Un cable calefactor es un dispositivo eléctrico basado en el principio de funcionamiento basado en la ley Joule-Lenz y destinado a mantener el régimen de temperatura de una instalación supervisada. Los propietarios de casas privadas instalan sistemas similares para proteger el drenaje de la congelación en la estación fría.
La historia de la creación de sistemas de calefacción por cable
Hay tan poca información sobre el desarrollo de los sistemas de calefacción por cable que debe detenerse en esto. De hecho, como dicen las fuentes, el inicio se tomó en los años 30 del siglo XX.Pero la solicitud de patente fue presentada en 1929!La diferencia en la pronunciación correcta: la idea del calentamiento por cable apareció en los años 20.Y el 17 de diciembre de 1929, una solicitud fue presentada y presentada ante la oficina de patentes. Esto de alguna manera protegió al autor de saquear la idea. Christian Backer Berg destacó algo nuevo para sí mismo que generaría ganancias en el futuro.
Patente Christian Becker Berg
La práctica de presentación varía según el país. Por ejemplo, en Canadá, un instituto estatal especial se dedica a la recepción de ideas inacabadas, de modo que el autor pueda obtener información sobre los desarrollos en el área afectada a tiempo. Por supuesto, los detalles son conocidos solo por los titulares de derechos de autor.
Después de que se haya presentado la solicitud, se designa un comité de expertos para considerar el punto crucial del asunto. Al mismo tiempo, se evalúa la calidad de los documentos presentados y la novedad de la invención. La razón de la negativa es múltiples signos. Por ejemplo, si se reconoce la obviedad de una intención creativa, o una repetición de patentes ya existentes. En el curso de la consideración de la solicitud, la comisión necesita explicaciones del autor. El número de patente estadounidense US1857615 A se examinó durante más de dos años y, al presentarse el 17 de diciembre de 1929, solo se aprobó el 10 de mayo de 1932.En la Rusia moderna, el período de revisión es de unos 12 meses.
Según este documento, se presentó al público algo parecido a un elemento de calefacción moderno. El conductor eléctrico está aislado con polvo cristalino, el diseño se colocó en un tubo de metal, como en un elemento calefactor de una lavadora o una plancha. Tal como fue concebido por el creador, el producto estaba destinado a representar el tema descrito en el título del artículo. Si es necesario, el cable calefactor elevó la temperatura al nivel deseado. Por cierto, el inventor llamó a su producto tubular( TEN - calentador eléctrico tubular).Así es como se explica la idea( novedad y aplicabilidad en la producción):
- El núcleo del cable de alta resistencia se enrolla en espiral para aumentar el valor de la salida de calor del producto( por unidad de longitud).Calentador eléctrico tubular
El relleno cristalino
- es necesario para soportar altas temperaturas. Hoy en día, los polímeros que son imposibles en los años 30 del siglo XX se utilizan activamente en la construcción del cable calefactor.
- La funda de metal( en el acero original, que se usa a menudo hoy en día y el cobre) es necesaria para transferir el calor al exterior lo mejor posible. Y hoy en día, los elementos de calefacción se construyen de acuerdo con el esquema especificado. El metal proporciona una resistencia adecuada.
- Un proceso de fabricación específico consistió en colocar una hélice de magnesio cristalino en un tubo de metal, seguido de un tratamiento de vapor. Debido a las condiciones descritas, procedió la formación activa de hidróxido. Por volumen, resultó más de 2 veces más que el magnesio que quedaba. El polvo de hidróxido sirvió como aislante. El agua restante se evaporó a una "temperatura relativamente alta".Luego están los detalles tecnológicos del proceso de producción.
Curiosamente, no se indican valores específicos. En la química moderna, se sabe que a una temperatura de 350 grados centígrados, el hidróxido de magnesio se descompone y pierde agua.¿Qué proceso tuvo en mente el inventor, tal vez simplemente secando el vapor usado? El inventor no reveló el secreto como una garantía de que un tercero no divulgará el secreto de la patente, incluso en el caso de una transferencia accidental o intencional de información a terceros. En el transcurso del texto, el inventor señala el hecho de un posible contacto de una espiral bajo corriente con una cubierta metálica, lo que hace que el aislamiento eléctrico del producto no sea lo suficientemente alto( para dispositivos modernos - 20 MΩ).Para resolver el problema, se inserta una espiral adicional de un diámetro ligeramente mayor, que protege de manera confiable el voltaje de la salida hacia el exterior. Sistema de calentamiento de cable
La patente anterior sentó las bases para la invención del cable resistivo. El curso posterior del pensamiento científico se detuvo durante años. La siguiente patente original de Noruega se declara el 14 de mayo de 1947.En los EE. UU. Está registrada con el número US2494589 A. La patente ya ha reclamado el diseño de un cable de calefacción autorregulador. Dos corrientes portadoras separadas por una capa de matriz polimérica. La esencia de la invención: al aumentar la temperatura, el plástico con polvo de metal diseminado se expande, aumentando regularmente la resistencia eléctrica. Como resultado, la corriente disminuye, el calor liberado por la ley Joule-Lenz disminuye. Estos procesos conducen a una disminución de la temperatura.
El resultado es un enfriamiento. Luego, la matriz se comprime, la corriente aumenta nuevamente, el proceso vuelve al punto de inicio. Esto se repite innumerables veces, debido a que el régimen se mantiene dentro del rango normal. La invención está convenientemente pensada en el automatismo, la formación del diseño deseado para calentar objetos. El cable de autorregulación debido a las características actuales se toma de cualquier longitud( en la práctica, el máximo está limitado por el rendimiento total actual, que demuestra el valor más alto cerca de la fuente de alimentación y descendiendo hasta el final).
Características del cable calefactor
En la vida cotidiana, el cable calefactor se usa más a menudo como sistema antihielo para los bordes de techos, desagües, pórticos, escalones y caminos. En este caso, la tarea es mantener la temperatura alrededor de cero grados. Otras aplicaciones se llaman industriales. A veces, el cable calefactor se usa para calentar el agua en la tubería si la temperatura es insuficiente. Cable calefactor
El producto funciona constantemente junto con un controlador que realiza operaciones de control. El cable calefactor resistivo necesita un sensor, no puede regular su trabajo de manera independiente. Desde el lugar de instalación del sensor y depende del rendimiento del sistema. Las aplicaciones prácticas donde el consumo no está regulado son extremadamente raras. En otros casos, la tensión de alimentación u otros parámetros varían. Para cables autorregulados, tales medidas son innecesarias.
El uso del cable calefactor
El uso del cable calefactor en la industria está declarado por el estándar internacional IEEE 515. No está disponible para descarga gratuita en formato electrónico y se vende a un precio de poco más de $ 100.La organización IEEE le da acceso a los suscriptores( por dinero).A veces, los recursos especulan sobre el interés de este documento e incluso ofrecen la posibilidad de descargar un archivo ejecutable para su instalación. .. Al temer el despliegue de troyanos y otros espíritus malignos en una computadora, evite sugerencias similares. Un tipo ruso de sistema de calefacción de tuberías se considera una traducción en el documento GOST R IEC 62086-2, según el cual los tipos de instalación se dividen en clases:
- I: se requiere mantener la temperatura por encima de cierto punto. Característica de los sistemas antihielo. Supongamos un aumento brusco de la temperatura, la precisión de los sensores requiere uno pequeño.
- II: mantener la temperatura en el rango medio y amplio. Un interruptor térmico mecánico es adecuado como sensor.
- III - requiere mantener una temperatura en un rango estrecho. Como en los refrigeradores. Los termopares se utilizan como sensores. Aplicación del cable
Los sistemas de calefacción
son( junto con los tipos enumerados en la lista) para el objeto revisado crítico( C) o no crítico( NC).En el primer caso, se proporciona la señalización de la falla de esta parte del equipo, la línea principal debe complementarse con una línea de respaldo( con fuente de alimentación separada con corriente eléctrica y encendido automático por el comando del controlador).En los sistemas de calefacción por cable no críticos, los requisitos de temperatura se reducen; cuando los parámetros van más allá de las consecuencias perjudiciales previstas, no ocurrirán. Se requiere aislamiento térmico
.Para los sistemas, la calefacción por suelo radiante es un sustrato debajo del elemento calefactor con la expectativa de que la energía vaya exclusivamente hacia arriba. Tales medidas minimizan el costo de la electricidad, además, cambian las condiciones de operación de las estructuras de carga. Por lo tanto, el espesor de la capa de aislamiento térmico se selecciona de acuerdo con las condiciones existentes. Por ejemplo, en una casa de paneles típicamente, la calefacción del techo inferior desde el costado del apartamento disminuirá cuando el sistema de calefacción por suelo radiante esté equipado con él. Esto significa que la placa se congelará durante el invierno desde el final, lo que puede llevar a una reducción significativa en la vida útil de la estructura del edificio.
Mencionemos un hecho simple: en relación con la ideología desarrollada en el país, este requisito solo será considerado por los propietarios de casas particulares. En términos económicos, el costo de las pérdidas por el calentamiento del techo, a veces resulta más bajo que la diferencia de precio entre diferentes espesores. Es posible tratar de ahorrar dinero en este sentido y no dañar la causa común. Por ejemplo, la diferencia de precio entre Penofol A-05 y A-10 para una habitación pequeña será de un par de miles de rublos, que es similar a muchos kWh de energía. En consecuencia, es necesario calcular las pérdidas a través de una capa de aislamiento( encontrar programas informáticos especiales) y comparar el costo durante todo el período de operación.
Obviamente: el resultado depende del material del revestimiento del piso( la relación de su resistencia a la transferencia de calor a la de Penofol).Compare con el piso calefaccionado calculado( según el proyecto de la casa) de la atmósfera del apartamento. Si los números son similares, no son demasiado diferentes, y se ha demostrado la factibilidad económica de usar una capa más delgada de aislamiento, es más razonable usar esta opción al colocar el cable calefactor.
En el caso de tuberías de calefacción en la parte superior, el aislamiento está protegido por una cubierta rígida, generalmente de metal. Desde la superposición de la capa basal se separa la impermeabilización para evitar que se moje. La humedad en los materiales bloquea sus propiedades útiles. Esto sucede con la lana mineral. La capa de aislamiento térmico debe soportar cargas mecánicas. Para este propósito, es posible colocarlo debajo de la caja o de otra manera. Un caso adecuado sería un sustrato laminado, que combine una buena resistencia a las cargas mecánicas y propiedades aislantes.
En lo que se refiere al riesgo de incendio, la potencia del cable suele ser baja, no deben esperarse altas temperaturas incluso en caso de rotura. Otra cosa es un cortocircuito. Proporcionar un disyuntor para este caso en el cuadro de distribución. En cuanto a la elección entre las variedades disponibles, un cable autorregulador se vuelve seguro. Una matriz de polímero con aditivos de grafito aumenta la resistencia al aumentar la temperatura, lo que naturalmente reduce el calentamiento. Por ejemplo, en las áreas debajo de los muebles se reduce el consumo de corriente eléctrica. Todo esto no exime de la necesidad de comprar e instalar un interruptor automático.
Algunas veces se coloca un cable calefactor en el grosor de la regla. Estas tecnologías son utilizadas por los constructores para secar el concreto. Los extremos de alimentación se cortan y el cable permanece en el grosor de la placa. Debe entenderse que la capacidad de mantenimiento del sistema en este caso se reduce drásticamente, además de que es difícil garantizar la ausencia de condiciones de humedad y equipar la estructura con el aislamiento térmico requerido.
