ساختار کابل هیت تریس خود تنظیم Self regulating Cable

کابل هیت تریس خود تنظیم یا self regulating cable چیست و چگونه کار می کند ؟ لایه های مختلف کابل هیت تریسینگ خود تنظیم چه هستند و چه وظایفی را به عهده دارند ؟

با ما در این مطلب به جواب سوالات خود خواهید رسید

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

1- کابل هیت تریس خود تنظیم self regulating cable

پیش تر در مطلب تفاوت کابل هیت تریس توان ثابت و کابل هیت تریسینگ خود تنظیم به طور مختصر به ساختار کابل حرارتی خودتنظیم اشاره کردیم. در مطلب پیش رو ، ساختار کابل حرارتی خود تنظیم یا self regulate به طور جامع تر مورد بررسی قرار خواهد گرفت. امید است این مطلب سهمی شایسته در آشنایی شما عزیزان با سیستم های هیت تریسینگ داشته باشد.

“تیم مهندسی شرکت مبین صنعت راستین”

1-1- کابل حرارتی خود تنظیم به چه معناست ؟ – نامگذاری

همانطور که از نامگذاری این کابل حرارتی مشخص است ، این کابل در دماهای مختلف محیط ، توان خروجی و حرارتی متفاوتی را تولید می کند. به عبارتی ساده تر ، دردماهای پایین تر که به حداکثر توان جهت یخ زدایی و گرمایش نیازمندیم. این کابل با حداکثر توان خود وارد شده و به سرعت عمل یخ زدایی و گرمایش را انجام می دهد. در دماهای بالاتر که این نیاز کمتر می شود. کابل هیت تریس خود تنظیم گرمای کمتری را تولید می نماید.

2-1- آیا خود تنظیم بودن یک کابل حرارتی فایده ای دارد ؟  – مزیت

همانگونه که پیش تر به آن پرداختیم ، توان کمتر کابل هیت تریس خود تنظیم در دماهای پایین و توان کمتر در دماهای بالا یک مزیت است. اما چرا ؟ پاسخ ساده است. کاهش مصرف انرژی و در نتیجه هزینه پایین تر بهای برق مصرفی.

* 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 هیت تریس خود تنظیم self regulating

در این بخش تلاش خواهیم کرد که ساختار کابل هیت تریس خود تنظیم را به آسان ترین شکل به شما عزیزان نشان دهیم. در مرحله اول بهتر است، لایه های این کابل را به تفکیک بهتر بشناسیم :

  • دو رشته هادی Conductors
  • رشته نیمه هادی مشکی رنگ Semi-Conductor
  • ژاکت داخلی یا عایق کابل Inner shealth or Insulation
  • شیلد یا برید Shield or Braid
  • ژاکت بیرونی کابل هیت تریسینگ Outer shealth or Jacket

این لایه ها 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)

در روبه رو بخشی از کاتالوگ کابل هیت تریس خود تنظیم شرکت RAYCHEM آورده شده است. (Self regulating heat tracing cable – RAYCHEM)

ساختار کابل هیت تریسینگ خود تنظیم self regulating
کاتالوگ کابل هیت تریس توان متغیر RAYCHEM KTV CTV 1

3- نحوه عملکرد کابل هیت تریسینگ خود تنظیم self regulating

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

کابل هیت تریس توان متغیر یا خودتنظیم ، از دو رشته هادی تشکیل شده است. این دو رشته در تمام طول کابل کشیده شده اند، اما هیچ اتصالی به هم ندارند. ( تنها راه اتصال این دو رشته، نیمه هادی مشکی رنگی است که در تمام طول کابل، این دو رشته را احاطه کرده است.)  و اما، مهمترین کار را در کابل هیت تریس خودتنظیم کدام بخش انجام می دهد ؟

*نکته : از انجایی که این دو رشته هادی کابل حرارتی در هیچ نقطه ای به هم اتصال ندارد، کابل هیت تریس خودتنظیم در هر نقطه قابل برش می باشد. (برخلاف کابل هیت تریسینگ توان ثابت Constant wattage or Power constant)

1-3- لایه نیمه هادی، مهمترین بخش کابل هیت تریسینگ خود تنظیم self regulating

اتفاق اصلی در یک کابل هیت تریسینگ خودتنظیم در بخش نیمه هادی رخ می دهد. این لایه که در سرتا سر کابل heat trace ، دو رشته هادی لخت کابل را احاطه کرده است، تنها راه ارتباطی این دو رشته با یکدیگر می باشد. (جهت عبور جریان برق)

لایه نیمه هادی (معمولا مشکی رنگ) از ذرات میکروسکوپی تشکیل شده است. هرچه دمای محیط اطراف پایین تر باشد. این ذرات پیوستگی بیشتری به هم دارند و در نتیجه رفتار هدایتی بیشتری از خود بروز می دهند.

