ساختار کابل حرارتی گرمایش از کف (کابل هیت تریس توان ثابت)

کابل حرارتی گرمایش از کف چیست و چگونه کار می کند ؟ لایه های مختلف کابل هیت تریس توان ثابت چه هستند و چه کاربردی دارند؟  عمده استفاده از کابل حرارتی توان ثابت چیست؟

با ما همراه باشید. در این مطلب به جواب سوالات خود خواهید رسید.

مبین صنعت راستین، طراح، تامین کننده و مجری کلیه پروژه های هیت تریس (EPC)

1- کابل هیت تریس گرمایش از کف (کابل هیت تریس توان ثابت)

در مطلب قبل در راستای آموزش سیستم هیت تریسینگ، ساختار کابل حرارتی خودتنظیم را مورد بررسی قرار دادیم. در مطلب پیش رو، ساختار کابل حرارتی توان ثابت wattage constant به شکل کامل مورد بررسی قرار خواهد گرفت. امیدواریم که مطلب زیر، مورد توجه شما مخاطبان عزیز و علاقمندان به سیستم هیت تریسینگ قرار گیرد.

“تیم مهندسی شرکت مبین صنعت راستین”

1-1- کابل هیت تریس توان ثابت به چه معناست ؟ – نامگذاری (1)

همانطور که از نامگذاری این کابل هیت تریسینگ مشخص است ، این کابل در تمامی دماها، توان مشخص و ثابتی را تولید می نماید. به عبارت ساده تر. در صورتی که کابل هیت تریس گرمایش از کف ما در دمای -10 درجه فعال شود. دقیقا همان توان نامی که بر روی کابل درج شده است را تولید می کند. این توان همان توانی است که کابل در طی گرم شدن  و در طول انجام کار در دماهای مختلف به ان خواهد رسید.

2-1- چرا به کابل حرارتی توان ثابت، کابل هیت تریس گرمایش از کف می گویند ؟  – نامگذاری (2)

همانطور که در نوشته های پیشین گفته شد. کابل هیت تریسینگ خود تنظیم یا self regulate بیشتر در محیط های صنعتی کاربرد داشته و به علت ساختار تخت خود، قابلیت قرارگیری در کف یک محیط به صورت سینوسی و مارپیچ را ندارد. این دقیقا در نقطه مقابل با کابل های گرمایشی توان ثابت بوده که به علت ساختار گرد خود و همینطور ضد آب یا واتر پروف water proof بودن (در بیشتر موارد) برای کاربردهای مسکونی و دفن در زیر بتن تعبیه شده اند.

پس همانطور که دیدیم به علت آن که استفاده از این کابل بیشتر در محیط های مسکونی و گرمایش از کف (دفن در بتن) رایج است، بعضا به این کابل های، کابل های حرارتی گرمایش از کف نیز می گویند. ( شایان ذکر است استفاده از کابل های توان ثابت فقط در محیط مسکونی نبوده و در بخش های صنعتی ای نظیر گرمایش مخازن و تانک های صنعتی که نیاز به کاتینگ (قطع کردن کابل) کم بوده و می توان از کابل هایی پیوسته استفاده کرد نیز، کاربرد وسیعی دارند.)

* نکته : کابل حرارتی توان ثابت در تمام نمودار توان – دما خود به طور پیوسته یک توان ثابت را تولید می کند ( مصرف انرژی بیشتر در مقایسه با کابل هیت تریسینگ خودتنظیم self regulating )

2- ساختار کابل حرارتی گرمایش از کف Constant wattage

در بخش ذیل تلاش خواهیم کرد که ساختار کابل هیت تریس توان ثابت را به آسان ترین شکل ممکن به شما عزیزان نشان دهیم. در مرحله اول بهتر است، لایه های کابل حرارتی توان ثابت را به تفکیک بهتر بشناسیم :

