Come scegliere un cavo scaldante autoregolante per la protezione antigelo dei tubi

Prendere una linea d'acqua in acciaio DN50 che attraversa un corridoio di servizio non riscaldato. Di notte la temperatura ambiente scende a -25 °C, la linea trasporta acqua solo durante il turno diurno e il tubo è isolato con lana minerale da 30 mm. Fino a quando non si conosce la perdita di calore di quel tubo, nessun cavo scaldante può essere scelto bene, e saltare quel calcolo è il punto in cui la maggior parte dei progetti di protezione dal gelo falliscono.

La risposta breve: scegliere un cavo scaldante autoregolante la cui potenza alla temperatura ambiente minima prevista supera la perdita di calore calcolata per metro, quindi verificare che la temperatura massima di mantenimento, il rivestimento esterno, la classificazione della temperatura e l'approvazione dell'area siano adatti al materiale del tubo, all'esposizione agli agenti atmosferici e alla zona elettrica. La scelta del cavo è l'ultimo passo di un piccolo calcolo della perdita di calore, non il primo passo di una lista della spesa.

Un cavo scaldante autoregolante è un cavo piatto o rotondo con due fili bus paralleli separati da un nucleo polimerico conduttivo. Man mano che il nucleo si riscalda, la sua resistenza aumenta e il cavo riduce la propria potenza: più watt quando il tubo è freddo, meno quando si avvicina alla temperatura di progetto. Ecco perché può essere tagliato a misura sul posto, sovrapposto ed energizzato per tutto l'inverno senza il rischio di surriscaldamento dovuto ai cavi con uscita fissa.

Inizia dalla perdita di calore, non dal catalogo dei cavi

Il dato che decide tutto il resto è la perdita di calore per metro, espressa in watt per metro (W/m).

Quattro variabili lo alimentano: la differenza di temperatura (ΔT) tra la temperatura di mantenimento necessaria, comunemente 5 °C per l'acqua domestica, antincendio e di processo, e la temperatura ambiente più bassa che la linea vedrà; il tipo e lo spessore dell'isolamento; il diametro del tubo; e le condizioni del percorso, compreso il vento, la profondità di interramento e la densità di valvole, flange e supporti.

Su una linea in acciaio DN50 con lana minerale da 30 mm e un ΔT di 30 K, prevedere circa 20-25 W/mq. Raddoppiando l'isolamento a 50 mm di solito si riduce di un quarto o più, il che è molto più economico che acquistare un cavo più grande e pagare l'elettricità per i prossimi quindici anni.

Adatta l'uscita del cavo alla notte più fredda, non all'inverno medio

Un cavo indicato a 30 W/m a 10 °C in genere fornisce solo circa 18-22 W/m a -20 °C, quindi l'unico valore di uscita che vale la pena confrontare è quello preso alla temperatura ambiente minima di progettazione.

I cavi autoregolanti sono descritti da una curva di uscita in funzione della temperatura. Il numero di 10 °C riportato sulla scheda tecnica è un valore nominale misurato su un cavo nudo in aria ferma; il tubo, l'isolamento e l'ambiente muovono la figura reale. Moltiplicare la perdita di calore calcolata per circa 1,2 per coprire vento, invecchiamento e raccordi, quindi trovare il cavo la cui curva rimane sopra quella linea durante l'ora più fredda dell'anno.

Evitare sovradimensionamenti eccessivi. I watt extra non aggiungono protezione; aumentano la temperatura superficiale, aumentano il consumo di energia in standby e possono superare la temperatura nominale dei tubi di plastica. Famiglie come UFA, UFB, UFC e UFO coprono diverse bande di output e la curva della scheda tecnica, non la potenza del titolo, è il documento che dovrebbe guidare la decisione.

