كابل تسخين مقاوم للمنطقة. كابل التدفئة كأرضية دافئة

في حالة وجود خطر تجمد الأنابيب ، يوصي الخبراء باستخدام كابل لتسخينها. عندما تكون الأنابيب في الهواء الطلق ، أو على عمق يصل إلى متر ونصف المتر ، أو في غرف غير مدفأة ، أولاً وقبل كل شيء ، من الضروري استخدام كابل التدفئة.

غالبًا ما يتم استخدام كبل التسخين لمنع الترسيب الصلب ، والحفاظ على درجة حرارة معينة ، وضمان معدل تدفق مائع محدد في الأنبوب.

يتم استخدام نوعين من الكابلات لأنابيب التسخين: مقاوم وذاتي التنظيم.

كابل مقاوم

لديها مقاومة عالية دائمة. يختلف في بساطته ورخص ثمنه. يتكون كبل أنابيب التسخين هذا من قلب داخلي مصنوع من مادة ذات مقاومة عالية. النواة قادرة على توليد الحرارة فقط عندما يمر التيار.

اللب بالكامل في عازل بلاستيكي ، وله جديلة نحاسية في الأعلى. لا يمكن قطع مثل هذا الكبل ، لأنه مصنوع بطول قياسي. قوتها ثابتة وتساوي 10-20 واط لكل متر من الكابل.

العيوب الرئيسية للكابل المقاوم هي: مقاومة التآكل المنخفضة وإمكانية ارتفاع درجة الحرارة ، مما يؤدي إلى فشلها بسرعة. لمنع ارتفاع درجة الحرارة ، يجب عليك استخدام أجهزة استشعار حرارية تعمل على إيقاف التدفئة عند الوصول إلى درجة الحرارة المحددة.

هناك نوعان من الكابلات المقاومة - الخطي والمنطقي. يحتوي الكبل الخطي لأنابيب التسخين على حرارة يتم إطلاقها بسبب تأثير Joule-Lenz أثناء مرور التيار. يتميز تصميم الكبل بخصوصية عندما يواجه موصل التسخين انخفاضًا كاملاً في الجهد المطبق ، ومع ذلك ، لا يحدث ارتفاع في درجة الحرارة.

يمكن أن يكون طوله أكثر من عدة مئات من الأمتار. يوجد قلب واحد أو ثنائي النواة أو به عدة نوى على شكل خطوط أو لولبيات. لا يمكن قطع مثل هذا الكابل بشكل تعسفي.

يختلف كابل المنطقة عن الكبل الخطي في تصميمه. يحتوي كابل المنطقة على اثنين من الموصلات المتوازية الحالية. عزل الموصل له "نوافذ" معادلة بالنسبة لبعضها البعض بمسافة محددة. من الأعلى ، يتم تغطية النوى بسلك حلزوني رفيع مصنوع من سبيكة ذات مقاومة عالية.

من الممكن قطع كابل المنطقة إلى أقسام معينة بطول لا يقل عن 1.5-2 متر. يُطلق على كبل المنطقة اسم كبل طاقة عالية ، نظرًا لعدم اعتماد الطاقة على درجة الحرارة.

كابل ذاتي التنظيم للتدفئة

لديها مقاومة متغيرة ، أي أن هناك اعتمادًا على درجة الحرارة. تحدث زيادة في نقل الحرارة عندما يكون هناك انخفاض في درجة الحرارة ، والعكس صحيح ، عندما ترتفع درجة الحرارة ، يحدث انخفاض في انتقال الحرارة.

تمامًا مثل الكابل المقاوم ، يتكون كابل تسخين الأنبوب ذاتي التنظيم من خيطين متوازيين ، ومع ذلك ، فإن الخيوط ليست معزولة عن بعضها البعض. هم في مصفوفة بوليمر أو متصلة بواسطة خيوط بوليمر حلزونية. تتم عملية التنظيم الذاتي بسبب الزيادة الكبيرة في المقاومة أثناء تسخين جهاز توليد الحرارة للكابل ، المصنوع من مادة بوليمر موصلة.

الميزات التي يحتوي عليها كابل التنظيم الذاتي لتدفئة السباكة:

بفضل موصلين متوازيين ، يتم ضمان جهد ثابت على طول الطول ؛

بفضل غلاف البلاستيك الحراري ، يتم إجراء العزل والحماية من الرطوبة والتآكل ؛

بفضل الجديلة ، يحدث التأريض والحماية الإضافية ضد التأثير الميكانيكي.

عندما تنخفض درجة الحرارة الخارجية ، فإن كابل التسخين لأنابيب المياه يتواءم مع انخفاض ناتج الحرارة من تلقاء نفسه ، مما يقلل من استهلاك الطاقة الكهربائية أو لا توجد حاجة لاستخدام مستشعرات درجة الحرارة على الإطلاق. يمكنك على الفور توصيل الكابل بالشبكة.

على الرغم من أن كبل التنظيم الذاتي أغلى من الكبل المقاوم ، إلا أنه لا يستحق التوفير ، لأن استخدام كابل التنظيم الذاتي سيكون مبررًا تمامًا بسبب انخفاض التكاليف خلال فترة الخدمة.