  • دو رشته هادی Conductors
  • عایق هر رشته Insulation
  • ژاکت داخلی یا بدینگ (عایق) Inner shealth or Bedding
  • المنت نیکل کروم (360 درجه) Nichrome Wire
  • عایق (حدفاصل شیلد و المنت نیکل کروم) Insulation
  • شیلد یا برید Shield or Braid
  • ژاکت بیرونی کابل حرارتی هیت تریس Outer shealth or Jacket

ساختار کابل هیت تریس نام برده شده در بالا تقریبا مشابه لایه های کابل های قدرت است که پیش تر در مطلبی با همین عنوان در سایت به آن ها پرداختیم. (برای دریافت اطلاعات بیشتر در زمینه لایه های کابل ها از مطلب ساختار کابل های قدرت دیدن فرمایید)

ساختار کابل حرارتی گرمایش از کف 2
کابل حرارتی گرمایش از کف - کابل devi دانفوس

در تصویر بالا، بخشی از کاتالوگ کابل هیت تریس (نوعی المنت حرارتی گرمایشی) شرکت DEVI آورده شده است. شرکت devi از زیرمجموعه های شرکت بزرگ دانفوس Danfoss دانمارک می باشد. شایان ذکر است که شرکت دانفوس از بزرگترین شرکت های حال حاضر دنیا در زمینه تجهیزات و تاسیسات حرارتی است.

3- نحوه عملکرد کابل هیت تریسینگ توان ثابت Constant wattage

حال که در بخش قبل با ساختار کابل هیت تریس توان ثابت (کابل گرمایشی توان ثابت) بیشتر آشنا شدیم. در این بخش نحوه کار آن را مورد بررسی قرار می دهیم :

کابل هیت تریس توان ثابت از دو رشته هادی تشکیل شده است. برخلاف کابل خود تنظیم یا توان متغیر، دو رشته این کابل در انتها به هم متصل می باشند. (در واقع یک رشته هستند و دو سر کابل از نظر الکتریکی کاملا به هم متصل است) به عبارتی ساده تر می توان گفت که کابل حرارتی توان ثابت ( که بعضا به ان کابل حرارتی گرمایش از کف نیز می گویند ) در حقیقت یک المنت الکتریکی دارای روکش عایقی می باشد.

1-3- کابل حرارتی چطور گرم می شود ؟ – گرم شدن المنت حرارتی

بخش اصلی تشکیل دهنده کابل گرمایشی هیت تریس همانطور که پیش تر گفته شد، یک المنت حرارتی می باشد. با اتصال دو سر این المنت حرارتی به جریان برق (240 ولت یا 400 ولت) المنت حرارتی هیت تریس گرم شده و این گرما را به بیرون از خود متنقل می نماید. به عبارت علمی تر :

کابل هیت تریس یک مصرف کننده برق می باشد. که توان مصرفی خود را به شکل انرژی آزاد می نماید. پس طبق قانون توان ( P=VI یا P=RI^2) می توان گفت توان مصرفی یک مصرف کننده به ولتاژ و جریان عبوری ( و یا مقاومت آن ) بستگی دارد. حال که این مصرف کننده یک المنت است، خروجی توان به شکل انرژی گرمایی از آن آزاد خواهد شد.

لایه نیمه هادی در کابل هیت تریس خود تنظیم self regulating

2-3- چرا کابل حرارتی هیت تریس و یا به عبارتی کابل حرارتی گرمایش از کف دارای توانی ثابت است ؟

المنت حرارتی هیت تریس در کابل توان ثابت Constant wattage cable دارای ساختار مقاومتی خطی می باشد. در نتیجه گرمایش تولید شده در واحد متر از این کابل در کلیه دماها ثابت است ( بر خلاف کابل توان متغیر یا کابل هیت تریس خود تنظیم که در دماهای منفی توان بالاتر و در دماهای بالا توان کمتری را ایجاد می نماید )

