فئات: مقالات مميزة » أخبار مثيرة للاهتمام الكهربائية
مرات المشاهدة: 45804
تعليقات على المقال: 5
كابلات التدفئة: الأنواع والتطبيقات
كوابل التدفئة - نوع معين من منتجات الكابلات التي تحول الطاقة الكهربائية إلى حرارة للتدفئة وتؤدي وظيفة مستقبل الطاقة الكهربائية ، بدلاً من خط النقل. تختلف كابلات التسخين اختلافًا كبيرًا عن الكابلات والأسلاك العادية ، والغرض منها هو نقل الطاقة الكهربائية بأقل قدر من الفقد مع انخفاض طفيف في الجهد وليس طول الخط (عادة لا يزيد عن 5٪).
يتم استخدام كابل التدفئة كأقسام التدفئة ، أي شرائح بطول معين ، وعلى هذا الطول هناك انخفاض كامل في الجهد المطبق. لذلك ، يجب اعتبار قسم التدفئة بمثابة مستقبل تقليدي للطاقة الكهربائية (كأحد أنواع عناصر التدفئة الكهربائية).
يتراوح طول أقسام تسخين الكابل عادة من عدة أمتار إلى عدة مئات من الأمتار.
يتم استخدام تأثير تبديد جزء من الطاقة المرسلة في شكل حرارة ، والتي هي سلبية للكابلات التقليدية ، كما هو مفيد في كابلات التدفئة. علاوة على ذلك ، يتم تحويل الطاقة الكهربائية إلى حرارة بأكثر الطرق اقتصادا. التحويل كامل ، صامت ، دون استخدام مواد إضافية (الوقود ، المؤكسد).
الكابلات التدفئة لديها مجموعة متطورة إلى حد ما وتستخدم في مجموعة واسعة من المنشآت والأجهزة. ولكن مع ذلك فهي تتعلق بمنتجات الكابلات الغريبة وفي الأدبيات الخاصة لا يوجد عمليا عمليا على تصميم وحساب واستخدام كابلات التدفئة.
أنواع الكابلات حسب مخطط تبديد الحرارة
خطي مقاوم - كابلات التسخين التي يتم فيها إطلاق الحرارة بسبب تأثير Joule-Lenz عندما يمر التيار الكهربائي عبر قلب التسخين. تم تصميم الكبل بطريقة تجعل السقوط الكامل للجهد المطبق في قلب التدفئة ، لكن عناصر الكبل لا ترتفع درجة حرارتها عن القيم المسموح بها.
يتراوح طول قسم التسخين عادة من عدة مئات إلى مئات الأمتار. يمكن أن يكون للكابلات من هذا النوع واحد أو اثنين أو أكثر من قلوب التدفئة المتوازية ذات الشكل الخطي أو الحلزوني. قطع كابل التعسفي على طول طول أمر غير مقبول.
تتناقص الطاقة الحرارية للكابلات الخطية المقاومة قليلاً أثناء التسخين ، ويعتمد حجم التغير على قيمة معامل درجة الحرارة لمقاومة المواد الأساسية للتدفئة. لوحظت أصغر التغييرات في المقاومة في سبائك المقاومة العالية (TKr + 0.0001) ، وهي الأكبر في النحاس (TKr + 0.004)
مقاوم زونال لا تختلف كابلات التدفئة من حيث المبدأ عن الكابلات السابقة ، ولكنها تختلف اختلافًا جوهريًا في التصميم. أنها تحتوي على اثنين من الموصلات المعزولة المتوازية.
حدد عزل الموصلات الموصلة دوريا "نوافذ" تم إزاحتها عن بعضها البعض بخطوة معينة (عادة حوالي 1 متر). يتم تثبيت لفائف الأسلاك الرفيعة من السبائك عالية المقاومة فوق هذين النواة.
في "النوافذ" يغلق الحلزوني على الأسلاك الموصلة ، ونتيجة لذلك ، يمثل الكابل مجموعة من المقاومة (المقاومات) متصلة بالتوازي مع الأسلاك الموصلة. على كل واحد منهم انخفاض كامل في الجهد المطبق. كابل المنطقة مريح في أنه يمكن قطعه في أي مكان. الحد الأدنى لطول قسم التدفئة هو 1.5 - 2 م.
يتم تحديد الحد الأقصى للطول بواسطة المقطع العرضي للموصلات الموصلة والطاقة الخطية.نظرًا لأن عنصر التسخين الخاص بكابلات المنطقة المقاومة مصنوع من السبائك عالية المقاومة ، فإن قوتها مستقلة عملياً عن درجة الحرارة ، وبالتالي فهي تسمى أيضًا كابلات الطاقة الثابتة.