مزايا:

بالنسبة للكابل المقاوم ، من المهم توفير بيئة متجانسة بطول الطول بالكامل ، وهو أمر يصعب جدًا توفيره. هذا هو السبب في أن هذا الكابل غالبًا ما يسخن ويفشل. بالنسبة لكابل التنظيم الذاتي ، يحدث انخفاض درجة الحرارة في المناطق ذات المشتت الحراري الصغير بشكل مستقل ، بينما يتم الحفاظ على درجة الحرارة في المناطق الأخرى ؛

مقاومة عالية لانخفاض الجهد المفاجئ ، حتى مع الحفاظ على الجهد المتزايد لفترة طويلة من الزمن ؛

من الممكن إجراء تداخل الكابلات ؛

يمكن قطع الكابل للطول المطلوب.

إذا تم السماح بتجاهل أجهزة نظام التدفئة ، فسوف يتشكل الصقيع باستمرار في المزاريب أثناء تغيرات درجة الحرارة ، مما قد يزيد بشكل كبير من الحمل الميكانيكي على آليات ربط المزاريب والمزاريب. يقلل الجليد الذي يحدث بهذه الطريقة بشكل كبير من فترة تشغيل التصريف ، وإذا تم نقله إلى الحد الأقصى ، فقد يؤدي ذلك إلى تدمير بعض أجهزة الواجهة.

الغرض من تركيب نظام تصريف التسخين هو التدفق المستمر للمياه الذائبة ، والتي يتم توفير قنوات تدفق غير متجمدة من أجلها. يتيح تركيب كبل التسخين القضاء تمامًا على تكوين الجليد على أجهزة التصريف والمناطق الأخرى التي يوجد بها احتمال كبير لحدوثه. في الوقت نفسه ، يتم إنشاء قابلية تشغيل الصرف طوال فترة الشتاء.

ينخفض ​​أداء أنظمة التدفئة في فترة الذوبان - الخريف والربيع ، عندما تتراوح درجة الحرارة من -5 إلى +3 درجة. كقاعدة عامة ، تم تجهيز نظام التدفئة بأجهزة استشعار درجة الحرارة ، والتي يتم التحكم في تشغيل النظام بأكمله بشكل مستقل.

المجالات الهندسية التي يتم فيها وضع كابل التدفئة في أغلب الأحيان:

المزاريب.

الممرات والمناطق حول الممرات ؛

صواني الصرف الصحي وتجميع المياه ؛

أفاريز.

أنابيب الصرف الصحي العاصفة.

كابل تسخين السقف

مثل هذا الكابل يمنع تمامًا تكوين الجليد على السطح. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن التشغيل الفعال للكابل لتسخين السقف ممكن فقط في الخريف والربيع ، وكذلك أثناء الذوبان. ويفسر ذلك حقيقة أنه في درجات حرارة أقل من 15 درجة تحت الصفر ، يكون نظام التدفئة هذا عديم الفائدة. علاوة على ذلك ، من الممكن إتلاف السقف.

حاليًا ، يتم استخدام كابل التسخين على نطاق واسع لإنشاء أنظمة تدفئة كهربائية عالية الجودة. وتتمثل مهمتها الرئيسية في تحويل التيار الكهربائي المتدفق من خلاله إلى حرارة عادية. تشمل مزايا أنظمة تسخين الكابلات توفيرًا في الصيانة وسهولة التركيب وسهولة التركيب. تستخدم أنظمة التدفئة الحديثة القائمة على كابلات التدفئة على نطاق واسع في الصناعة وللاحتياجات المنزلية.

في الأساس ، تُستخدم كابلات التدفئة لأنابيب التدفئة وخطوط الأنابيب والحاويات المختلفة والخزانات والأشياء التكنولوجية الأخرى ؛ مناطق التدفئة أمام المنازل أو أمام الأكواخ ، مما يمنع تجمد الأسطح ، لإنشاء أنظمة "أرضية دافئة".

هناك ثلاثة أنواع من كبلات التسخين: مقاومة ، منطقية وذاتية التنظيم. كل من هذين النوعين له مزاياه وعيوبه. ومع ذلك ، فإن التنظيم الذاتي كابل التدفئةقدرات تنظيم نقل الحرارة وتوفير الطاقة بشكل كبير.

كابل تسخين مقاوم

يعتمد مبدأ تشغيل كابل التسخين المقاوم ، كما يوحي الاسم ، فقط على مقاومة ثابتة ثابتة على طول الطول. يتم توليد الحرارة في كابل مقاوم بواسطة قلب معدني. يتم ضمان سلامة الكابل من خلال العزل الموثوق به.

السمة المميزة لهذا النوع من الكابلات هي مرونته المتزايدة ، مما يسمح له بأخذ الشكل المطلوب. تجعل المرونة من الممكن وضعها على الأسطح من أي تكوين. يوفر كابل التسخين المقاوم مدخلات حرارة متزايدة ويمكن وضعه في عدة طبقات إذا لزم الأمر. يتم قطع هذا الكبل ، كقاعدة عامة ، في المصانع على شكل مقاطع كبلية نهائية بطول معين ، ومجهزة بوصلات خاصة. تشمل عيوب هذا النوع من الكابلات استحالة تنظيم نقل الحرارة. هذا يعني أن هناك احتمال كبير لتجاوز السلطة. بالإضافة إلى ذلك ، يتطلب الكابل المقاوم صيانة: إزالة الحطام لتجنب ارتفاع درجة الحرارة.

كابل تسخين المنطقة

منيحتوي على اثنين من الأسلاك الموصلة المتوازية المعزولة. يتم وضع لولب من الأسلاك ذات المقاومة الأومية العالية فوق الأسلاك الموصلة ، والتي تغلق بالتناوب من خلال نوافذ التلامس مع أحد الأسلاك الموصلة أو الأخرى ، وتشكل عناصر تسخين متوازية - "مناطق". تمثل كل "منطقة" سخانًا مستقلًا يبلغ طوله حوالي 1 متر.

