اکثر کابل های گرمایش خروجی ثابتی را بدون توجه به نیاز لوله ارائه می دهند. ردیابی گرمای خودتنظیمی برعکس عمل میکند: در جایی که لوله سردترین است گرمای بیشتری تولید میکند و به طور خودکار در جایی که لوله از قبل گرم است عقب مینشیند. این تفاوت رفتاری واحد، بیشتر مزایای آن را نسبت به سایر فناوریهای گرمایش کمرنگ تعیین میکند - و بیشتر دلایلی که به نوع کابل غالب برای محافظت در برابر یخ زدگی صنعتی و تجاری تبدیل شده است.
یک خود تنظیم کننده کابل گرمایش حول یک هسته پلیمری رسانا ساخته شده است - یک ماتریس پلاستیکی بارگذاری شده با کربن خاص - که بین دو سیم باس مسی موازی تعبیه شده است. هنگامی که جریان الکتریکی بین آن سیم های باس از طریق هسته رسانا جریان می یابد، مقاومت در پلیمر باعث تولید گرما می شود. چیزی که این کابل را از یک عنصر مقاومتی استاندارد متمایز می کند این است که با تغییر دما برای آن پلیمر اتفاق می افتد.
در دماهای پایین، هسته پلیمری نسبتاً متراکم و در سطح مولکولی فشرده است. ذرات کربن در داخل آن فاصله نزدیکی دارند و تعداد زیادی مسیر رسانا را بین سیمهای اتوبوس تشکیل میدهند. مسیرهای بیشتر به معنای مقاومت کلی کمتر است، که به معنی جریان بیشتر جریان و تولید گرمای بیشتر است - دقیقاً پاسخ مورد نیاز در هنگام سرد بودن لوله.
همانطور که کابل لوله را گرم می کند و دمای هسته افزایش می یابد، پلیمر تحت انبساط میکروسکوپی قرار می گیرد. این انبساط شکاف هایی را در ماتریس ذرات کربن باز می کند و تعداد مسیرهای الکتریکی کامل را کاهش می دهد. مسیرهای کمتر به معنای مقاومت بیشتر است که به معنای جریان کمتر و خروجی حرارت کمتر است - به طور خودکار، بدون نیاز به سیگنال کنترل خارجی. این کابل در واقع از نظر حرارتی خودگسست شونده است.
این رفتار از نظر فنی به عنوان پاسخ ضریب دمایی مثبت (PTC) توصیف میشود: با افزایش دما، مقاومت افزایش مییابد. این اثر به طور مستقل در هر نقطه در طول کابل رخ می دهد، به این معنی که یک بخش سرد لوله در کنار یک بخش گرم گرمای بیشتری را بدون هیچ گونه میانگین یا اثر توزیع مجدد دریافت می کند. هر بخش از کابل به شرایط محلی خود به طور همزمان پاسخ می دهد.
تضاد با کابل وات ثابت، مزایای عملیاتی بتن فناوری خودتنظیمی را ایجاد می کند.
یک کابل وات ثابت خروجی برق یکسانی را در هر متر بدون توجه به دمای لوله ارائه می دهد. در سیستمی که برخی از بخشهای لوله در معرض شرایط سردتری نسبت به سایرین قرار دارند - گوشههای نزدیک نفوذ ساختمان، بخشهای نزدیک دیوار سرد، بدنه شیرها با تلفات حرارتی بالاتر - کابل نمیتواند بین آنها تمایز قائل شود. هر متر ورودی گرمای یکسانی را دریافت می کند، چه به آن نیاز داشته باشد یا نه. این یا به این معنی است که سردترین بخش ها کم عرضه می شوند (لوله ابتدا در آنجا یخ می زند) یا گرم ترین بخش ها بیش از حد عرضه می شود (اتلاف انرژی، آسیب احتمالی حرارتی به پوشش لوله).