به عنوان مثال زمانی که گفته می شود کابل devi شرکت دانفوس از نوع DTCE-30 توان ثابت است. یعنی این کابل چه در زمان راه اندازی اولیه در دمایی مانند منفی 10 درجه دارای توان 30 متر در هر متر می باشد. و این توان دقیقا با توان تولید شده در این کابل در دماهای بیشتر تا 60 درجه یکسان است ( 30 وات بر متر – 30w/m ) – یا مثلا کابل DEVIflex 10T در هر متر توانی برابر 10 وات را تولید می کند. ( در هر دمایی )

کابل هیت تریسینگ توان ثابت DEVI - هیت تریس مخزن آمونیاک

3-3- توان کل در کابل گرمایشی توان ثابت

کابل های خودتنظیم یآ SELF REGULATION معمولا در لوله ها یا پایپینگ در محیط های صنعتی / مسکونی استفاده می شوند و به همین دلیل توان هدر رفت یا اصطلاحا Heat loss محاسبه شده در این موارد معمولا در واحد طول ( در هر متر از لوله ) محاسبه می گردد.

اما برخلاف آنچه که گفته شد. استفاده از کابل های توان ثابت معمولا جهت گرمایش از کف در رمپ پارگینگ ها در زمستان، جلوگیری از یخ زدگی تراس ، راه پله ، سردخانه ها و سالن های انجماد، گاتر پشت بام، سقف سوله ها و همینطور مخازن، تانک ها و … می باشد. ( استفاده از آن ها در لوله ها و پایپنگ مشکل خاصی ندارد اما به علت برخی مسائبل بیشتر در موارد یاد شده از آن ها بهره برداری می شود. )

از این رو هیت لاس heat loss محاسبه شده در این موارد به صورت توان هدر رفت کل می باشد. به عنوان مثال محاسبات هیت تریسینگ نشان می دهد برای جلوگیری از هدر رفت گرمایی یک مخزن اسید با ضخامت عایقی 50 میلی متر پشم سنگ، به گرمایی معادل 5000 وات یا (5 کیلووات) نیاز داریم. به همین دلیل معمولا بر روی کابل های توان ثابت توان کلی که کابل قادر به تولید آن است، نوشته می شود ( نه توان بر واحد متر).

به عنوان مثال بر روی کابل حرارتی توان ثابت devi  سری DTCE-30 عدد 300 وات نوشته شده است. ( طول کابل 10 متر و توان هر متر از آن 30 وات می باشد.)

>> البته این موضوع علت دیگری هم دارد : کابل توان ثابت غیر قابل برش است !

کابل گرمایشی هیت تریسینگ توان ثابت - کابل حرارتی سقف سوله و پشت بام
کابل حرارتی گرمایش از کف - کابل هیت تریسینگ سالن انجماد و سردخانه

4-3- کابل گرمایش از کف یا کابل توان ثابت قابل قطع کردن یا برش نیستند!

همانطور که در پاراگراف های قبل تر گفته شد،  کابل حرارتی توان ثابت به نوعی یک المنت می باشد. حال در نظر بگیرید در صورتی که مقاومت این المنت R باشد و بخواهیم بخشی از این مدار را ببریم! با توجه به قانون ساده اهم (V=RI) با ثابت ماندن ولتاژ و کاهش مقاومت جریان افزایش خواهد یافت.

درنتیجه می توان گفت قطع کردن این کابل مساوی با افزایش جریان کشی است که کابل برای آن ساخته شده بود. این موضوع موجب داغ شدن بیش از حد و سختن کابل می گردد.

این همان علت دومی است که مقدار توان در هر متر روی کابل هیت تریس توان ثابت نوشته نمی شود. زیرا وقتی کابلی قابل برش نباشد. توان هر متر اهمیت کمتری نسبت به توان کل پیدا خواهد کرد.

(شایان ذکر است کابل حرارتی توان متغیر یا خود تنظیم برخلاف کابل توان ثابت هیچ گونه محدودیتی در کاتینگ یا برش نداشته و تنها محدودیت آن در میزان طول قابل استفاده از آن در هر مدار است.)