الطاقة الحرارية للكابلات المقاومة والمنطقة مستقلة عمليًا عن درجة الحرارة. لضمان تشغيل طويل الأمد وموثوق لهذه الأنواع من الكابلات ، من المهم جدًا ضمان ظروف التصميم لنقل الحرارة حتى لا تتسبب في ارتفاع درجة الحرارة بشكل غير مقبول.

كابل تسخين ذاتي التنظيم

على عكس كابل التسخين المقاوم للتنظيم الذاتي ، فإنه يوفر استهلاكًا اقتصاديًا للطاقة ؛ لديه قوة قصوى عالية يمكن تقطيعها إلى قطع بأي طول ، مما يوفر تكاليف المواد والتركيب.

كابل التنظيم الذاتييمكن أن تغير الطاقة المولدة في كل قسم من أقسامها حسب درجة الحرارة المحيطة. العنصر الرئيسي لهذا الكابل هو مصفوفة بلاستيكية خاصة. يمكن أن يختلف إطلاق الحرارة المحدد - من 6 إلى 100 واط / م - على طول المقطع ، اعتمادًا على فقد الحرارة الفعلي. وبالتالي ، فإن كل جزء من الكبل ، كما كان ، يتكيف مع الظروف الخارجية. يتم تطبيع تبديد الحرارة في ظل ظروف محددة بدقة وعادة ما يتم تضمينه في اسم الكابل.

يحتوي كابل التنظيم الذاتي على موصلين متوازيين. النوى الموصلة محاطة ببلاستيك موصل تتولد فيه الحرارة. تتميز المواد البلاستيكية باعتماد الموصلية على درجة الحرارة ، ومعامل درجة الحرارة لمقاومة المواد البلاستيكية الموصلة هو ترتيب من حيث الحجم أكبر من النحاس أو الفولاذ. هذا ما يسمح للكابل بالتنظيم الذاتي للطاقة الحرارية. أيضًا ، هذا النوع من الكابلات قادر على تغيير طاقته محليًا ، فقط في منطقة السخونة الزائدة. تجعل هذه الخاصية من الممكن جعل أنظمة التدفئة لخطوط الأنابيب والخزانات آمنة ، بما في ذلك تلك ذات ظروف نقل الحرارة المتغيرة على طول خط الأنابيب.

الكبل الذاتي التنظيم أغلى من الكبل المقاوم ، وربما يكون هذا هو عيبه الوحيد. ومع ذلك ، مع التصميم المناسب ، فإن تكلفة الأنظمة القائمة عليه تتجاوز تكلفة نظام يعتمد على الكابلات المقاومة بنسبة 15-25٪ فقط ، نظرًا لأن كابلات التوزيع مطلوبة أقل. لكن الشيء الرئيسي هو أن هذه الأنظمة أكثر موثوقية واقتصادية.

لا تخف من أن يحترق كابل التنظيم الذاتي ، حتى لو كان مغمورًا أو مغطى بأوراق الشجر. يقوم الكبل نفسه تلقائيًا بضبط طاقة الإخراج وفقًا للخوارزمية المثلى. في هذه الحالة ، لا يتم إهدار الكهرباء.يعد هذا الكبل ذاتي التنظيم أغلى ثمناً بشكل ملحوظ ، ولكنه أيضًا أكثر متانة وموثوقية في التشغيل.

مقارنة خصائص كابلات التدفئة

كابل مقطعي

في المفهوم الكلاسيكي ، الكبل هو جهاز لنقل الكهرباء أو الإشارة الكهربائية من النقطة "أ" إلى النقطة "ب" ، ومع ذلك ، مع كبلات التدفئة ، كل شيء مختلف قليلاً. مهمتهم الرئيسية هي إشعاع الحرارة طوال طولها أو في مناطق معينة. يوجد حاليًا ثلاثة أنواع من كابلات التدفئة في السوق: كابلات التسخين المقاومة ، والمنطقية وذاتية التنظيم. من بين هذه الخيارات ، يعد الخيار الأخير هو الأغلى ثمناً ، ولكنه غالبًا ما يكون واعدًا من حيث الاستخدام في جميع المجالات تقريبًا.

مبدأ التشغيل

يكمن الاختلاف بين كابل التنظيم الذاتي والكابل المقاوم والمنطقي في التصميم ومبدأ التشغيل. باختصار ، الكبل المقاوم عبارة عن غلاية طويلة ، ولا توجد وسيلة لتقصيرها. في هذه الحالة ، الموصلات الحالية هي عناصر تسخين.

كابل مقاوم.

يمكن قطع كابل تسخين المنطقة يتم توفير التيار الموجود فيه من خلال موصلات متوازية ، يتم من خلالها جرح عنصر تسخين لسلك عالي المقاومة. من خلال أقسام معينة ، يلامس هذا السلك أحد النوى الموصلة ويوفر تسخين قسم "المنطقة"

جهاز كابل تسخين المنطقة

يعد كابل التسخين ذاتي التنظيم تصميمًا أكثر ذكاءً. داخل الضفائر والشاشات (اعتمادًا على التعديل) هو العنصر الرئيسي للكابل - اثنان من الموصلات النحاسية ، يقع بينهما مصفوفة التدفئة. يبدو مثل البولي إيثيلين العادي الكثيف ، لكن له صفات تجعل تسخين الكابلات يصل إلى مستوى جديد تمامًا. هذه المصفوفة عبارة عن شبه موصل ، وهي تغير خصائصها مع تغير درجة الحرارة.

