Dây cáp điện dùng cho hệ thống sưởi ấm

Hệ thống sưởi ấm dựa trên dây cáp điện là hệ thống sưởi ấm sử dụng nhiệt được tạo ra từ điện trở của dây khi có dòng điện chạy qua, phương pháp sưởi này đã trở nên rộng rãi hơn trong những năm gần đây trong nhiều ứng dụng công nghiệp, đặc biệt là ứng dụng cho sưởi ấm sàn nhà, mái nhà… Nó được gọi là hệ thống sưởi cáp.

Nhiệt lượng do dòng điện tạo ra sẽ làm ấm sàn một cách an toàn, giữ nhiệt trong đường ống công nghiệp, làm nóng mái nhà, ở các nước gần bắc Cực thì giúp chống đóng băng vỉa hè và cống thoát nước, đồng thời có ích trong việc làm ấm bê tông, đất của nhà kính, sân chơi… Đồng thời, một trong những ưu điểm của hệ thống sưởi cáp là không cồng kềnh. Việc lắp đặt hệ thống sưởi ấm bằng cáp đơn giản hơn nhiều so với việc lắp đặt hệ thống sưởi ấm bằng hơi nước. Chất tạo nhiệt ở đây về cơ bản là điện, không cần lắp thêm đường ống mà chỉ cần dây cáp.

Bản thân hệ thống này là sự kết hợp của một dây cáp đặc biệt và một bộ điều chỉnh nhiệt. Nguyên lý hoạt động rất đơn giản: dòng điện đi qua dây và làm nó nóng lên. Vỏ cáp được chế tạo đặc biệt để chịu nhiệt, có thể chịu được nhiệt độ hoạt động ổn định đồng thời có đặc tính dẫn nhiệt cao.

Cáp được sử dụng cho hệ thống sưởi

• Dây cáp điện trở: Cáp điện trở sẽ cho nhiệt độ không đổi ở mức tiêu thụ điện năng không đổi còn cáp tự điều chỉnh có công nghệ tiên tiến hơn như đã nói ở trên – nhiệt độ của nó sẽ giảm khi mái nhà bắt đầu ấm lên. Dây cáp điện trở rẻ hơn nhưng hiệu quả của nó chưa nhiều như mong đợi.

• Cáp sưởi tự điều chỉnh (Raychem heat trace) có một tính năng khá độc đáo – nó có thể tăng hoặc giảm điện trở khi nhiệt độ của các vật thể gần nó tăng hoặc giảm. Nguồn điện do cáp cung cấp sẽ tự động được điều chỉnh khi nó nóng lên. Bằng cách này, toàn bộ quá trình sưởi ấm được điều chỉnh tự động một cách tối ưu nhất, ví dụ nhiệt độ xung quanh của các đoạn cáp sưởi có nhiệt độ khác nhau thì cường độ sưởi của từng đoạn trên cáp cũng khác nhau, do đó giá thành loại cáp này sẽ cao hơn các loại khác.

• Cáp sưởi công suất không đổi (Constant Wattage Cable) sử dụng điện trở song song tạo ra cùng 1W /30cm dọc theo toàn bộ chiều dài của nó. Vật liệu vỏ bọc fluoropolymer được ép đùn trên hai dây dẫn đồng mạ niken, nhiều sợi. Bộ phận làm nóng nichrome theo hình xoắn ốc xung và tiếp xúc với dây dẫn ở những khoảng thời gian cụ thể được gọi là border. Sau đó, một lớp vỏ bọc bằng fluoropolymer được ép đùn để tạo độ bền điện môi, khả năng chống ẩm và bảo vệ khỏi hư hỏng do va đập và mài mòn. Một lớp dây bện bằng thép không gỉ có tác dụng như áo giáo bảo vệ cơ học cho cáp, lớp bọc ngoài có thể bằng fluoropolymer nếu lắp đặt cáp ở nơi ẩm ướt.

Nhưng dù là loại cáp nào, việc tính toán nhiệt luôn được thực hiện trước nhất để đảm bảo không có gì quá nóng.

Ứng dụng cáp sưởi vào thực tế

Vào mùa đông ở các nước ôn đới và hàn đới, rất nhiều tuyết phủ trên mái nhà hoặc tất cả mọi thứ đều đóng băng do nhiệt độ quá thấp, ví dụ đóng băng dọc theo các mép và máng nước… nên ở những nơi đó phải có hệ thống sưởi ấm. Các bộ phận làm nóng được lắp đặt trên mái nhà và bảng điều khiển được đặt trong phòng. Trong trường hợp này, cáp được sử dụng là cáp tự điều chỉnh hoặc dây điện trở.

Nếu mái nhà phủ đầy tuyết và đóng băng vào mùa đông thì tình trạng này với đường ống thoát nước, thoát nước và nước thậm chí còn tồi tệ hơn, chỉ cần nhiệt độ chớm ngưỡng sương giá là có thể đóng băng. Người ta có thể chôn đường ống thật sâu hoặc sử dụng vật liệu cách nhiệt nhưng phương pháp này không phải lúc nào cũng hiệu quả và không phải lúc nào cũng có thể chôn đường ống sâu xuống đất. Trong trường hợp này, tốt nhất nên chọn hệ thống sưởi dựa trên cáp sưởi tự điều chỉnh, có thể lắp đặt bên trong hoặc bên ngoài đường ống đều được.

Hệ thống sưởi ấm đường ống có cáp tự điều chỉnh sẽ rất tiết kiệm và hiệu quả vì nhiệt độ ở từng phần cục bộ của đường ống sẽ được điều chỉnh tự động Việc tiêu thụ điện sẽ hợp lý vì mức tiêu thụ điện sẽ tự điều chỉnh và vào mùa ấm áp, thậm chí hệ thống sẽ ngắt hoàn toàn.

• Đối với các ống nước có đường kính tối đa 50 mm, việc lắp đặt cáp tự điều chỉnh bên trong là phù hợp, nhưng phải được lắp bằng một miếng đệm và cố định trong quá trình lắp đặt để không bị trượt.
• Lắp đặt bên ngoài phù hợp với đường ống thoát nước, nó phải được lắp đặt theo1 trong 2 cách sau – theo đường xoắn ốc hoặc tuyến tính tức là đặt dọc theo đường ống (nên sẽ tiết kiệm hơn). Có thể lắp một đôi dây cáp ở hai bên đối diện của đường ống, cố định chúng bằng băng nhôm. Nằm theo hình xoắn ốc sẽ giúp đường ống được sưởi ấm đồng đều hơn.

Dựa trên nhìn nhận ở trên có thể thấy trong các hệ thống sưởi ẩm bằng dây cáp thì cáp sưởi tự điều chỉnh đã trở nên phổ biến trong các ngành công nghiệp khí đốt, hóa chất, dầu mỏ, xây dựng, các nơi bắt buộc phải có giải pháp chống đóng băng nước và đóng băng đường ống.