Cavi per tracciamento termico autoregolanti SANTO UFB Per la protezione antigelo e il mantenimento del processo fino a 110°C, questi cavi autoregolanti a rendimento più elevato offrono guaine in fluoropolimero e approvazioni per aree pericolose; verificare i dettagli della curva e del sistema. Visualizza il prodotto →

Controllare il materiale del tubo, il percorso e i dettagli mancanti nel disegno

Lo stesso cavo si comporta in modo molto diverso sull'acciaio e sulla plastica, ed è raro che il congelamento inizi nel mezzo di un percorso rettilineo; inizia da valvole, flange, supporti, scarichi e gambe morte.

L'acciaio e gli altri metalli conducono il calore lungo e attorno alla parete, quindi spesso è sufficiente un unico passaggio rettilineo. I tubi in plastica (PE, PPR, PVC, PVDF) conducono male, quindi il calore si concentra direttamente sotto il cavo: avvolgere il cavo a spirale, aggiungere nastro di alluminio per diffondere il calore e mantenere la temperatura massima di mantenimento del cavo al di sotto del valore nominale del tubo.

Quindi percorri il percorso e controlla questi punti:

• Valvole, flange, pompe e filtri necessitano di passacavi aggiuntivi, poiché la massa del raccordo rimane fredda per ore.
• I supporti e i supporti dei tubi fungono da dissipatori di calore; isolare il supporto o lasciare un breve spazio nel percorso del cavo.
• Le sezioni interrate necessitano di un rivestimento resistente all'umidità e di protezione meccanica.
• Le aree esterne e soggette a lavaggio necessitano di stabilità ai raggi UV e di un rivestimento che tolleri le sostanze chimiche locali.
• Fissare il cavo con nastro in fibra di vetro o fascette approvate, mai con fascette in plastica che si ammorbidiscono alla temperatura di esercizio, ed etichettare la posizione del cavo ogni pochi metri in modo che il successivo equipaggio di manutenzione non lo tagli.

Classificazione della temperatura, giacche e classificazione dell'area

Una volta che una linea attraversa una zona classificata, una trincea umida o un'atmosfera corrosiva, le approvazioni contano più della potenza.

Luoghi ordinari e umidi

Una guaina standard in poliolefina o PVC con una temperatura di mantenimento massima di 65 °C è adatta alle tubazioni interne riparate. Le sezioni umide, interrate o soggette ad abrasione giustificano una treccia in rame stagnato per la continuità della terra e la resistenza meccanica, oltre a un rivestimento esterno in fluoropolimero.

Aree pericolose

Nelle atmosfere con gas e polveri della Zona 1 o della Zona 2, il cavo, le scatole di giunzione e i termostati necessitano ciascuno della propria approvazione Ex; la sola classificazione Ex e o Ex d del cavo non è sufficiente. L'inserimento di un termostato per aree ordinarie in un percorso classificato è uno degli errori di ispezione più comuni.

Alta temperatura e lunga distanza

Laddove le temperature di mantenimento superano i limiti dei polimeri o la linea corre per chilometri, subentrano i cavi con isolamento minerale (MI) o i sistemi ad effetto pelle. Si noti che il cavo MI ha una potenza costante e necessita di un termostato; non è autoregolante, quindi l'argomento della sicurezza che giustifica un cavo autoregolante non è valido.

Non saltare i controlli, le scatole di giunzione o l'isolamento

Il cavo costituisce circa la metà di un affidabile sistema di protezione antigelo; l'altra metà è il collegamento elettrico, il controllo e l'isolamento che mantiene il calore.

• Le scatole di derivazione di potenza devono corrispondere alla classificazione dell'area e al grado IP, con i giusti ingressi dei cavi e una guarnizione di tenuta.
• Utilizzare il kit di terminazione con conduttore freddo del produttore. Un giunto nastrato a mano è la causa abituale di un guasto a terra nel mese di febbraio.
• Per la protezione antigelo, un termostato con rilevamento dell'ambiente che si attiva a circa 3 °C e si spegne a circa 10 °C protegge il tubo e risparmia energia; un termostato con rilevamento della linea con sensore di superficie è la scelta migliore quando è necessario mantenere una temperatura di mantenimento specifica.
• Fissare il sensore contro la parete del tubo, lontano dal cavo e sotto l'isolamento, mai sopra il cavo scaldante stesso.
• Termina con uno strato di nastro adesivo, isolamento termico, resistenza agli agenti atmosferici e un'etichetta su ogni punto di ingresso.

