput de creator, produsul intenționa să reprezinte subiectul descris în titlul articolului. Dacă este necesar, cablul de încălzire a ridicat temperatura la nivelul dorit. Apropo, inventatorul a numit produsul său tubular( TEN - încălzitor electric tubular).Acesta este modul în care ideea este explicată( noutatea și aplicabilitatea în producție):
- Miezul firului de înaltă rezistență este înfășurat într-o spirală pentru a crește valoarea puterii termice a produsului( pe unitate de lungime).
Încălzitor electric tubular
- Umplerea cristalină este necesară pentru a rezista temperaturilor ridicate. Astăzi, polimerii care sunt imposibili în anii 30 ai secolului XX sunt utilizați activ în construcția cablului de încălzire.
- Teaca metalică( în oțelul original, astăzi este adesea folosită și cuprul) este necesară pentru a transfera căldura în exterior cât mai bine posibil.Și astăzi, elementele de încălzire sunt construite conform schemei specificate. Metalul oferă o rezistență adecvată.
- Un proces specific de fabricație a implicat plasarea unei helixuri de magneziu cristalin într-un tub metalic, urmată de tratarea cu abur. Datorită condițiilor descrise, s-a realizat formarea activă de hidroxid.În volum, s-au dovedit mai mult de 2 ori mai mult decât a rămas magneziu. Pulberea de hidroxid a servit ca izolator. Apa rămasă a fost evaporată la o temperatură relativ ridicată.Apoi, există detalii tehnologice ale procesului de producție.
Curios, valorile specifice nu sunt indicate.În chimia modernă se știe că, la o temperatură de 350 grade Celsius, hidroxidul de magneziu se descompune, pierzând apă.Ce proces a avut în vedere inventatorul, poate doar uscarea aburii folosiți? Inventatorul nu a dezvăluit secretul ca o garanție că secretul brevetului nu va fi dezvăluit de o terță parte, chiar și în cazul transferului accidental sau intenționat al informațiilor către terți.În cursul textului, inventatorul constată posibilitatea contactului unei spirale sub curent cu o teacă metalică, ceea ce face ca izolația electrică a produsului să nu fie suficient de mare( pentru dispozitive moderne - 20 MΩ).Pentru a rezolva problema, se introduce o spirală suplimentară cu un diametru puțin mai mare, care protejează în mod fiabil tensiunea de ieșire. Sistem de încălzire prin cablu
Brevetul de mai sus a pus bazele invenției cablului rezistiv. Continuarea cursului gândirii științifice sa oprit de ani de zile. Următorul brevet original din Norvegia este declarat pe 14 mai 1947.În SUA este înregistrată sub numărul US2494589 A. Brevetul a revendicat deja proiectarea unui cablu de încălzire autoreglabil. Două conductoare de curent separate printr-un strat de matrice de polimeri. Esența invenției: cu creșterea temperaturii, plasticul cu pulbere metalică diseminată se extinde, crescând în mod regulat rezistența electrică.Ca urmare, curentul scade, căldura eliberată de legea Joule-Lenz scade. Aceste procese conduc la o scădere a temperaturii.
Rezultatul este o răcire. Apoi matricea este comprimată, curentul crește din nou, procesul revine la punctul de pornire. Acest lucru este repetat nenumărate ori, datorită căruia regimul este menținut în limitele normale. Invenția este automatizată în mod convențional gândită, formarea designului dorit pentru încălzirea obiectelor. Cablul autoreglabil datorat caracteristicilor actuale este luat de orice lungime( în practică, maximul este limitat de cantitatea totală de curent, ceea ce demonstrează cea mai mare valoare în apropierea sursei de alimentare și coborând până la capăt).
Caracteristicile cablului de încălzire
În viața de zi cu zi, cablul de încălzire este mai des folosit ca sistem anti-îngheț pentru marginile acoperișurilor, canalelor, porțelanelor, treptelor, căilor.În acest caz, sarcina este de a menține temperatura în jurul gradei zero. Alte aplicații sunt numite industriale. Uneori, cablul de încălzire este utilizat pentru a încălzi apa din țeavă dacă temperatura este insuficientă.
Cablu de încălzire
În mod constant produsul funcționează împreună cu un controler care efectuează operații de control. Cablul de încălzire rezistiv are nevoie de un senzor, nu-și poate regla în mod independent activitatea. De la locul instalării senzorului și depinde de sistem. Aplicațiile practice în care consumul nu este reglementat sunt extrem de rare.În alte cazuri, tensiunea de alimentare sau alți parametri variază.Pentru cablurile autoreglabile, astfel de măsuri nu sunt necesare.