کابل خود تنظیم هر دو مشکل را به طور خودکار حل می کند. نقاط سرد خروجی بالایی دریافت می کنند. نقاط گرم خروجی کمتری دریافت می کنند. نتیجه، دمای یکنواختتر لوله در طول کل مدار و مصرف کلی انرژی پایینتر است – زیرا برق تنها در جایی و زمانی که نیاز باشد، تحویل داده میشود.
| مشخصه | خود تنظیمی | وات ثابت |
|---|---|---|
| توان خروجی | متغیر - به دمای لوله محلی پاسخ می دهد | ثابت - خروجی یکسان در هر متر در طول کامل |
| بهره وری انرژی | بالا - با گرم شدن لوله، خروجی کاهش می یابد | کمتر - توان کامل به طور مداوم تحویل داده می شود |
| خطر گرمای بیش از حد | کم - با افزایش دما، خروجی خود محدود می شود | بالاتر - به کنترل دقیق ترموستات نیاز دارد |
| همپوشانی کابل در شیرها | ایمن - خود محدودیت برای جلوگیری از نقاط داغ | مجاز نیست - باعث فرسودگی در همپوشانی می شود |
| برش به طول در محل | بله | نوع موازی: دارد. نوع سریال: ندارد |
| حداکثر حفظ دما | معمولاً تا 150 درجه سانتیگراد (درجه های دمای متوسط) | تا 250 درجه سانتیگراد بسته به نوع |
| بهترین برنامه ها | حفاظت در برابر یخ زدگی، نگهداری دمای کم/متوسط | مدارهای طولانی، نگهداری فرآیند در دمای بالا |
توانایی کابل خود تنظیم برای برش به طول در محل یکی از مهم ترین ویژگی های عملی آن است. یک رول کابل را میتوان برش داد تا با طول دقیق هر مدار لوله مطابقت داشته باشد - از جمله محدودیتهایی برای حلقههای شیر، پلهای پشتیبانی لوله و اتصالات ابزار - بدون طراحی مجدد مدار. این طول مدارهای از پیش برششده و از پیش محاسبهشده را که کابلهای وات ثابت با مقاومت سری نیاز دارند حذف میکند و نصب را به طور قابلتوجهی بر روی آرایش لولههای پیچیده ساده میکند.
توانایی همپوشانی ایمن در سوپاپ ها و فلنج ها - در جایی که کابل باید برای ارائه گرمای اضافی روی خود حلقه شود - محدودیت نصب قابل توجهی را برطرف می کند. با سایر انواع کابل، همپوشانی یک نقطه داغ ایجاد می کند که در طول زمان کابل را در آن مکان می سوزاند. پاسخ PTC کابل خود تنظیم از گرم شدن بیش از حد نقطه همپوشانی جلوگیری می کند، زیرا افزایش دمای محلی خروجی خود را به طور خودکار کاهش می دهد.
انعطاف پذیری یکی دیگر از مزیت های عملی است. کابلهای خودتنظیمی معمولاً انعطافپذیرتر از کابلهای عایقشده با مواد معدنی هستند و به آنها اجازه میدهد تا با پروفیلهای لوله نامنظم، بدنههای پیچیده دریچهها و دستههای ابزار دقیق بدون نیاز به ابزار خمشی خاص یا خطر آسیب به ژاکت در حین نصب مطابقت داشته باشند.
کابل خود تنظیم به طور کلی بهترین انتخاب برای هر کاربرد لوله کشی نیست. درک محدودیت های آن تعیین می کند که چه زمانی یک جایگزین مناسب است.
محدودیت اولیه حداکثر دمای نگهداری است. کابل های استاندارد خودتنظیمی برای حفظ دما تا حدود 65 تا 80 درجه سانتیگراد درجه بندی شده اند و درجه حرارت متوسط به 120 تا 150 درجه سانتیگراد می رسد. برای لولهکشی فرآیندی که نیاز به حفظ دمای بالاتر از این دارد - خطوط گوگرد، سیستمهای نفت سوخت سنگین، فرآیندهای شیمیایی با دمای بالا - کابل موازی با وات ثابت یا کابل عایق معدنی باید مشخص شود.