كابل التنظيم الذاتي. ماذا يوجد في الداخل

مثال على التدفئة تحت الأرضية

لنفترض أنك تقوم بتدفئة أرضية بمثل هذا الكابل. لكن في الغرف المختلفة ، عادة ، هناك درجة حرارة أولية مختلفة للأرضية ، على سبيل المثال ، في الحمام درجة حرارة واحدة ، وفي الردهة مختلفة. علاوة على ذلك ، في نفس الغرفة ، يمكن أن تختلف درجة حرارة الأرضية الأولية بشكل كبير ، وإذا كنت تستخدم كابل مقاوم أو كابل منطقي ، فيمكنك تحقيق توازن أرضي مريح ، ولكن فقط عن طريق تقسيم الغرف إلى مناطق "باردة" و "دافئة". للقيام بذلك ، سيكون من الضروري تثبيت منظمات حرارية إضافية وأجهزة استشعار حرارية ... ليس احتمالًا ممتعًا للغاية ، لا سيما بالنظر إلى أوجه القصور التي سنكتب عنها أدناه.

ترتيب أرضية دافئة مع كابل

يسمح لك كابل التنظيم الذاتي باستبعاد منظم الحرارة من الدائرة تمامًا. هو نفسه ينظم المكان الذي يكون فيه التسخين ضروريًا بقوة أكبر ، وحيث يكون أضعف بسبب مصفوفته. لنفترض أنك عدت إلى المنزل من البرد وتركت حذائك المغطى بالثلج على الأرض بكابل ذاتي التنظيم. لذلك ، ستسخن المنطقة التي بها الحذاء أكثر من جميع المناطق الأخرى بالضبط حتى تسخن حذائك إلى درجة الحرارة المحددة.

هذا يوفر الكهرباء بشكل كبير بسبب ارتفاع درجة حرارته فقط المنطقة التي تحتاج إلى تدفئة.

مثال السباكة

استخدام كبل تسخين لتسخين أنبوب ماء

حتى لا يتجمد الماء الموجود في مصدر المياه في حالة الصقيع الشديد ، قم بلفه. أي صمام (عداد مياه ، مرشح خشن ، إلخ) له شكل هندسي معقد لا يسمح للكابل بلمس المعدن مباشرة. إذا كنت تستخدم كابل تسخين ذاتي التنظيم ، فسيذهب استهلاك الكهرباء الرئيسي إلى تسخين تلك المناطق التي تلامس المعدن بالضبط ، لأن. حيث يكون انتقال الحرارة أكثر وضوحا. في الوقت نفسه ، تزداد كفاءة الكابل عدة مرات مقارنة بأنظمة تسخين الكابلات الأخرى.

مثال على تسخين السقف

عند تسخين السقف من الجليد ، لن تتمكن أبدًا من تخمين المنطقة التي ستكون فيها المنطقة الأكثر خطورة لحدوث رقاقات ثلجية. باستخدام كبل مصفوفة الحالة الصلبة هذا ، يمكنك التأكد من تدفئة المنطقة التي بها أكبر قدر من الجليد / الماء.

تدفئة السقف بكابل التنظيم الذاتي

تلميح مفيد: إذا كنت ستستخدم كبلًا لتدفئة السقف ، فيجب عليك اختيار نوع مقاوم للأشعة فوق البنفسجية ويمكنه التعامل مع درجات الحرارة المرتفعة أيضًا ترتفع درجة حرارة السقف في الصيف إلى 50-60 درجة. على سبيل المثال ، يمكن أن يتحمل Raychem ETL-10 درجات حرارة تصل إلى 65 درجة.

مزايا

بالإضافة إلى الشرائح الرئيسية المدرجة ، هناك عدد قليل من "الرقائق" التي تكمل الصورة.

• يمكن قطع الكابل لأي طول يبدأ من 20 سم ولن يؤثر ذلك على خصائصه بأي شكل من الأشكال. لن تكون هناك مناطق باردة ، وكذلك مناطق ذات درجات حرارة عالية
• يمكن عبوره أثناء التثبيت. هذا صحيح بشكل خاص عند تدفئة وحدات السباكة. الكبل عند نقطة العبور لا يسخن ولا يفشل
• تظل وظيفية عند كسرها. إذا انكسر القلب الحامل للتيار داخل الكبل لسبب ما ، فسيظل يسخن حتى هذه النقطة
• في حالة أنابيب التسخين بكابل ذاتي التنظيم ، هناك تعديلات يجب وضعها داخل الأنبوب ، مما يزيد بشكل كبير من الكفاءة
• لا يتطلب حساس حرارة وثرموستات. يتم توصيله مباشرة بمأخذ أو مفتاح
• سهولة التوصيل يوجد مجموعات خاصة للتوصيل بالكهرباء داخل الأنبوب وختم طرف الكابل.

عيوب

حسنًا ، أين بدونهم؟ أهم شيء بالطبع هو السعر. اعتمادًا على التعديل ، يكون أغلى مرتين أو ثلاث مرات من نفس الطاقة / الطول لكابلات التسخين المقاومة والمنطقة.

