Verwarmingskabel

Een verwarmingskabel is een elektrisch apparaat gebaseerd op het principe van werken op basis van de Joule-Lenz-wet en bedoeld om het temperatuurregime van een bewaakte installatie te handhaven. Eigenaars van privéhuizen installeren vergelijkbare systemen om de afvoer van bevriezing in het koude seizoen te beschermen.

De geschiedenis van het maken van kabelverwarmingssystemen

Er is zo weinig informatie over de ontwikkeling van kabelverwarmingssystemen dat u hier bij stil moet staan. Inderdaad, zoals bronnen zeggen, de start werd genomen in de jaren '30 van de 20e eeuw. Maar de octrooiaanvraag werd ingediend in 1929!Het verschil in de juiste uitspraak: het idee van kabelverwarming verscheen in de jaren 20.En op 17 december 1929 werd een aanvraag ingediend bij en ingediend bij het octrooibureau. Op de een of andere manier beschermde dit de auteur van het plunderen van het idee. Christian Backer Berg heeft iets nieuws voor zichzelf uitgezet dat in de toekomst winst zou maken.

De praktijk van archiveren verschilt per land. In Canada is bijvoorbeeld een speciaal staatsinstituut bezig met het ontvangen van onvoltooide ideeën, zodat de auteur op tijd informatie kan krijgen over ontwikkelingen in het getroffen gebied. Natuurlijk zijn de details alleen bekend bij auteursrechthouders.

Nadat de aanvraag is ingediend, wordt een commissie van deskundigen aangesteld om de kern van de zaak te bespreken. Tegelijkertijd worden de kwaliteit van de ingediende documenten en de nieuwheid van de uitvinding geëvalueerd. De reden voor weigering is meerdere tekens. Bijvoorbeeld als de vanzelfsprekendheid van een creatieve intentie wordt erkend, of als een herhaling van reeds bestaande patenten. Tijdens de behandeling van de aanvraag heeft de commissie uitleg van de auteur nodig. Het Amerikaanse patentnummer US1857615 A ​​was meer dan twee jaar in onderzoek en werd, ingediend op 17 december 1929, pas op 10 mei 1932 goedgekeurd. In het moderne Rusland is de evaluatieperiode ongeveer 12 maanden.

Volgens dit document kreeg het publiek iets gepresenteerd dat leek op een modern verwarmingselement. De elektrische geleider is geïsoleerd met kristallijn poeder, het ontwerp is in een metalen buis geplaatst, zoals in een verwarmingselement van een wasmachine of een strijkijzer. Zoals bedacht door de maker, was het product bedoeld om het onderwerp te vertegenwoordigen dat wordt beschreven in de titel van het artikel. Indien nodig verhoogde de verwarmingskabel de temperatuur tot het gewenste niveau. Trouwens, de uitvinder noemde zijn product tubulair( TEN-tubular electric heater).Dit is hoe het idee wordt uitgelegd( nieuwheid en toepasbaarheid in de productie):

1. De kern van de draad met hoge weerstand is opgerold om de waarde van de warmteafgifte van het product( per lengte-eenheid) te verhogen.
   

   Buisvormige elektrische verwarmer

2. Kristallijne vulstof is nodig om hoge temperaturen te weerstaan. Tegenwoordig worden polymeren die in de jaren 30 van de 20e eeuw onmogelijk waren, actief gebruikt bij de constructie van de verwarmingskabel.
3. De metalen omhulling( in het originele staal, tegenwoordig vaak gebruikt, en koper) is nodig om warmte zo goed mogelijk naar buiten over te brengen. En vandaag worden de verwarmingselementen gebouwd volgens het aangegeven schema. Metaal biedt voldoende sterkte.
4. Een specifiek productieproces omvatte het plaatsen van een spiraal van kristallijn magnesium in een metalen buis, gevolgd door stoombehandeling. Vanwege de beschreven omstandigheden ging de actieve vorming van hydroxide voort. Per volume bleek het meer dan 2 keer meer te zijn dan magnesium. Het hydroxidepoeder diende als een isolator. Het overblijvende water werd verdampt bij een "relatief hoge temperatuur".Dan zijn er technologische details van het productieproces.