Utilizarea cablului de încălzire
Utilizarea cablului de încălzire în industrie este declarată de standardul internațional IEEE 515. Nu este disponibilă pentru descărcare gratuită în formă electronică și este vândută la un preț de puțin peste 100 $.Organizația IEEE oferă abonaților acces la ea( pentru bani).Uneori, resursele speculează interesul acestui document și chiar oferă pentru a descărca un fișier executabil pentru instalare. .. Se tem de desfășurarea troienilor și a altor spirite rele pe un computer, evitând sugestii similare. Un tip de sistem de încălzire a țevilor rusești este considerat o traducere în documentul GOST R IEC 62086-2, conform căruia tipurile de instalații sunt împărțite în clase:
- I - este necesar să se mențină temperatura peste un anumit punct. Caracteristica sistemelor anti-îngheț.Să presupunem o creștere accentuată a temperaturii, precizia senzorilor necesită o mică.
- II - menținerea temperaturii în gama medie și largă.Un comutator termic mecanic este potrivit ca senzor.
- III - necesită menținerea unei temperaturi într-un interval îngust. La fel ca la frigidere. Termocuplurile sunt utilizate ca senzori.
Aplicație cablu
Sistemele de încălzire sunt( împreună cu tipurile enumerate în listă) pentru obiectul critic( C) sau necritic( NC).În primul caz, este prevăzută semnalizarea defecțiunii acestei părți a echipamentului, linia principală fiind completată cu o linie de rezervă( cu alimentare electrică separată cu curent electric și comutare automată de către comanda operatorului).În sistemele de încălzire fără cabluri critice, cerințele pentru temperatură sunt reduse, când parametrii depășesc consecințele negative preconizate, acestea nu vor avea loc.
Este necesară izolarea termică.Pentru sisteme, încălzirea prin pardoseală este un substrat sub elementul de încălzire cu așteptarea că energia merge exclusiv în sus. Astfel de măsuri minimizează costul energiei electrice, în plus - modifică condițiile de funcționare ale structurilor portante. Astfel, grosimea stratului de izolație termică este selectată în funcție de condițiile existente. De exemplu, într-o casă tipică de panouri, încălzirea tavanului inferior din partea laterală a apartamentului va scădea atunci când sistemul de încălzire prin pardoseală este echipat cu acesta. Aceasta înseamnă că placa va îngheța peste iarnă de la sfârșit, ceea ce poate duce la o reducere semnificativă a duratei de viață a structurii clădirii.
Să menționăm un fapt simplu: în legătură cu ideologia dezvoltată în țară, această cerință va fi luată în considerare numai de proprietarii de case particulare. Din punct de vedere economic, costul pierderilor la încălzirea plafonului se dovedește uneori mai mic decât diferența de preț între grosimi diferite. Este posibil să încercați să economisiți bani în această privință și să nu dați prejudicii cauzei comune. De exemplu, diferența de preț între Penofol A-05 și A-10 pentru o cameră mică va fi de câteva mii de ruble, care este similar cu multe kWh de energie.În consecință, este necesar să se calculeze pierderile printr-un strat de izolație - să se găsească programe de calculator speciale - și să se compare costul pe întreaga perioadă de funcționare.
Evident, rezultatul depinde de materialul de acoperire a pardoselii( raportul dintre rezistența sa la transferul de căldură și cel al penofolului).Comparați cu calculat( în funcție de proiectul casei) pardoseală încălzită din atmosfera apartamentului.În cazul în care numerele sunt similare, ele nu sunt prea diferite și este dovedită fezabilitatea economică a utilizării unui strat subțire de izolație, este mai rezonabil să se utilizeze această opțiune la instalarea cablului de încălzire.
În cazul conductelor de încălzire deasupra izolației este protejată de o carcasă rigidă, de obicei metalică.Din suprapunerea subsolului, stratul este separat prin impermeabilizare pentru a evita umezirea. Umiditatea din materiale le blochează proprietățile utile. Acest lucru se întâmplă cu vata minerală.Stratul de izolație termică trebuie să reziste încărcărilor mecanice.În acest scop, este posibil să o plasați sub cutie sau altfel. Un caz adecvat ar fi un substrat laminat, combinând o bună rezistență cu sarcini mecanice și proprietăți izolante.
În ceea ce privește pericolul de incendiu, puterea cablului este de obicei scăzută, nu ar trebui să se aștepte temperaturi ridicate nici măcar în caz de rupere. Un alt lucru este un scurtcircuit. Asigurați un întrerupător de circuit pentru acest caz în tabloul de distribuție.În ceea ce privește alegerea dintre soiurile disponibile, un cablu de auto-reglare devine în siguranță.O matrice polimerică cu aditivi de grafit mărește rezistența cu creșterea temperaturii, ceea ce reduce în mod natural încălzirea. De exemplu, pe suprafețele sub mobilier se reduce consumul de curent electric. Toate acestea nu scutesc necesitatea achiziționării și instalării unui întrerupător de circuit.
Uneori se montează un cablu de încălzire în grosimea șapei. Astfel de tehnologii sunt folosite de constructori pentru uscarea betonului. Capetele de alimentare sunt apoi tăiate, iar cablul rămâne în grosimea plăcii. Trebuie înțeles că menținerea sistemului în acest caz este redusă drastic, plus este dificil să se asigure absența condițiilor de umiditate și să se doteze structura cu izolația termică necesară.