العيب الثاني المهم هو أن كابل التنظيم الذاتي لا يمكنه تسخين / إذابة منطقة معينة بسرعة. لن تصبح أكثر سخونة من درجة الحرارة المقدرة. تم تصميم هذا الكبل ليكون دائمًا في كل وقت ، يتيح لك استهلاك الطاقة الجيد والمنخفض البقاء على قيد الحياة دون ألم في محفظتك

العيب الثالث ، ولكن بالأحرى ميزة لعنصر التسخين هذا ، هو زيادة حمل البداية. لنفترض أن الكابل الخاص بك تم تمييزه بقدرة 50 وات ميللي أمبير. (50 وات لكل متر طولي) - وهذا يعني أنه عند توصيل الكبل بالشبكة ، سيكون الحمل 80-100 واط لكل متر حتى يتم تسخين الكابل لأول مرة (1-5 دقائق) - يجب أن تكون هذه الميزة يؤخذ في الاعتبار عند وضع الأسلاك للقسم المناسب.

اتصال

تحتوي بعض طرز كابلات التسخين ذاتية التنظيم على ضفائر إضافية وشاشات واقية. سننظر في توصيل كابل بضفيرتين عازلة.

1. نقطع ونزيل أول عازل بطول 40 مم ؛
2. تحتها جديلة نحاسية (أرضي) - نلفها في حزمة ؛
3. يوجد تحت الجديلة عازل داخلي - يجب تجريده إلى المصفوفة الداخلية (أسود) بطول 30 مم ؛
4. بعد ذلك ، يتم قطع المصفوفة نفسها بعناية ، وتعريض الأسلاك الحاملة للتيار ، بنفس الطول البالغ 30 مم ؛
5. يتم وضع أنابيب قابلة للتقلص بالحرارة ، بطول 25 مم ، على الأسلاك (تحمل التيار والأرضي) ، وتجلس مع مجفف شعر ، ولكن في أغلب الأحيان مع أخف J ؛
6. يمكن بعد ذلك دمج الأسلاك الحاملة للتيار مع أنبوب انكماش حراري آخر وتثبيتها معًا ؛
7. الكبل جاهز للتوصيل.

إجراء قطع الكابلات

كما ترى ، لا يوجد فرق جوهري في توصيل هذا الكابل من كابل طاقة تقليدي مع التأريض. هناك اختلافات في إنهاء مثل هذا الكابل. لان كبل التسخين هو العنصر الأخير وغير متصل بأي شيء - يجب إنهاء نهايته بشكل صحيح. يبيع مصنعو كابلات التدفئة ذاتية التنظيم مجموعات خاصة لقطعها وإنهائها. العمل كالتالي:

1. يتم تجريد الطبقة الأولى من العزل بطول 20 مم ؛
2. يتم وضع أنبوب الانكماش الحراري على جديلة نحاسية أطول بمقدار 10 مم ؛
3. بعد الانكماش ، حتى يبرد الأنبوب ، يتم تثبيت الطرف الحر بالكماشة ؛
4. كل هذا بعد التبريد ملطخ بطبقة من السيليكون مانع التسرب
5. يتم وضع أنبوب آخر يتقلص بالحرارة بقطر أكبر على هذا الهيكل بأكمله ليتداخل مع الأنبوب الداخلي بمقدار 20 مم في كلا الاتجاهين.
6. يتقلص بمجفف الشعر حتى يظهر السيليكون المبثوق في النهاية.
7. يتم ثني الأنبوب وتثبيته بكماشة حتى يبرد

ترتيب العمل على إنهاء الكابل

بعد هذه التلاعبات ، يمكن للكابل الانتقال بأمان إلى الأماكن الأكثر خطورة ورطوبة. لم يعد يخاف من الرطوبة.

يختلف كابل التسخين المقاوم عن عناصر التسخين الأخرى بأبعاده الصغيرة وسهولة تركيبه. كعنصر تسخين في الجهاز ، يتم استخدام موصل ذو مقاومة عالية. في هذه المقالة ، سننظر في الجهاز ومبدأ تشغيل كابل التسخين المقاوم.

ميزات التصميم

كيف يتم ترتيب الموصل؟ يعتمد تصميمه على نوى فولاذية (واحدة أو اثنتان) ، بناءً على ذلك ، ينقسم كابل التسخين المقاوم إلى نوعين: مع قلب واحد وبنويين. يتم عزل القلب الموصل بمادة خاصة. في بعض الأنواع ، يشتمل التصميم على طبقتين من العزل. يتم وضع شاشة واقية مصنوعة من المعدن (جديلة التدريع) على المادة العازلة. الغرض منه هو الحماية من التلف الميكانيكي ، وكذلك استخدامه كأرضية. للحماية الكاملة ، يتم استخدام غلاف خارجي واقي.

يحتوي كابل التسخين المقاوم ذو القلب الواحد على موصل تسخين واحد ، والذي يشغل كامل طول الهيكل. يعتبر استخدام مثل هذا الجهاز هو الأكثر فعالية من حيث التكلفة ، لأنه مقاوم لدرجات حرارة عالية من البلاستيك. يتم توفير الطاقة من كلا جانبي الجهاز. قد يشكل هذا المخطط بعض الحدود في خطة التثبيت ، حيث يصبح من الضروري إعادة موصل التسخين إلى نقطة اتصاله. هناك أيضًا حاجة لاستخدام أنظمة طاقة إضافية.

يشتمل التصميم ثنائي النواة على سلكين: تسخين وحمل تيار. يتم تطبيق التيار الكهربائي على أحد طرفي السلك ، ويتم تثبيت أداة توصيل في الطرف الآخر. عند إعداد مشروع ، يكون خيار التصميم هذا أكثر راحة في الاستخدام.

مبدأ التشغيل

تم وصف مبدأ تشغيل التصميم ، والذي ينص على أنه مع وجود تيار كهربائي موحد بطول الدائرة بالكامل ، سيتم توليد الحرارة في أي منطقة. وكلما زادت المقاومة في هذه المنطقة ، زادت الحرارة. بمعنى آخر ، يشبه مبدأ التشغيل السخان الكهربائي: يتدفق التيار عبر الموصل الذي يولد الحرارة. سيكون أقوى إذا كانت مقاومة الموصل وقوة التيار الكهربائي ستكون أكبر.

لذلك ، يحتوي كابل التسخين بالمقاومة على عنصر تسخين مصنوع من سبائك منخفضة المقطع العرضي ذات مقاومة عالية. يباع بطول معين ، كل قطعة من الموصل لها مقاومة ثابتة والقدرة على إطلاق نفس الكمية من الحرارة.

مبدأ تشغيل موصل أحادي النواة هو كما يلي: نظرًا لأن الاتصال بالكهرباء يحدث من طرفين ، يتم سحب كابل التسخين المقاوم في حلقة بحيث يكون طرفا المنتج في مكان واحد. يظهر هذا الاتصال في الرسم البياني أدناه (يسار):

يختلف مبدأ تشغيل كبل مقاوم ثنائي النواة عن السابق. يسمح لك استخدام قلبين بعدم إحضار طرفي المنتج إلى مكان واحد. يوضح الرسم البياني الموجود على اليمين الاتصال الصحيح.

كقاعدة عامة ، يتيح مبدأ التشغيل هذا إمكانية استخدام الجهاز في المنزل وأنابيب الحرارة ذات الأبعاد الصغيرة. ولكي يتم العمل بشكل صحيح ، يجوز استخدام أنابيب بقطر لا يزيد عن 40 مم.

المميزات والعيوب

مبدأ تشغيل الكابل المقاوم له إيجابيات وسلبيات. مزايا المنتج كالتالي:

• تكلفة معقولة
• جهاز بسيط
• مع التثبيت المناسب ، يستمر لعدة عقود ؛
• مؤشرات المقاومة الهامة.
• مع الاستخدام المطول ، يتم الحفاظ على استقرار المعلمات.

لقد أثبت نظام التدفئة "الأرضية الدافئة" كفاءته وراحته منذ فترة طويلة ، لذلك يستخدم على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم. السؤال الأساسي هو ، ما هو مصدر الطاقة المستخدم لإنتاج الحرارة؟ طالما أن هناك اختلافًا حديثًا في أسعار الطاقة ، فمن الأرخص للشخص حرق الوقود الصلب أو الهيدروكربونات ، وتسخين المياه بالحرارة المتلقاة ، ثم ضخها عبر أنابيب أرضية دافئة. ولكن من الأنسب استخدام كابل التدفئة كأرضية دافئة ، بدلاً من نظام معقد من خطوط الأنابيب وتجميعات المجمعات والمضخات. لن تدوم هيمنة الهيدروكربونات في سوق الطاقة إلى الأبد ، وسيُستخدم حتمًا أكثر ملاءمة لنقل واستخدام الطاقة الكهربائية لتسخين المزيد والمزيد.

كابل التدفئة كأرضية دافئة

البرنامج التعليمي النظري لتسخين الكابلات

كما هو معروف من مقرر الفيزياء المدرسية ، فإن التيار الكهربائي ليس أكثر من حركة موجهة للجسيمات المشحونة تحت تأثير مجال كهربائي. إذا كانت أي مادة تحتوي على مثل هذه الجسيمات المشحونة المجانية التي يمكن أن تتحرك ، فإنها تسمى موصل ، وإذا لم يكن كذلك ، فإنها تسمى عازلًا كهربائيًا. تلك المواد التي يمكن أن تغير عدد الجسيمات اعتمادًا على بعض العوامل الخارجية تسمى أشباه الموصلات. في المعادن الشائعة ، تحمل الإلكترونات الشحنة ، وفي الإلكتروليتات بواسطة الكاتيونات والأنيونات ، وفي الغازات عن طريق الإلكترونات والأيونات.

لا يسمح أي موصل لتدفق الجسيمات المشحونة بالمرور بحرية ، ولكنه يمارس مقاومة معينة له ، وهو ما يفسر ماديًا بحقيقة أن الجسيمات تصطدم بذرات الموصل ، و "تفككها" ، وتفقد طاقتها ، و نتيجة لذلك ، يتم تحويل طاقة التيار الكهربائي جزئيًا إلى الطاقة الداخلية للموصل ، والتي يتم التعبير عنها في تسخينها.

إن قدرة الموصل على مقاومة تدفق التيار الكهربائي تسمى منطقيًا بالمقاومة.

تعتمد كابلات التسخين على خاصية الموصلات ذات المقاومة للتسخين عند تدفق تيار كهربائي.

كما يتضح من الصيغة ، تعتمد المقاومة على المقاومة ، والتي تشير إلى البيانات المرجعية (لم تتغير بالنسبة لمادة معينة) ، وطول الموصل ومنطقة المقطع العرضي. يمكن عرض المقاومات المحددة لمختلف الموصلات في الجدول.