کابل خودتنظیمی همچنین هنگام راه اندازی در شرایط سرد جریان هجومی بیشتری می کشد، زیرا هسته پلیمری سرد مقاومت کمی دارد و اجازه می دهد حداکثر جریان قبل از گرم شدن جریان یابد. این هجوم - که می تواند چندین برابر جریان عملیاتی حالت پایدار باشد - باید در اندازه قطع کننده مدار و صفحه توزیع در نظر گرفته شود. عدم اجازه جریان هجومی یکی از دلایل رایج خاموش شدن مزاحم در سیستمهای گرمایش ردیابی خودتنظیمی است.
در نهایت، اصطلاح "خود تنظیم" می تواند مهندسان را به سمت حذف کنترل ترموستاتیک گمراه کند. کابل حداکثر دمای خود را محدود می کند، اما وقتی شرایط محیطی گرم می شود، نمی تواند خود را خاموش کند. بدون ترموستات، کابل حتی زمانی که لوله دیگر نیازی به گرما ندارد، به مصرف انرژی ادامه میدهد - انرژی را بیرویه مصرف میکند. ترموستات برای عملکرد کم مصرف هر سیستم خودتنظیمی ضروری است. برای مناطق خطرناک، این کنترل باید از یک کابینت کنترل ردیابی حرارتی تایید شده برای مکان های خطرناک باشد.
کابلهای خودتنظیمی در چندین درجههای توان خروجی موجود هستند - که بر حسب وات بر متر (W/m) در دمای مرجع، معمولاً 10 درجه سانتیگراد بیان میشوند - و طبقهبندی دما. انتخاب به سه عامل اصلی بستگی دارد: دمای نگهداری مورد نیاز، حداقل دمای محیطی که مدار تجربه خواهد کرد و مشخصات عایق لوله.
درجات خروجی پایین تر (معمولاً 8 تا 15 وات بر متر) برای محافظت استاندارد در برابر یخ زدگی در لوله های سرویس آب و خطوط فرآیند سبک با عایق خوب کافی است. نمرات با خروجی بالاتر (20 تا 40 وات بر متر یا بالاتر) برای لولههای با قطر بزرگتر، مسیرهای با عایق ضعیف، لولهها در مکانهای بهویژه سرد یا در معرض باد، یا کاربردهایی با شرایط دمایی بالاتر مورد نیاز است.
انتخاب مواد ژاکت در محیط های شیمیایی تهاجمی یا در فضای باز اهمیت دارد. ژاکت های بیرونی پلی اولفین استاندارد برای اکثر کاربردها مناسب است. روکشهای فلوروپلیمری مشخص میشوند که کابل در مدت طولانی در معرض مواد شیمیایی خورنده، حلالهای تهاجمی یا اشعه ماوراء بنفش قرار گیرد.
بخاریهای ردیابی خودتنظیم دمای پایین در محدوده محصولات، کاربردهای استاندارد حفاظت در برابر یخ زدگی و نگهداری دما را تا دمای نگهداری متوسط پوشش میدهند. برای شرایط سختتر، بخاریهای با دمای بالا کارایی خود را به برنامههایی گسترش میدهند که در آن دماهای حفظ بالا یا دمای نوردهی بالاتر مورد نیاز است. در جایی که فناوری خودتنظیمی نیازهای کاربردی را برآورده نمی کند، کابل های گرمایش برق ثابت انعطاف پذیر جایگزینی با خروجی ثابت در طول مدار کامل ارائه می دهند.
برای یک سیستم کامل، کیتهای نصب و لوازم جانبی - مهر و موم انتهایی، جعبههای اتصال برق، کیت سه راهی، و نوار ثابت - اطمینان حاصل کنید که مدار به درستی خاتمه یافته و از روز اول محافظت میشود.