همانطور که در شکل رو به رو مشخص است. در هنگام پایین بودن دمای محیط اطراف. مسیرهای هدایتی زیادی از هادی 1 به هادی 2 به وسیله لایه نیمه هادی در کابل هیت تریس خود تنظیم self regulating ایجاد شده است.

لایه نیمه هادی در کابل هیت تریس خود تنظیم self regulating

2-3- اثر دمای پایین محیط در لایه نیمه هادی، کابل هیت تریس خودتنظیم self regulate

همانطور که در بخش قبل گفته شد. هرچقدر دمای محیط پایین باشد، اتصالات بین دو رشته هادی در طول مسیر کابل بیشتر و در نتیجه مقاومت کل کابل کمتر است.

حال با توجه به قانون اهم در الکتریسیته (V=RI) ، با ثابت ماندن ولتاژ ورودی (برق شهر یا DC) با کاهش مقاومت کل در یک مدار، جریان ان بالا می رود. درنتیجه توان کل نیز باتوجه به قانون توان (P=VI) افزایش خواهد یافت.

و این همان علتی است که در هنگام راه اندازی سیستم هیت تریسینگ که معمولا در دمای پایین اتفاق می افتد، حداکثر توان خروجی کابل هیت تریس خود تنظیم به تجهیزات انتقال داده می شود.

*نکته: ساختار کابل گرمایشی خود تنظیم به نحوی است، که افزایش توان خود را به صورت اتلاف حرارتی بروز می دهد. این کار موجب افزایش حرارت اطراف کابل حرارتی و در نتیجه افزایش دمای سطوح و تجهیزات مورد نظری است که کابل هیت تریس ان ها را احاطه کرده است.

با افزایش توان خروجی، به تدریج دمای کابل و دمای لایه نیمه هادی آن بالا خواهد رفت. این موضوع به روشنی در شکل های روبه رو نمایش داده شده است.

دمای پایین در کابل هیت تریس خود تنظیم self regulating
افزایش دما کابل هیت تریس خود تنظیم self regulating

3-3- اثر افزایش دمای کابل بر کابل هیت تریس خود تنظیم Self regulating

پس از گذشت مدت زمانی از زمان راه اندازی اولیه، کم کم دمای کابل هیت تریس خودتنظیم ما افزایش خواهد داشت. (کابل شروع به گرم شدن می کند.)

با افزایش دمای کابل، کم کم پیوندهای میکروسکوپی در لایه نیمه هادی از بین می رود. به طور واضح تر می توان گفت که با افزایش دمای کابل، تعداد مسیرهای متصل کننده دو رشته هادی کابل هیت تریسینگ خود تنظیم self regulate کاهش پیدا می کند.

با کاهش پیوندها در لایه نیمه هادی و کم شدن مسیرهای هدایتی بین دو رشته هادی، مقاومت بین دو هادی بالا خواهد رفت.  افزایش مقاومت بین دو رشته هادی و کم شدن تعداد مسیر ها، در نهایت منجر به افزایش مقاومت کل کابل خواهد شد.

به شکلی مشابه با ان چه در بخش قبل گفته شد. افزایش مقاومت طبق قانون اهم (V=RI) منجر به کاهش جریان خواهد شد. (ولتاژ دو سر کابل همواره ثابت و به برق شهر یا منبع DC متصل است)

درنهایت باتوجه به قانون توان در سطوح مقاومتی (P=VI) می توان گفت. توان کل در این حالت نسبت به حالت قبل کمتر می شود. ( ولتاژ ثابت – جریان کم تر )

کاهش توان کابل هیت تریس خود تنظیم self regulating
کاهش پیوندهای نیمه هادی با گرم شدن کابل هیت تریس خود تنظیم

4-3- کاهش توان در کابل گرمایشی خود تنظیم Self regulating تا کجا ادامه خواهد داشت ؟

روند کاهش توان الکتریکی تا جایی ادامه می یابد که در آن نقطه تقریبا تمامی پیوندهای میکروسکوپی در لایه نیمه هادی کابل SELF REGULATING از بین برود.