مقاومة الموصلات الرئيسية

من الواضح ، لنقل الطاقة الكهربائية ، من الضروري استخدام المواد ذات المقاومة الأقل - عندها ستكون نسبة الخسائر منخفضة. وهي عبارة عن الألومنيوم والنحاس والصلب من قسم كبير لتصنيع الكابلات والأسلاك وخطوط الكهرباء. في الإلكترونيات ، يتم استخدام الفضة والذهب والقصدير والبلاتين.

إذا تم استخدام الموصلات للتدفئة ، فإن الخصائص الضارة بنقل فقد الطاقة تكون مفيدة جدًا لتوليد الحرارة ، ولهذا السبب يتم اختيار المواد ذات المقاومة العالية: التنجستن ، النيتشروم ، الصلب المجلفن ، سبائك مختلفة الشركة المصنعة للسخان يمكن أن تبقي سرا.

لتقدير كمية الطاقة الحرارية التي يمكن أن يطلقها موصل عندما يتدفق تيار كهربائي خلاله ، يتم تطبيق قانون جول لينز ، الذي اكتشف في القرن التاسع عشر.

قانون جول لينز

وفقًا لهذا القانون ، فإن مقدار الحرارة Q يساوي الشغل A ، ويعتمد بشكل مباشر على مربع القوة الحالية - I ، المقاومة - R ، والفاصل الزمني Δt.

من الرسم البياني أعلاه ، يمكن ملاحظة أن التيار يتدفق في دائرة مغلقة ، ويقاس بواسطة مقياس التيار الكهربائي ، وسيكون هو نفسه في كل قسم من أقسامها. يوجد عنصر تسخين R في خزان المياه ، ومقاومته أكبر بكثير من الموصلات الأخرى بحيث يمكن إهمالها ببساطة. وفقًا لقانون Joule-Lenz ، سيتم إطلاق قدر معين من الحرارة عند المقاومة R ، وستبدأ في تسخين الماء في الخزان ، بينما لن يتم إطلاق أي حرارة في أجزاء أخرى من الدائرة. يمكن لمقاوم متغير تغيير التيار في الدائرة ، وستتغير كمية الحرارة المتولدة وفقًا لذلك.

مخطط تجربة تؤكد عمل قانون جول لينز

إنه تأثير هذا القانون الذي نراه في مثال الغلايات الكهربائية والمكاوي والغلايات ، حيث تكون مقاومة السخانات الكهروحرارية - عناصر التسخين أكبر بكثير من الأسلاك الكهربائية. لذلك ، فإنها تعطي مزيدًا من الحرارة. كبل التسخين هو نفس عنصر التسخين ، وله طول أطول فقط ، لذلك لا يتم إطلاق الحرارة محليًا ، ولكن بطول الكابل بالكامل. يتم نقل الحرارة المنبعثة من الكبل إلى هياكل المباني ، بما في ذلك غطاء الأرضية. يمكن وضع كابلات التسخين في مادة ذراع التسوية ، في لاصق البلاط ، في تركيبات معدنية خاصة. تسمى كابلات الطاقة الرائدة ذات المقاومة المنخفضة بالنهايات "الباردة" أو نهايات التركيب.

تصنيف كابلات التدفئة

يبدو ، ما هو أسهل؟ عليك أن تأخذ مادة ذات مقاومة عالية ، وتصنع منها كبلًا ، وتحسب الحرارة الناتجة عنها ، وتكون قد انتهيت. لكن في الواقع ، هذا أبعد ما يكون عن الحالة ؛ يجب أن تفي كابلات التدفئة بمجموعة من المتطلبات المحددة ، والتي سيتم مناقشتها أدناه.

في أنظمة تسخين الكابلات (KSO) ، تختلف تمامًا في التصميم ، والمواد المستخدمة ، ويمكن استخدام كثافة طاقة الكابلات ، اعتمادًا على الغرض:

• تدفئة الغرفة. بادئ ذي بدء ، يتم استخدام نظام "الأرضية الدافئة" ، ولكن يتم أيضًا استخدام الجدران الدافئة وحتى السقف الدافئ. عادة ما يتم إجراء التدفئة الأرضية الكهربائية للراحة أو التدفئة الإضافية بالإضافة إلى النظام الرئيسي. كمصدر رئيسي للحرارة ، لا ينصح باستخدامها بسبب عدم الربحية وفي معظم الحالات يكون غير مقبول ، حيث لن تصدر أي مؤسسة إمداد طاقة تصريحًا للطاقة المخصصة.

على الأرض الدافئة ، من المريح ليس فقط المشي ، ولكن أيضًا الجلوس عليها

• يعتبر تسخين الأسطح والمزاريب أكثر فاعلية مع كبلات التدفئة ، لأنها توفر عليك من الإصلاحات المكلفة للسقف ، كما أنها تقضي على الإصابات الناجمة عن تساقط رقاقات الثلج.

تسخين السقف يطيل من عمره

• تدفئة الشرفة والسلالم والمنحدرات ومدخل المرآب والمساحة الموجودة أسفل بوابة مدخل أراضي المنزل. في فصل الشتاء ، تكون مزايا الراحة والأمان لاستخدام المسؤولية الاجتماعية للشركات في هذه المناطق ملموسة.

على الشرفة الساخنة لن يكون زلقًا أبدًا

• تدفئة خطوط الأنابيب في المنازل الخاصة. يجب دائمًا وضع الأنابيب أسفل عمق تجمد التربة ، ولكن يحدث أنه عند نقاط الخروج ، فإن المرور عبر الأساس ، حتى العزل الحراري لا يساعد في حماية الأنابيب من التجمد. كابلات التدفئة هي أفضل رهان لك.