Vreemd genoeg zijn specifieke waarden niet aangegeven. In de moderne chemie is bekend dat magnesiumhydroxide bij een temperatuur van 350 graden Celsius uiteenvalt en water verliest. Welk proces heeft de uitvinder in gedachten, misschien alleen het drogen van de gebruikte stoom? De uitvinder heeft het geheim niet onthuld als een garantie dat het geheim van het octrooi niet door een derde partij zal worden onthuld, zelfs in het geval van toevallige of opzettelijke overdracht van informatie aan derden. In de loop van de tekst merkt de uitvinder het feit op van mogelijk contact van een spiraal onder stroom met een metalen omhulsel, waardoor de elektrische isolatie van het product niet hoog genoeg is( voor moderne apparaten - 20 MΩ).Om het probleem op te lossen, wordt een extra spiraal met een iets grotere diameter ingebracht, die op betrouwbare wijze de spanning van de uitgang naar buiten beschermt.

Het bovengenoemde octrooi legde de basis voor de uitvinding van de resistieve kabel. De verdere loop van het wetenschappelijk denken stopte jarenlang. Het volgende originele patent uit Noorwegen wordt op 14 mei 1947 aangegeven. In de VS is het geregistreerd onder het nummer US2494589 A. Het patent heeft al het ontwerp van een zelfregulerende verwarmingskabel opgeëist. Twee stroomvoerende deeltjes gescheiden door een laag polymeermatrix. Het wezen van de uitvinding: bij toenemende temperatuur breidt kunststof met verspreid metaalpoeder uit, waardoor de elektrische weerstand regelmatig toeneemt. Als gevolg hiervan neemt de stroom af, de warmte die vrijkomt door de wet Joule-Lenz daalt. Deze processen leiden tot een verlaging van de temperatuur.

Het resultaat is een koeling. Dan wordt de matrix gecomprimeerd, de stroom neemt weer toe, het proces keert terug naar het startpunt. Dit wordt ontelbare keren herhaald, waardoor het regime binnen het normale bereik wordt gehouden. De uitvinding is op handige wijze doordacht automatisme, de vorming van het gewenste ontwerp voor het verwarmen van voorwerpen. De zelfregulerende kabel als gevolg van de huidige functies wordt van elke lengte genomen( in de praktijk wordt het maximum beperkt door de totale stroomdoorvoer, die de hoogste waarde bij de stroombron laat zien en tot het einde afloopt).

Kenmerken van de verwarmingskabel

In de praktijk wordt de verwarmingskabel vaker gebruikt als een anti-icing systeem voor de randen van daken, afvoeren, portieken, trappen, paden. In dit geval is het de taak om de temperatuur rond nul graden te houden. Andere toepassingen worden industrieel genoemd. Soms wordt de verwarmingskabel gebruikt om het water in de leiding te verwarmen als de temperatuur onvoldoende is.

Het product werkt constant in combinatie met een controller die bedieningshandelingen uitvoert. Resistieve verwarmingskabel heeft een sensor nodig, kan zijn werk niet zelfstandig regelen. Vanaf de plaats van installatie van de sensor en afhankelijk van het systeem. Praktische toepassingen waarbij het verbruik niet wordt gereguleerd, zijn uiterst zeldzaam. In andere gevallen variëren de voedingsspanning of andere parameters. Voor zelfregulerende kabels zijn dergelijke maatregelen niet nodig.

Het gebruik van de verwarmingskabel

Het gebruik van de verwarmingskabel in de industrie wordt verklaard door de internationale standaard IEEE 515. Het is niet gratis beschikbaar om te downloaden in elektronische vorm en wordt verkocht voor een prijs van iets meer dan $ 100.De IEEE-organisatie geeft abonnees hier toegang toe( voor geld).Soms speculeren bronnen over de interesse van dit document en bieden ze zelfs aan om een ​​uitvoerbaar bestand te downloaden voor installatie. .. Uit angst voor de inzet van Trojaanse paarden en andere boze geesten op een computer, vermijd vergelijkbare suggesties. Een Russisch type pijpverwarmingssysteem wordt beschouwd als een vertaling in het GOST R IEC 62086-2-document, volgens hetwelk de installatietypen zijn onderverdeeld in klassen:

• I - het is vereist om de temperatuur boven een bepaald punt te houden. Kenmerk van anti-icing-systemen. Stel dat de temperatuur sterk stijgt, de nauwkeurigheid van de sensoren vereist een kleine.
• II - handhaving van de temperatuur in het midden en breed bereik. Een mechanische thermische schakelaar is geschikt als sensor.
• III - vereist dat een temperatuur in een smal bereik wordt gehouden. Zoals in koelkasten. Thermokoppels worden gebruikt als sensoren.