نکات مهم در خصوص کابل هیت تریس توان ثابت

*نکته 1 : در گذشته و قبل از تولید کابل های خود تنظیم دسته ای از کابل ها به بازار آمدند که با اینکه دارای توان ثابتی بودن در فواصل مشخص ( مثلا هر یک متر ) قابل برش بودند. اما در حال حاضر تنها برخی از شرکت های خاص از این نوع کابل ها تولید کرده و در سطح وسیع کاربرد چندانی ندارند.

*نکته 2 : قیمت کابل حرارتی گرمایش از کف (یا کابل حرارتی توان ثابت) به نسبت کابل های خودتنظیم ارزان تر است.

*نکته 3 : کابل های هیت تریسینگ توان ثابت در طول های کم به شکل تکفاز ( فاز و نول ) و در متراژ های بالاتر به شکل دوفاز (دو سر المنت به دو فاز مختلف وصل می گردد) بهره برداری می شوند.

*نکته 3 : هر شرکت برای کابل های حرارتی خود استاندارد مشخصی در طول دارد. به عنوان مثال کابل هیت تریسینگ شرکت devi ( زیر مجموعه دانفوس دانمارک) در سری DTCE-30 و در ولتاژ 400 ولت ( دو فاز ) طول های 215 متر (6470 وات کل) 190 متر (5770 وات کل) 170 متر (4955 وات کل) و … را تولید و عرضه کرده است.

4- اطلاعات تکمیلی در مورد کابل گرمایشی توان ثابت Power constant heating cable

حال که عملکرد کابل گرمایشی توان ثابت را مورد بررسی قراردادیم. به طور خلاصه، به برخی از ویژگی ها این کابل نیز اشاره خواهیم کرد. برای فهم بهتر مطالب، یک بخش از دیتاشیت کابل هیت تریسینگ DEVI در زیر آمده است (DEVI یکی از برترین تولید کنندگان کابل های حرارتی در اروپا و از زیر مجموعه های شرکت بزرگ دانفوس دانمارک Danfoss می باشد.)

اطلاعات مفید در مورد کابل هیت تریس خود تنظیم self regulating

1-4- مشخصه اول : المنت 360 درجه نیکل کروم و کابل قدرت در کابل هیت تریس توان ثابت

همانطور که اشاره شد ساختار کابل هیت تریس توان ثابت از یک بخش نیکل کروم تشکیل شده است. بخش یاد شده در ساختار روتین کابل ها که پیش تر به ان پرداختیم وجود ندارد!

اما علت استفاده از این بخش در کابل حرارتی گرمایش از کف / توان ثابت چیست ؟ جواب ساده است! توزیع یکنواخت گرما.

این لایه 360 درجه که به طور یکنواخت دور هادی و در عایق کابل قرار دارد، گرمای ایجاد شده توسط المنت داخلی را به طور یکنواخت در کل سطح کابل توزیع می نماید.

بخش دوم مشخص شده در تصویر مربوط به کابل قدرت متصل به کابل هیت تریسینگ ما می باشد که به صورت خاص در “مشخصه هفتم” به توضیح آن می پردازیم.

کابل حرارتی گرمایش از کف توان ثابت - ذوب برف و یخ با کابل حرارتی

2-4- مشخصه دوم: توان خروجی یک کابل حرارتی توان ثابت

توان درج شده بر روی کابل گرمایشی توان ثابت، در واقع توان خروجی کابل هیت تریس در تمامی دماهای مجاز می باشد. به عنوان مثال در کابل دانفوس / دوی Danfoss (Devi) توان ثابت سری DTCE-30 توان خروجی در دماهای -10 ( منفی 10 درجه) ، 0 درجه ، 10 درجه و حتی 60 درجه همگی باهم برابر و مساوی با 30 وات در هر متر از کابل می باشد.  (30w/m)

این موضوع برخلاف کابل گرمایشی خودتنظیم بوده که نمودار توان آن با افزایش دما به صورت کاهشی است. (برای دریافت اطلاعات بیتشر در زمینه کابل هیت تریس خودتنظیم یا self regulate از مطلب کابل گرمایشی خودتنظیم دیدن فرمایید.)