الكابلات ذاتية التنظيم لديك تصميم مماثل جزئيا لتصميم الكابلات المنطقة المقاومة. كما أنها تحتوي على اثنين من الموصلات المتوازية ، ولكن ليس معزولة. يتم وضع الموصلات إما في مصفوفة موصلة بالبوليمر ، أو متصلة من خلال المواضيع الموصلة بالبوليمر اللولبي
يتم تحقيق تأثير التنظيم الذاتي نظرًا لحقيقة أن عنصر الوقود الخاص بالكبل ، المصنوع من مادة موصلة بالبوليمر ، يزيد مقاومته بشكل كبير عند تسخينه. تصل قيمة Tcr للبوليمر الموصّل إلى 0.05-0.075 ، أي أكثر من 12-18 مرة من قيمة النحاس.
كابلات التدفئة الاستقرائي تحتوي هذه العناصر في تصميمها على عناصر مغناطيسية مغناطيسية ، وتوضع الموصلات المعزولة الموصلة حول العناصر المغناطيسية المغنطيسية على شكل لف متعرج يؤدي إلى تدفق مغنطيسي متناوب في القلب. يتم تحقيق تأثير إطلاق الحرارة على حد سواء بسبب الخسائر المقاومة في اللف ، وكذلك بسبب الخسائر المقاومة في القلب الناتجة عن التيارات المستحثة.
يتم تحديد نسبة تلك الخسائر وغيرها من خلال تصميم الكابل. يمكن أن تكون الخسائر في جوهر 80-20 ٪ من إجمالي فقدان الكابل. في الحالة الأولى ، تكون الخسائر في اللف صغيرة ، ويتم تسخينها قليلاً بسبب خسائرها ، مما يسمح بالحصول على طاقة خطية أعلى بكثير مقارنة بالكابلات المقاومة.
يمكن أيضًا اعتبار طريقة تسخين خطوط الأنابيب التي تستخدم "تأثير SKIN" كأحد خيارات الكابلات الحثية. في هذه الحالة ، يلعب دور لف التعريفي نواة معزولة من المقطع العرضي الكبير ، ودور المحث هو الأنابيب الفولاذية التي يوجد بها هذا اللب. يتم توليد الحرارة في الصميم وفي الأنبوب بسبب تيارات الدوامة المستحثة.
تطبيقات للكابلات التدفئة
يمكن للأجهزة التي تستخدم كبلات التدفئة أن تختلف بشكل كبير عن بعضها البعض في الحجم ودرجة حرارة التشغيل والطاقة الحرارية. لذلك ، فإن مجموعة تطبيقات كابلات التدفئة واسعة جدا.
تسخين الملابس والبطانيات والسجاد - بطانيات كهربائية وبطانيات ومنصات تدفئة ومقاعد ساخنة وملابس وأحذية ساخنة. كقاعدة عامة ، لديهم طاقة منخفضة (10 - 50 واط) ودرجة حرارة التشغيل آمنة للبشر ، أي لا تزيد عن 50 درجة مئوية. قد تشمل هذه المجموعة سخانات منزلية منخفضة الطاقة: مسخنات أغذية الأطفال ، ثلاجات التبريد التي تستخدم كابلات التدفئة.
أنظمة التدفئة الغرفة - يتم فيها استخدام كابلات التدفئة كعنصر وقود ، يتم توزيعها بشكل متساوٍ أو أقل على مساحة الغرفة. إذا لزم الأمر ، يمكن تركيب الكابلات على الجدران والسقف. أفضل خيار لتركيب الكابلات من حيث نقل الحرارة وتخزين الحرارة والسلامة والأمان هو تثبيت الكابل بسماكة ذراع التسوية الأسمنتية الموضوعة تحت غطاء الأرضية المزخرف.
تكون درجة الحرارة على السطح الساخن عادة 22 - 26 درجة مئوية ، ولكن يمكن أن تصل إلى 35 درجة مئوية. تتراوح الطاقة المحددة لأنظمة التدفئة الأرضية في نطاق 70-150 واط / م². أنظمة التخزين لديها طاقة تصل إلى 200 واط / متر مربع. يمكن أن يكون للقدرة الإجمالية للنظام حدود واسعة للغاية: من 100 واط إلى عشرات ومئات كيلووات.
أنظمة إزالة الجليد للأرصفة والسلالم المفتوحة والسلالم. كما في الحالة السابقة ، وضعت الكابلات في سمك قاعدة ملموسة. تعمل هذه الأنظمة فقط في وقت تساقط الثلوج على سطح هذه الكائنات أو أشكال الجليد.