Verwarmingssystemen zijn( samen met de typen die worden vermeld in de lijst) voor het serviced object kritisch( C) of niet-kritisch( NC).In het eerste geval wordt de signalering van het falen van dit deel van de apparatuur verschaft, de hoofdlijn moet worden aangevuld met een back-uplijn( met afzonderlijke voeding met elektrische stroom en automatisch inschakelen door het commando van de controller).In niet-kritische kabelverwarmingssystemen worden de temperatuurvereisten verlaagd, en wanneer de parameters verder gaan dan de beoogde nadelige gevolgen, zullen ze niet optreden.

Thermische isolatie is vereist. Voor systemen is vloerverwarming een substraat onder het verwarmingselement met de verwachting dat de energie uitsluitend naar boven gaat. Dergelijke maatregelen minimaliseren de kosten van elektriciteit, bovendien - verander de bedrijfsomstandigheden van dragende structuren. Aldus wordt de dikte van de warmte-isolatielaag gekozen volgens de bestaande omstandigheden. In een typisch paneelgebouw zal de verwarming van het lagere plafond aan de zijkant van het appartement bijvoorbeeld afnemen wanneer het vloerverwarmingssysteem hiermee is uitgerust. Dit betekent dat de plaat vanaf het einde in de winter zal bevriezen, wat kan leiden tot een aanzienlijke vermindering van de levensduur van de bouwconstructie.

Laten we een eenvoudig feit noemen: in verband met de ideologie die in het land is ontwikkeld, zal deze vereiste alleen worden overwogen door eigenaars van privé-huizen. In economische termen blijken de kosten van verliezen die gaan naar de verwarming van het plafond, soms lager te zijn dan het prijsverschil tussen verschillende diktes. Het is mogelijk om in dit opzicht geld te besparen en de gemeenschappelijke zaak niet te schaden. Het verschil in prijs tussen Penofol A-05 en A-10 voor een kleine kamer is bijvoorbeeld een paar duizend roebel, vergelijkbaar met veel kWh aan energie. Daarom is het noodzakelijk om de verliezen te berekenen door middel van een isolatielaag - ontdek speciale computerprogramma's - en vergelijk de kosten over de gehele bedrijfsperiode.

Vanzelfsprekend: het resultaat hangt af van het vloerbedekkingsmateriaal( de verhouding van de weerstand ervan tegen warmteoverdracht tot die van Penofol).Vergelijk met de berekende( afhankelijk van het project van het huis) vloerverwarming van de atmosfeer van het appartement. Als de aantallen vergelijkbaar zijn, zijn ze niet te verschillend, en de economische haalbaarheid van het gebruik van een dunnere laag isolatie is bewezen, het is redelijker om deze optie te gebruiken bij het leggen van de verwarmingskabel.

In het geval van verwarmingsbuizen wordt bovenop de isolatie beschermd door een stijve, meestal metalen schaal. Vanuit de overlap van de kelder wordt de laag gescheiden door waterdicht maken om te voorkomen dat hij nat wordt. Vocht in de materialen blokkeert hun nuttige eigenschappen. Dit gebeurt met minerale wol. De thermische isolatielaag moet bestand zijn tegen mechanische belastingen. Voor dit doel is het mogelijk om het onder de kist of anderszins te leggen. Een geschikt geval zou een laminaatsubstraat zijn, dat een goede weerstand tegen mechanische belastingen en isolerende eigenschappen combineert.

Wat betreft brandgevaar, is de stroomsterkte van de kabel meestal laag, en hoge temperaturen mogen niet worden verwacht, zelfs niet bij breuk. Een ander ding is een kortsluiting. Voorzie in dit geval een stroomonderbreker in het schakelbord. Wat betreft de keuze uit de beschikbare variëteiten, wordt een zelfregulerende kabel veilig. Een polymeermatrix met grafiettoevoegingen verhoogt de weerstand bij toenemende temperatuur, wat op natuurlijke wijze de verwarming vermindert. In gebieden met meubilair wordt het verbruik van elektrische stroom bijvoorbeeld verminderd. Dit alles is niet vrijgesteld van de noodzaak om een ​​stroomonderbreker aan te schaffen en te installeren.

Soms wordt een verwarmingskabel in de dikte van de balk geplaatst. Dergelijke technologieën worden door aannemers gebruikt voor het drogen van beton. De invoeruiteinden worden dan afgesneden en de kabel blijft in de dikte van de plaat. Het moet worden begrepen dat de onderhoudbaarheid van het systeem in dit geval sterk wordt verminderd, en dat het moeilijk is om de afwezigheid van vocht te waarborgen en de constructie uit te rusten met de vereiste thermische isolatie.