Как работает греющий кабель?
Саморегулирующийся кабель имеет в основе полимерную матрицу, способную менять сопротивление в зависимости от окружающей температуры. Выше температура – меньше линейная мощность кабеля. Таким образом саморегулирующийся кабель контролирует тепловыделение на любом участке длины. Бытовой саморегулирующийся кабель – низкотемпературный, максимальная рабочая температура (при +10°С) это 65°С, то есть при +10°С включенный в сеть греющий кабель способен нагреться до 65°С. Максимальная температура воздействия (та температура внешней среды, при которой кабель сохраняет свои свойства) – 85°С, это имеет значение при обогреве кровли, где в летнее время кровля может разогреваться от солнечных лучей.
Кабель, включенный в сеть стремится к разогреву до 65°С, при положительной температуре он снижает мощность и сокращает энергопотребление. Но подключенный кабель работает, хоть и минимально постоянно. Просто при положительных температурах мощность тепловыделение незначительно. Поэтому любую систему обогрева экономичней подключать через простейшее устройство типа СМП10, которое будет полностью отключать обогрев при +5°С например. Но удобство греющего кабеля заключается в том, что он исключает локальный перегрев, сам регулирует свою температуру в рамках заданного диапазона (что гораздо экономичней, чем при использовании, например, резистивного кабеля).
Таким образом – вручную его нужно отключать только в теплый период, в остальное время он может работать без вмешательства человека.
До какой температуры может нагреться саморегулирующийся кабель?
В данное время для обогрева технологических объектов (трубопроводов, резервуаров, бункеров) на промышленных предприятиях широко используются кабельные системы электрообогрева. В системах обогрева используются нагревательные кабели постоянного сопротивления и мощности (резистивные) и кабели переменного сопротивления (саморегулирующиеся) кабели.
В данной стать более детально рассмотрим саморегулирующиеся нагревательные кабели. Они являются наиболее быстроразвивающимися и популярными источниками тепловой энергии.
Корректная работа систем электрообогрева промышленных объектов в общей инфраструктуре предприятия очень важна. От правильной и бесперебойной работы обогрева зависит функционирование всего предприятия в целом.
Задачи, которые возможно решить с помощью электрообогрева очень разнообразы. Наиболее часто встречающиеся: защита от замерзания продукта, поддержание технологической температуры с целью уменьшения вязкости вещества, препятствования кристаллизации, повышение температуры продукта за определенное время (разогрев).
Особенности конструкции саморегулирующихся греющих кабелей
Важнейшим шагом в развитии систем электрообогрева стало изобретение и запуск в производство нагревательных кабелей на основании эффекта саморегуляции. Это изобретение было сделано в ходе изучения свойств проводящих угленаполненных пластмасс.
Саморегулирующиеся кабели наиболее часто изготавливаются овальной формы и имеют стандартную конструкцию: две токопроводящие жилы, покрытые слоем полупроводящего, наполненного углеродом полимера , так называемой матрицей. Сверху матрица покрывается электрической изоляцией, экранирующей оплеткой и защитной оболочкой.
Полупроводящую матрицу можно изобразить в виде очень большого числа сопротивлений, которые подключены к параллельно проводящим жилам. При подаче напряжения на токопроводящие жилы в полупроводящей матрице возникает ток, вызывающий выделение тепла. За счет выделения тепла материал матрицы расширяется и контактные связи между отдельными частицами углерода нарушаются. Сопротивление матрицы растет и ток уменьшается. Через некоторое время ток и температура стабилизируются. Сопротивление матрицы, приведенное к одному метру кабеля, обычно составляет несколько сот Ом.
До какой температуры может нагреться саморегулирующийся нагревательный кабель?
Саморегулирующийся нагревательный кабель разделяют на три группы:
Низкотемпературные нагревательные кабели
Среднетемпературные нагревательные кабели
Высокотемпературные нагревательные кабели
Температура, до которой может нагреться кабель во включенном состоянии
+65°С
+80°С
+120°С
Температура, которую выдерживает кабель в выключенном состоянии
+80°С
+100°С
+210°С
Марка кабеля
Температура греющего кабеля
Температура кабеля зависит от его температурного класса. Саморегулирующийся греющий кабель производится следующими температурными классами: Т3-Т6.
Греющие кабеля класса Т3-Т4 применяются в основном в нефтяной промышленности, для обогрева трубопроводов, обрабатываемых паром. Также нагревательные кабеля данных классов нашли своё применение при решении задач обогрева резервуаров для хранения нефтепродуктов. Такие кабеля имеют рабочую температуру нагрева до 150°С и выдерживают внешнее воздействие температурой до 260°С в выключенном состоянии.
Нагревательные кабеля температурного класса Т4-Т5 используются как в нефтяной промышленности, так и для обогрева открытых площадок. Температура нагрева у таких греющих кабелей до 110°С, а максимально допустимая температура, которую может выдержать их внешняя оболочка, до 135°С.
В быту применяются саморегулирующийся кабель, в основном, температурного класса Т6. Максимальная рабочая температура у таких кабелей до 65°С, а максимальная температура внешнего воздействия не выше 85°С (они теряют свои свойства саморегулирования при длительном, более 1000 часов, превышении температурного порога).