*نکته : دمای نگهداری یا maintenance temperature بسته به هر پروسه و بنا به نیاز کارفرما انتخاب و در محاسبات سیستم هیت تریسینگ لحاظ می شود.

کابل هیت تریس توان ثابت - گرمایش از کف سقف سوله و بام

3-4- سایر ویژگی های شاخص در کابل های هیت تریس توان ثابت

حال به طور کلی به سایر مشخصات اصلی کابل های هیت تریس با توان ثابت / گرمایش از کف می پردازیم :

مشخصه سوم :

حداکثر دمای قابل دسترسی در یک کابل هیت تریس توان ثابت (یا کابل حرارتی گرمایش از کف) در حالت برق دار با اصطلاح max temperature (powered) نشان داده می شود. همچنین در صورت عدم برق دار بودن عایق کابل از نظر گرمایی نمی تواند بیش از یک میزان گرما را از نظر حرارتی تحمل کند، این میزان را اصطلاحا با Max temperature (unpowered) یا Exposure Temperature در دیتاشیت کابل هیت تریسینگ نشان می دهد. ( این اعداد باید در محاسبات هیت تریسینگ ملاک قرار گیرد.)

مشخصه چهارم :

کابل توان ثابت به علت استفاده در گاتر و سایر سطوح که به طور مستقیم در معرض نور مستقیم افتاب است (در محیط های غیر دفنی) باید از نوع ضد اشعه UV باشد. (Anti UV or UV Protected)

مشخصه پنجم :

کابل های توان ثابت در زیر رمپ پارکنیگ ها، کف خانه ها، کف خیابان ها و …  دفن می شوند، در نتیجه باید در برابر آب ایمن باشند. ( اصطلاحا واتر پروف باشند Water Proof ) – IPX7 نشان دهنده آن است که کابل مذکور در صورتی که تا عمق 1 متر از آب باشد. هیچ گونه مشکلی برای آن ایجاد نخواهد شد.

مشخصه ششم :

 طول کابل توان ثابت مولفه دیگر مهم در هنگام انتخاب یک کابل حرارتی توان ثابت (کابل حرارتی گرمایش از کف) می باشد. توان کل کابل متناظر با طول کل ضرب در توان هر متر می باشد. (همانطور که گفته شد کابل هیت تریسینگ با توان ثابت قابل قطع شدن نمی باشد.)

مشخصه هفتم :

برای راحتی در اتصال معمولا سر کابل توان ثابت به یک کابل قدرت متصل است تا بتوان به وسیله آن و به راحتی کابل را به یک سیم برق وصل نمود ( این بخش دارای حرارت نمی باشد.) از کابل برق یاد شده به عنوان هادی سرد یا Cold lead  نام می برند که در عکس بالا سایز ۀن 2×1.5 میلی متر مربع و به طول 10 متر می باشد.

مشخصه هشتم :

رنگ کابل های توان ثابت براساس نوع آن متنوع است و لزوما نشان دهنده توان خاصی نمی باشد. به عنوان مثال کابل سری DEVIsnow 20T 400v که به اختصار به آن DTCE-20 می گویند به رنگ مشکی و کابل هیت گرمایشی توان ثابت DEVIflex 30T که به اختصار به آن DTIP-30 می گویند، به رنگ قرمز می باشد. (درحالی که هر دو 30 وات بر متر می باشند. 3Ow/m )

کابل حرارتی گرمایش از کف و کاب های حرارتی توان ثابت

برای دریافت اطلاعات بیشتر در زمینه سیستم های هیت تریسینگ ، از صفحه هیت تریس شرکت مبین صنعت راستین دیدن فرمایدد

5- قیمت کابل هیت تریس توان ثابت / قیمت کابل حرارتی گرمایش از کف

قیمت کابل هیت تریسینگ توان ثابت به عوامل مختلفی وابسته است. که پیش تر در مطلبی تحت عنوان قیمت کابل هیت های حرارتی به آن پرداختیم. اما به طور کلی می توان گفت که توان هر متر از کابل ،ویژگی های کابل و تولید کننده از مهم ترین عوامل تعیین کننده قیمت کابل گرمایشی توان ثابت هستند.