تتراوح الطاقة المحددة لأنظمة التدفئة للأسطح المفتوحة في حدود 200-350 واط / متر مربع. تتراوح السعة الإجمالية للنظام بين عدة وعشرات مئات الكيلوات.
يشمل ذلك أيضًا أنظمة مضادة للتجمد للمرافق الرياضية (ملاعب كرة القدم ، المطاحن ، حلبة السباق ، ملاعب التنس) ، الأقسام الخطرة من الطرق السريعة (الصعود ، النزول ، المنعطفات الحادة) ، المدارج. يمكن أن تصل قدرة التدفئة المحددة لهذه الأنظمة إلى 500 واط / متر مربع ، والطاقة الكلية - عدة ميجاوات.
نظم إزالة الجليد سقف يعمل على منع: انسداد الجليد من مسارات تدفق المياه ، وتشكيل رقاقات الثلج وإزالة الثلوج والجليد من المناطق الخطرة. يتم وضع كابلات التدفئة على طول مسارات تدفق المياه ، في أنابيب التصريف ، على الطنف ، خراطيم المياه ، في الوديان والتقاطعات.
تتمتع كبلات التدفئة المستخدمة في هذه الأنظمة ، كقاعدة عامة ، بقدرة خطية تبلغ 25 أو أكثر من المتر لكل متر. تعتمد السعة الإجمالية للنظام على تصميم وحجم سقف مبنى معين ويتراوح من 1-2 إلى عدة مئات من كيلووات.
تكون درجة الحرارة على سطح الأنظمة المضادة للثلوج في غياب الثلج والجليد وفي درجة حرارة المحيط السالب عادة ما تكون +5 - 7 ° م. خلال ذوبان الثلوج والجليد ، تكون درجة حرارة السطح مجرد جزء من درجة أعلى من 0 درجة مئوية. إذا كانت درجة الحرارة المحيطة أعلى من + 5 ° C ، يتم إيقاف تشغيل أنظمة مكافحة الجليد بأنها غير ضرورية.
أنظمة التدفئة لخطوط الأنابيب والخزانات. أنظمة الأنابيب طويلة ومتفرعة ، وكابلات التدفئة هي الأنسب لتسخينها. في الممارسة العملية ، كقاعدة عامة ، هناك نوعان من أنظمة التدفئة - منع التجمد والحفاظ على درجة الحرارة على الأنابيب أعلى من المعتاد (أعلى + 20 درجة مئوية). الغرض الرئيسي من كلا النوعين من الأنظمة هو التعويض عن فقد الحرارة من الأنابيب (أو الخزان) في البيئة.
يتم تثبيت أقسام التسخين أعلى الأنبوب (الخزان) وتغلق معًا بواسطة العزل الحراري. الطاقة الخطية لأنظمة التدفئة لخطوط الأنابيب عادة ما تكون 10-60 واط / م. تعتمد السعة الإجمالية للنظام على طول خط الأنابيب ، وتبلغ الطاقة المحددة لأنظمة تسخين الخزان من 10 إلى 80 لكل متر مربع. السطح الساخن ، والإجمالي يعتمد على حجم الخزان.
الغرض من أنظمة مقاومة التجمد هو منع تكوين سدادات الجليد وتفتيت خطوط الأنابيب ، وبالتالي يكفي الحفاظ على درجة حرارة +5 درجة مئوية على الأنابيب ، يمكن أن تختلف أنظمة صيانة درجة الحرارة كثيرًا من حيث درجة الحرارة المطلوبة على الأنابيب (الخزان): +40 يكفي لنقل النفط والعديد من المحاليل المائية درجة مئوية ، وللبيتومين يتطلب 160-180 درجة مئوية.
أنظمة التدفئة للمعدات التكنولوجية تختلف في مجموعة واسعة من الأغراض ، ودرجات الحرارة المطلوبة ، وقدرات محددة ويتم تطويرها على أساس النهج الفردي.
غرض النظام
درجة الحرارة ° C
قوة محددة ، ث / متر مربع.
مجموع الطاقة ، كيلوواط
حواجز حرارية في غرف الثلاجات الصناعية
2-5
3 - 15
0,5-5
تسخين هوائي القمر الصناعي
2-5
200-300
2-15
إزالة الشحوم التدفئة الحمام
30-50
200-400
0,5-3
خطوط إنتاج الخرسانة الحرارية
40-60
300
20-50
لوحة الصحافة التدفئة
40-150
300-1000
2-10
اسطوانات ساخنة ورؤساء آلات الحقن والبثق
120-130
10000 - 20000
سخان واحد 0.5-2
انظر أيضا في electro-ar.tomathouse.com
: