کابل های گرمایشی خود تنظیم شده چگونه به طور خودکار قدرت را تنظیم می کنند؟

حفظ دمای مداوم و جلوگیری از آسیب یخ در لوله ها ، کشتی ها و سطوح یک چالش مهم در صنایع متعدد است. کابل های گرمایشی با ضعف ثابت سنتی یک راه حل را ارائه می دهند اما اغلب فاقد کارآیی هستند و در صورت عدم مدیریت دقیق ، می توانند خطرات بیش از حد گرمایش را ایجاد کنند. این جایی است که کابل های گرمایشی خود تنظیم کننده یک مزیت تکنولوژیکی قابل توجهی را ارائه می دهند. توانایی آنها در تنظیم خودکار خروجی گرمای آنها بدون کنترل خارجی یک ویژگی اصلی است که هم ایمنی و هم بهره وری انرژی را تضمین می کند.

مؤلفه اصلی: ماتریس پلیمر رسانا
تنظیم برق اتوماتیک کابلهای گرمایشی خود تنظیم کننده از طریق مدارهای دیجیتال یا سنسورهای پیچیده حاصل نمی شود. در عوض ، این یک ویژگی ذاتی عنصر گرمایش اولیه کابل است: یک هسته پلیمری رسانا مخصوص فرموله شده. این هسته به طور معمول بین دو سیم اتوبوس موازی ، که جریان الکتریکی را حمل می کنند ، اکسترود می شود.

این پلیمر یک ماده کامپوزیت است ، که اغلب بر اساس پلی الیفین ساخته شده است ، که با ذرات رسانا ریز و پراکنده ، که معمولاً سیاه کربن است ، بارگذاری می شود. در حالت اولیه خود ، این ماتریس برای مقاومت در برابر الکتریکی خاص طراحی شده است. هنگامی که یک پتانسیل الکتریکی در دو سیم اتوبوس اعمال می شود ، جریان از طریق این شبکه رسانا جریان می یابد و به دلیل مقاومت ذاتی مواد (گرمایش ژول) گرما ایجاد می کند.

اصل ضریب دمای مثبت (PTC)
هسته پلیمر اثر ضریب دمای مثبت (PTC) را نشان می دهد. این یک اصل اساسی علوم مواد است که در آن با افزایش دمای آن ، مقاومت الکتریکی یک ماده به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.

در اینجا روند گام به گام چگونگی این امر منجر به تنظیم خودکار می شود:

در دماهای پایین (استارتاپ): هنگامی که دمای محیط اطراف آن پایین است ، هسته پلیمر در حالت قراردادی قرار دارد. ذرات کربن موجود در هسته مسیرهای رسانا متراکم و مداوم را تشکیل می دهند. این یک شبکه با مقاومت کم بین سیم های اتوبوس ایجاد می کند و باعث می شود جریان درونش زیاد جریان یابد. در نتیجه ، کابل برای گرم کردن سریع لوله یا سطح ، خروجی قدرت بالایی ایجاد می کند.

با افزایش دما: گرمای تولید شده توسط کابل باعث می شود مواد پایه پلیمر گسترش یابد. این انبساط حرارتی از نظر جسمی مسیرهای رسانا را کشیده و مختل می کند. تعداد اتصالات بین ذرات کربن کاهش می یابد و مقاومت الکتریکی هسته را افزایش می دهد.

در دمای هدف (تعادل): با افزایش مقاومت ، جریان جریان بین سیم های اتوبوس به طور طبیعی کاهش می یابد. این کاهش جریان منجر به کاهش مربوط به تولید گرما می شود. این سیستم به یک تعادل حرارتی می رسد که در آن کابل فقط گرمای کافی برای جبران اتلاف گرما به محیط ایجاد می کند و دمای پایدار را بدون گرمای بیش از حد حفظ می کند.

پاسخ به خنک کننده: اگر دمای محیط دوباره کاهش یابد - به عنوان مثال ، به دلیل یک پیش نویس ناگهانی سرد یا افت دمای مایعات فرآیند - هسته پلیمر خنک و منقبض می شود. ذرات رسانا مسیرهای بیشتری را دوباره برقرار می کنند ، مقاومت کاهش می یابد و کابل به طور خودکار خروجی گرما خود را بدون هیچ گونه مداخله ای خارجی افزایش می دهد.

این حلقه بازخورد مداوم ، فوری و بومی است. از نظر مهم ، مقررات در هر نقطه در طول کابل رخ می دهد. بخشی که در معرض نسیم سرد قرار دارد ، گرمای بیشتری را به خود اختصاص می دهد ، در حالی که بخشی در یک مکان گرمتر یا در عایق دفن شده ، کمتر تولید می کند. این کنترل موضعی یک مزیت کلیدی است که کابل های با نیروی ثابت نمی توانند ارائه دهند.

اجزای سیستم و طراحی
در حالی که هسته پلیمر "مغز" عمل است ، یک سیستم کابل گرمایش کامل خود تنظیم کننده شامل سایر اجزای اساسی است:

سیم های اتوبوس: به طور معمول مس ، این سیم ها جریان کامل را دارند و به موازات هسته پلیمر اجرا می شوند.

عایق داخلی: لایه ای که از سیم های هسته و اتوبوس محافظت می کند.

بند/سپر فلزی: محافظت از مکانیکی و از نظر مهم ، یک مسیر زمینی برای ایمنی است.

ژاکت بیرونی: یک لایه سخت ، آب و هوا ، شیمیایی و مقاوم در برابر اشعه ماوراء بنفش که کل مونتاژ را در برابر آسیب های محیطی محافظت می کند.

مزایای مکانیسم خود تنظیم
تنظیم برق اتوماتیک ذاتی در کابل های گرمایشی خود تنظیم کننده چندین مزیت بتونی را ارائه می دهد:

بهره وری انرژی: انرژی فقط در جایی که و در هنگام گرمایش مورد نیاز است ، مصرف می شود و ضایعات انرژی مرتبط با گرمای بیش از حد را از بین می برد.

پیشگیری بیش از حد: کابل ذاتاً حداکثر دمای سطح خود را محدود می کند و استفاده از آن بر روی مواد حساس و کاهش خطر آتش سوزی ، حتی در مناطقی از همپوشانی ، ایمن است.

طراحی و کنترل ساده: نیاز به ترموستات های پیچیده یا پانل های کنترل اغلب کاهش می یابد یا از بین می رود و هزینه های نصب و نگهداری را کاهش می دهد. یک مدار واحد می تواند برای برنامه هایی با شرایط مختلف از بین رفتن گرما استفاده شود.

تنظیم برق اتوماتیک کابل های گرمایشی خود تنظیم کننده یک کاربرد ظریف از علم مواد است. اثر PTC در هسته پلیمر رسانا یک سیستم بازخورد ذاتی ، موضعی و بسیار پاسخگو ایجاد می کند. این تضمین می کند مدیریت حرارتی دقیق ، افزایش ایمنی و کارآیی عملیاتی ، کابل های گرمایشی خود تنظیم کننده یک راه حل قوی برای طیف گسترده ای از کاربردهای حفاظت از یخ و نگهداری دما است. $ $