در این حالت از آن جایی که دیگر مسیر مناسبی برای اتصال بین دو رشته هادی در کابل هیت تریسینگ خود تنظیم ما وجود ندارد. جریان عبوری تقریبا به نزدیک صفر می رسد.

از آنجایی که توان خروجی در مسیرهای مقاومتی از حاصلضرب ولتاژ و جریان در آن نقطه محاسبه می شود. می توان گفت که در آن هنگام تقریبا دیگر کابل حرارتی، قدرت تولید توان گرمایشی بیشتر را نخواهد داشت.

این همان دلیلی است که در نمودارهای کابل های حرارتی خودتنظیم معمولا نمودار توان – دما تا یک دما به پیش رفته و پس از آن دیگر نموداری وجود ندارد.

نمودار توان کابل هیت تریس خود تنظیم self regulating

4- اطلاعات تکمیلی در مورد کابل هیت تریس خود تنظیم self regulating

حال که کارکرد کابل هیت تریسینگ خود تنظیم را مورد بررسی قراردادیم. به طور خلاصه، به برخی از مشخصات ان نیز اشاره خواهیم کرد. برای فهم بهتر مطالب، یک بخش از کاتالوگ کابل هیت تریس DEVI در زیر آمده است (DEVI یکی از تولید کنندگان برتر هیت تریسینگ در اروپا و از زیر مجموعه های شرکت بزرگ Danfoss می باشد.)

اطلاعات مفید در مورد کابل هیت تریس خود تنظیم self regulating

1-4- ویژگی اول : توان درج شده روی کابل هیت تریس خود تنظیم Self regulating

توان درج شده بر روی کابل هیت تریسینگ خودتنظیم ، در واقع توان خروجی کابل هیت تریس در دمای معمول نگهداری ( معمولا 10 درجه ) می باشد. به عنوان مثال همانطور که در نمودار توان – دما که در بخش قبل به آن پرداختیم مشخص است، کابل هیت تریس DEVI 10w/m (وات بر متر) در دمای 0 درجه دارای توان 12 وات بر متر و در دمای 60 درجه دارای توانی معادل 2w/m می باشد. شایان ذکر است که برای کابل مذکور توان 10w/m بر روی کابل حرارتی درج شده است. ( که طبق کاتالوگ ، توان کابل هیت تریس self regulate در دمای 10 درجه است.)

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

‘2-4- ویژگی دوم : حداکثر دمای کابل گرمایشی خود تنظیم Self regulating

کابل هیت تریس دو مشخصه اصلی دارد:

  •  حداکثر دمای قابل دسترسی در کابل هیت تریس خود تنظیم powered temperature
  • حداکثر دمایی که عایق کابل هیت تریس خود تنظیم یا self regulating cable قادر به تحمل ان است. unpowered temperature

دمای اول یا powered temperature  بیان می کند که کابل هیت تریسینگ خود تنظیم ما، حداکثر تا چه دمایی کار می کند، به عبارت ساده تر، ماکسیمم توانی را که می تواند تولید کند، چقدر است. به عنوان مثال کابل هیت تریس devi 10w/m که در بالا به آن پرداختیم، قدرت گرم کردن تا دمای 70 درجه را نخواهد داشت ( بعد از 65 درجه توان خروجی به نزدیک صفر خواهد رسید.)

دمای دوم یا unpowered temperature قدرت تحمل عایقی کابل نسبت به سایر عوامل محیطی را بیان می کند که به آن exposure temperature برای یک کابل حرارتی خودتنطیم می گویند. اگر شرایط محیطی بالاتر از دمای exposure temperature برای کابل حرارتی باشد. عایق کابل کم کم ذوب شده و کابل هیت تریس خود تنظیم self regulating cable دچار نقص فنی و خرابی خواهد شد.