DATC-X Termostato elettronico con rilevamento di superficie per sistemi di cavi scaldanti Accessorio termostato a rilevamento di superficie destinato ai sistemi di cavi scaldanti; utile quando si specifica il controllo insieme al cavo, alla connessione di alimentazione e all'isolamento; consultare il PDF delle specifiche. Visualizza il prodotto →

Cinque controlli prima di effettuare l'ordine

Esegui questi cinque controlli e la specifica si scrive da sola.

1. Confermare la temperatura ambiente minima di progetto e la temperatura di mantenimento, perché il ΔT guida tutto il resto.
2. Confrontare la perdita di calore per metro con l'uscita del cavo a quella temperatura ambiente minima, mantenendo un margine del 10-20%.
3. Verificare il materiale del tubo e la temperatura superficiale massima consentita.
4. Controlla la classificazione dell'area e il grado IP di ogni componente: cavo, scatola di giunzione, termostato e sensore.
5. Dimensionare il circuito (corrente di avviamento a freddo, lunghezza massima del circuito e potenza nominale dell'interruttore secondo la scheda tecnica), quindi elencare i kit di terminazione, i nastri, le etichette e le staffe nella distinta dei materiali.

SANTO 1MF25-C Scatola di giunzione di potenza per sistemi di cavi scaldanti Un accessorio della scatola di giunzione di alimentazione elencato con un PDF delle specifiche; utile quando si controllano i dettagli delle connessioni e delle terminazioni in un'installazione completa di protezione antigelo. Visualizza il prodotto →

Domande frequenti

È possibile tagliare su misura un cavo scaldante autoregolante in cantiere?

SÌ. La sua potenza si adatta alla lunghezza installata, quindi non vi è alcun requisito di lunghezza minima o fissa. Termina entrambe le estremità con il kit corretto, mantieni intatti i cavi del bus e la potenza erogata segue semplicemente la resistenza del nucleo più lungo o più corto.

Può sovrapporsi durante l'installazione?

Con cavo autoregolante, sì. La sovrapposizione non crea il punto caldo che si creerebbe in un cavo a potenza costante, poiché il nucleo riduce la sua uscita man mano che si riscalda. Seguire comunque le indicazioni sulla spaziatura del produttore e coprire la corsa con nastro adesivo.

Ho ancora bisogno dell'isolamento termico?

SÌ. L'isolamento è ciò che trattiene il calore; senza di esso, nessun cavo pratico può mantenere una linea esterna al di sopra del punto di congelamento in una notte a -25 °C. Il cavo copre la perdita di calore residua, non l'intero lavoro.

Potenza autoregolante o costante per la protezione antigelo dei tubi?

Per le linee isolate dell'acqua e di processo fino a poche centinaia di metri, l'autoregolazione è normalmente il miglior compromesso: lunghezze flessibili, costi di esercizio inferiori e nessun surriscaldamento incontrollato. La potenza costante, inclusa MI, subentra su linee molto lunghe, temperature di mantenimento elevate e dove è richiesta un'uscita precisa e controllata da termostato.

La scelta di un cavo scaldante autoregolante per la protezione antigelo dei tubi dipende da quattro fattori: la temperatura ambiente più bassa, la temperatura di mantenimento necessaria, l'isolamento già specificato e la classificazione dell'area. Con quelli alla mano, la famiglia dei cavi, la banda di uscita e l'elenco degli accessori seguono quasi automaticamente.

Se la tua linea comprende un tratto in plastica, un tratto interrato, un attraversamento della Zona 1 o un tratto tracciato a vapore, vale la pena discutere i dettagli con il squadra di ingegneri prima che l'ordine venga effettuato. La pratica sul campo per la spaziatura, la nastratura e la terminazione è trattata nel ns note di installazione sulla protezione antigelo dei tubi .