برای مشاهده سایر عوامل موثر در قیمت کابل هیت تریس توان ثابت heat tracing از صفحه قیمت کابل هیت تریسینگ دیدن فرمایید.

6- نمایندگی فروش کابل هیت تریس توان ثابت و خودتنظیم

همانطور که تمامی بخش های مهم کشور در این برهه درگیر تحریم های سخت می باشند. بخش هیت تریس و کابل های گرمایشی نیز از این امر مستثنی نیست. از این رو  بسیاری از شرکت های مطرح در زمینه کابل های هیت تریس ( کابل حرارتی گرمایش از کف / کابل خود تنظیم ) در دنیا، حاضر به اعطا نمایندگی رسمی فروش کابل های خود به ایران نیستند.

شرکت مبین صنعت راستین با استفاده از کانال های ارتباطی قدرتمند خود در منطقه خاورمیانه / اروپا تا کنون توانسته است، کابل حرارتی و سایر تجهیزات مورد نیاز برای پروژه های هیت تریسینگ خود را از بسیاری از نماینده های رسمی فروش شرکت های raychem ،Eltherm ، bartec ، thermon ، chromalox ، devi  ، quintex  ، nexans و … تامین نماید.

نگران تامین تجهیزات، نصب و اجرای سیستم هیت تریس نباشید! ما سیستم هیت تریسینگ تان را با بهترین قیمت نصب و سلامت آن  را تضمین خواهیم کرد! ( از 0 تا 100 پروژه در کنار شما خواهیم بود –  طراحی، تامین، نصب، تست و راه اندازی سیستم هیت تریس)

کابل هیت تریس توان ثابت جهت استفاده در دور مخازن و کابل حرارتی گرمایش از کف
کابل هیت تریسینگ توان ثابت جهت استفاده در دور مخازن گروه فاتح - پارس توسعه فاتح

7- خرابی و تعمیر کابل هیت تریس توان ثابت (خرابی کابل حرارتی گرمایش از کف)

برخلاف کابل های خود تنظیم هیت تریس ( کابل self regulation ) کابل های توان ثابت به علت عدم باز و بسته شدن معمولا کمتر دچار خرابی می شوند و بعضا در مواردی تا 20 سال وارانتی نصب دارند. خرابی های عمده می تواند براثر اسیب به بتن و یا امپر کشی زیاد از سیستم و نبود فیوز / بریکر  مناسب در سر راه جهت قطع کردن سیستم اتفاق بیفتد. در صورتی که اسیب ها به صورت نقطه ای اتفاق افتاده باشد. می توان به وسیله کیت های تعمیرات شرکت های سازنده کابل repair kits موارد ایجاد شده را حل نمود.

در صورتی که خطای ایجاد شده وسیع تر از حدود یاد شده باشد. احتمال رفع خطا و تعمیر کابل به کمترین میزان خود خواهد رسید. در نتیجه دقت در نصب سیستم هیت تریسنگو انتخاب تیم مناسب اجرای هیت تریس شاید بهترین راه برای جلوگیری از خطاهای جبران ناپذیر یاد شده باشد. (کابل حرارتی توان ثابت مانند کابل گرمایشی خودتنظیم قابل قطع شدن نمی باشد! )

برای دریافت اطلاعات بیشتر در زمینه نحوه نصب و مزایای سیستم کابل های حرارتی توان ثابت در گرمایش از کف منازل و ساختمان ها اداری، از صفحه کابل های حرارتی گرمایش از کف دیدن فرمایید.