3-4- ویژگی سوم : دمای شروع به گرم کردن در کابل حرارتی خود تنظیم Self regulate cable

دمای minimum در کابل هیت تریس خود تنظیم در واقع همان دمایی است که در بدترین حالت کابل هیت تریس می تواند در آن با حداکثر توان خود عمل نماید. ( مینیمم دمای ایران برای شروع به کار سیستم هیت تریسینگ معمولا نزدیک به منفی -30 درجه می باشد = کمینه دمای راه اندازی)

4-4- ویژگی چهارم : رنگ کابل هیت تریس خود تنظیم Self regulating

کابل های هیت تریسینگ خودتنظیم یا self regulate بنا به تولید کننده و سطح توان خروجی در دمای نامی (معمولا 10 درجه در کابل های معمولی) رنگ های متفاوتی دارند. به عنوان مثال در کابل هیت تریس خود تنظیم devi هر رنگ کابل حرارتی توان خروجی متفاوتی را خواهد داشت:

  • کابل هیت تریس خود تنطیم آبی رنگ self regulating : توان خروجی 10w/m ( وات بر متر )
  • کابل هیت تریس خود تنطیم قرمز رنگ self regulating : توان خروجی 25w/m ( وات بر متر )
  • کابل هیت تریس خود تنطیم خاکستری رنگ self regulating : توان خروجی 33w/m ( وات بر متر )
کابل هیت تریس خود تنظیم devi ابی قرمز خاکستری

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

5- قیمت کابل گرمایشی خودتنظیم self regulate cable

قیمت کابل حرارتی خودتنظیم یا self regulate به عوامل متعددی بستگی دارد. که پیش تر در مطلبی تحت عنوان قیمت کابل هیت تریسینگ به آن پرداختیم. اما به طور کلی می توان گفت که توان مورد نیاز جهت بهره برداری ، برند و کشور تولید کننده ، حداکثر دمای قابل تحمل و Ex یا  Non Ex بودن یک کابل هیت تریس خود تنظیم، عوامل تعیین کننده قیمت آن هستند.

برای مشاهده سایر عوامل موثر در قیمت هیت تریس خود تنظیم یا self regulating از صفحه قیمت کابل هیت تریسینگ دیدن فرمایید.

6- نمایندگی فروش کابل هیت تریس خود تنظیم self regulating

همانطور که تمامی صنایع و بخش های مهم کشور در این برهه درگیر تحریم های سخت می باشند. بخش هیت تریسینگ نیز از این امر مستثنی نیست. از این رو  بسیاری از شرکت های مطرح در زمینه هیت تریسینگ در دنیا، حاضر به اعطا نمایندگی رسمی فروش کابل های هیت تریسینگ خود تنظیم / توان ثابت در ایران نیستند.

شرکت مبین صنعت راستین با استفاده از لینک های 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 متریال و نمایندگی فروش سیستم هیت تریس خود نباشید! ما برای شما سیستم هیت تریسینگ تان را نصب و صحت و سلامت آن سیستم هیت تریس را گارانتی خواهیم کرد! ( از صفر تا 100 پروژه کنار شما هستیم –  طراحی، تامین، نصب، عایقکاری و کلدینگ، تست  و راه اندازی)

پیمانکاری و نصب کابل هیت تریس خود تنظیم 2
پیمانکاری و نصب کابل هیت تریس خود تنظیم 1

تصاویر بالا بخشی از تصاویر پروژه های EPC شرکت مبین صنعت راستین در حوزه هیت تریسینگ می باشد. (طراحی، تامین و نصب سیستم هیت تریسینگ + همراه با عایقکاری و کلدینگ)

7- خرابی و تعمیر کابل هیت تریس خود تنظیم   self regulating cable repair

در صورتی که نصب کابل هیت تریس خود تنظیم به درستی انجام و عایق و کلدینگ روی آن نیز در حین نصب به کابل حرارتی خودتنظیم آسیبی وارد نکرده باشند، معمولا کابل حرارتی دچار خرابی نخواهد شد.

اما در صورتی که به هر دلیل خرابی کابل هیت تریسینگ خود تنظیم اتفاق بیفتد، شرکت مبین صنعت راستین با بهره مندی از تیمی خبره در تعمیر کابل هیت تریسینگ خود تنظیم / توان ثابت ، آمادگی خود، برای رفع عیب کامل پروژه شما را عنوان می دارد.