تسخين الأنابيب

كابل تسخين مقاوم

يعني اسم هذا النوع من الكابلات أنه حمولة مقاومة - نوع من الموصلات الممدودة ذات المقاومة المستمرة ، والتي تكون أكبر من مقاومة "الكابلات الباردة": الطاقة والتركيب. يحدث التسخين باستخدام النحاس الموصل أو أسلاك تسخين خاصة مغطاة بالعزل. فوق العزل ، يتم تطبيق شاشة مصنوعة من جديلة نحاسية أو غمد رقائق معدنية بالضرورة جنبًا إلى جنب مع قلب تصريف.

تؤدي الشاشة وظائف مهمة للغاية:

• تعمل الشاشة على تقليل الإشعاع الكهرومغناطيسي ، وهو ما يميز أي موصلات ذات تيار ، خاصةً المتردد منها.
• الدرع متصل بالأرض (موصل PE) ، وهو جزء من نظام التعادل المحتمل (PSS). في حالة حدوث عطل في العزل ، ستغلق تيارات التسرب من الشاشة وتذهب إلى الأرض ، مما يحمي الشخص من الصدمات الكهربائية. بالإضافة إلى ذلك ، سيؤدي ذلك إلى تشغيل قواطع الدائرة وأجهزة التيار المتبقي (RCDs).

الكابلات المقاومة في تصميمها هي:

هيكل كابلات التسخين المقاومة

• كابل مقاوم أحادي النواة - يستخدم قلب موصل واحد للتسخين. هذا هو أكثر أنواع كبلات التسخين تكلفة ويتطلب وضعًا دقيقًا ، حيث يجب أن تلتقي بداية ونهاية هذا الكبل عند نقطة واحدة وأن يتم توصيلهما بأجهزة تحكم خاصة - منظمات الحرارة.
• يحتوي كبل التسخين ثنائي النواة في الجزء المركزي على قلبين محاطين بشاشة. في هذه الحالة ، يمكن أن يكون كلا الموصلات تسخينًا ، أو أن أحد الموصلات يتم تسخينه ، والآخر يمد أو ، كما يطلق عليه ، يمكن إرجاعه. يوجد في نهاية قسم الكبل ثنائي النواة غلاف طرفي خاص يربط سلكين للتدفئة ويعزل الكبل. مزايا الكبل ثنائي النواة واضحة - لوضعه ، تحتاج فقط إلى وضعه في نمط أفعواني ، دون الحاجة إلى إعادته إلى منظم الحرارة. يكون مستوى الإشعاع الكهرومغناطيسي في كبل ثنائي النواة أقل بكثير من كابل أحادي النواة ، حيث تتدفق التيارات في موصلات التسخين في الاتجاه المعاكس. من الواضح أن هذه الكابلات أغلى ثمناً.

تباع الكابلات المقاومة في أقسام جاهزة ذات طول ثابت لا يجب تغييره على الإطلاق. لماذا ا؟ الحقيقة هي أن أهم ما يميز أي كابل تسخين هو الطاقة المحددة الصادرة عن متر واحد من الكابل. يجب أن يكون في حدود 10-20 واط / م وليس أكثر بأي حال من الأحوال ، حيث سيؤدي ذلك إلى ارتفاع درجة حرارة الكابل وفشلها. على سبيل المثال ، عندما يتم تقصير كبل مقاوم بمقدار النصف ، تنخفض المقاومة إلى النصف ، مما يؤدي ، وفقًا لقانون Joule-Lenz ، إلى زيادة مضاعفة في كمية الحرارة ، ولم يتم تصميم مادة الكابل لهذا الغرض.

طقم كابل مقاوم بطول ثابت مع طقم تركيب

يتم تحديد طول المقطع بناءً على العمليات الحسابية. ينتج المصنعون مجموعات ذات أطوال مقطع من 10 إلى 110 أمتار ، لذلك من الممكن دائمًا تحديد الكبل المطلوب بكثافة الطاقة المطلوبة. توجد كبلات مقاومة على بكرات يمكن قطعها بأي طول ، ولكن هذا من اختصاص المتخصصين القادرين على إجراء الحسابات اللازمة.

مزايا كابل التسخين المقاوم:

• تكلفة معقولة.
• ثبات الخصائص.
• لا يتطلب عدم وجود تيارات تدفق استخدام قواطع دوائر خاصة من النوع C.

عيوب الكابل المقاوم هي:

• مع التثبيت الأمي ، هناك خطر ارتفاع درجة الحرارة المحلية ، مما يؤدي إلى فشل الكابل.
• استحالة تقليل طول كابل التسخين دون تغيير الخصائص.
• يجب تزويد الكابل بمعلمات نقل الحرارة اللازمة.

كابل نطاقي مقاوم (مقطعي)

كان تطور كابلات التسخين المقاومة هو اختراع الكبل النطاقي (المقطعي) ، حيث يمر خلال المركز موصلين منخفضي المقاومة ، محاطين بالعزل. يتم لف ملف من الأسلاك عالية المقاومة فوق الموصلات. بعد فاصل زمني معين (عادة 1 متر) ، يتم توصيل هذا السلك بالتناوب مع واحد ثم إلى موصل مركزي آخر. من الواضح ، في هذه الحالة ، أن كل قسم (منطقة) سيكون عنصر تسخين مستقل ، على غرار الاتصال الموازي للمقاومات.