Свой максимальный нагрев 65°С саморегулирующийся греющий кабель достигают под утеплителем и если вода в трубе на момент измерения температуры уже давно стоячая, т.е. в тех условиях, когда теплопотери меньше его теплоотдачи. При комнатной температуре, без ветра и утеплителя средняя температура нагрева держится в пределах 38°-50°С , в зависимости от мощности греющего саморегулируемого кабеля.
Саморегулирующиеся кабеля хорошо показали себя в быту. На данный момент в многоквартирных и частных домах сейчас используются пластиковые трубы, а кабель, соответствующий по характеристикам классу Т6, не способен повредить стенки ПНД и ПВХ водопровода и канализации в доме, благодаря своим свойствам саморегуляции. Нагревательный кабель безопасен независимо от того, где он монтируется, будь то снаружи или внутри трубы, но для каждого типа обогрева подбирается свой тип саморегулирующегося кабеля.
До какой температуры нагревается саморегулирующийся греющий кабель
У меня есть хромированные п-образные прямоугольные трубы, которые я могу установить на стену санузла. По сути получается что-то типа лесенки, но каждая ступень отдельно выходит из стены. Внутри основания каждой ступени (справа) есть вывод провода 3×2.5 220В из стены. Трубы внутри полые.
Вид представлен на картинке.
Не могу выбрать кабель. Резистивный не хочу, так как к нему нужен терморегулятор, а его негде разместить. А вопрос по саморегулирующимся возник потому, что я не понимаю при какой температуре такой кабель начнет греться. Если при отрицательной, то мне не подходит, так как в санузле всегда примерно 22-24+ градусов. Нужно чтобы при такой температуре кабель грелся и разогревался до 50 примерно градусов. Во всяком случае такую температуру хочется иметь на поверхности труб, но можно, наверное и больше.
Подскажите, какой саморегулирующийся кабель можно использовать для создания электрического полотенцесушителя?
Надеюсь, что вы сможете мне помочь.
Не возражаю если вы опубликуете мой вопрос у себя на сайте в разделе ответы на вопросы.
Здравствуйте. Спасибо за интересный вопрос. Действительно многие задаются этим вопросами: первый — с какой температуры начинает греться саморегулирующийся кабель? и второй — до какой температуры нагревается саморегулирующийся греющий кабель.
1. Нет такой температуры, при которой саморегулирующийся кабель сам включался бы и выключался. Саморегулирующийся кабель работает всегда. Даже если мы его включим(подадим питание) при 40 С, он будет работать. Но потреблять будет значительно меньше за счет того, что и теплоотдача от него (забор тепла с его поверхности) небольшая.
Если вы где то прочитали что саморегулирующийся кабель сам включается и выключается- это не так. Он изменяет свою потребляемую мощность в зависимости от окружающей среды, и не перегревается выше температуры своей температурной серии.
Еще раз: Саморегулирующийся кабель работает всегда. И при отрицательных температурах и при +20 и при +40. А вот потреблять он будет по разному. Чем холоднее окружающая среда, тем сильнее он остывает, тем больше потребляет для поддержания своей внутренней температуры. Саморегулирующийся кабель стремится поддерживать свою внутреннюю температуру 65С. Если это бытовой саморегулирующийся кабель низкой температурной серии — до 65 С (T6).
То есть саморегулирующийся кабель всегда стремиться своей «начинкой»,(основой, саморегулирующейся матрицей) к 65С(для кабелей низкой температурной серии). Но чем ближе температура самой матрицы к 65, тем меньше в ней остается активных молекулярных соединений, и тем меньше потребляет саморегулирующийся кабель. При идеальных условиях-если от кабеля совсем не уходит тепла, то потребление должно стремиться к нулю.
2. Таким образом кабель низкой температурной серии(почти все саморегулирующиеся нагревательные термокабели, применяемые в быту) стремится своей температурой к 65 С, Но какой реально будет температура его поверхности — это зависит также и от условий окружающей среды, то есть быстро ли он охлаждается. Например, если кабель обернуть утеплителем-он будет горячим, и потребление снизится, если оставим на открытом воздухе в холодном помещении-поверхность будет менее горячая за счет того что тепло от кабеля уходит, и потребление возрастет. А если мы этот же отрезок поместим в ледяную воду — в ней поверхность уже не сможет оставаться такой же горячей, но и потребление тоже возрастет. Причем это все можно наблюдать на одном отрезке греющего кабеля, разные участки которого находятся в разных условиях.
Таким образом нет точного показателя какой температуры будет саморегулирующийся кабель, стремится к 65, но никогда ее не достигает. В вашем случае он нагреется скорее всего до 50-60 С внутри трубки. А какой температуры будет трубка это уже зависит от того как сильно и быстро она будет остывать, под мокрым полотенцем например. И от теплопроводности материала тоже. И от мощности кабеля — чем мощнее, тем легче ему компенсировать теплопотери.
Соответственно для подобных задач (для создания электрического полотенцесушителя) наиболее целесообразным считаем применять кабель низкой температурной серии, но по мощнее:
Саморегулирующийся греющий кабель 40 ватт 40GSR2-CR до 65 С