Гибкие нагревательные элементы. Виды, принцип работы, применение

Представьте, что вы живете в частном доме и каждую зиму сталкиваетесь с замерзанием водопровода. Или у вас промышленный объект, где необходимо поддерживать стабильную температуру оборудования. В обоих случаях обычные утеплители не всегда справляются с задачей, особенно в условиях суровых морозов.

Здесь на помощь приходят электрические нагревательные гибкие ленты (ЭНГЛ) – современный и эффективный способ борьбы с потерями тепла. Подобно тому, как подогрев сидений в автомобиле делает поездки зимой комфортными, нагревательные ленты создают оптимальные условия для работы оборудования, предотвращая выход из строя из-за низких температур.

Но как именно они работают, какие технологии лежат в их основе и почему их можно встретить не только в быту, но и в промышленности?

Устройство ЭНГЛ: основные компоненты

Основа устройства изготавливается из прочных волокон, которые сформированы из стекла. Внутри этих волокон вплетены токопроводящие жилы. Для них используются сплавы с высоким удельным сопротивлением, например, никель-хром, что обеспечивает эффективное преобразование электрической энергии в тепло.

Концы ленты надёжно герметизируются, предотвращая попадание влаги и повреждения. Подключение к электрической сети выполняется посредством кабеля, который может находиться как с одной, так и с обеих сторон изделия.

В основе конструкции ленты лежит греющий кабель, от особенностей которого зависят основные параметры устройства. По принципу выделяют следующие модели:

1. Резистивные. Они, как правило, обладают фиксированной мощностью нагрева. Жила изделия сначала изолируется, а затем покрывается экранизирующей оплеткой для защиты от электромагнитных помех. Внешний слой обеспечивает устойчивость к ультрафиолетовому излучению и механическим воздействия. Кабель работает с постоянной температурой, поэтому необходимо наличие терморегулятора для предотвращения перегрева.
2. Саморегулирующиеся провода автоматически меняют мощность нагрева в зависимости от температуры окружающей среды. В конструкции предусмотрены два параллельных проводника («фаза» и «ноль»), между которыми размещается специальная полупроводниковая матрица. При понижении температуры сопротивление матрицы уменьшается, и нагрев усиливается; при повышении – сопротивление увеличивается, и нагрев снижается. В таких устройствах исключает риск перегрева, что делает его более безопасным и энергоэффективным.

Нагревательные кабели классифицируются по способу подключения и бывают одножильными. Для работы таких моделей необходимо подсоединение всех концов к источнику питания, поэтому их укладывают в виде петли, чтобы соединение находилось в одной точке.

В отличие от них, двужильные устройства имеют одну нагревательную и одну токопроводящую жилу. Это позволяет подключать один конец к сети, а второй закрывать заглушкой, что облегчает процесс установки.

Типы ленточных обогревателей

Греющие ленты классифицируются на два типа в зависимости от вида нагревательного кабеля, который входит в их конструкцию: саморегулирующиеся и резистивные.

Резистивные модели содержат от двух до восьми кабелей, выключая одну или две жилы. Их ключевая особенность – фиксированная мощность тепловыделения и постоянное сопротивление, которые не меняются в зависимости от температуры окружающей среды. Этот тип лент наиболее эффективен там, где требуется постоянное поддержание температуры.

Саморегулирующиеся ленты – более технологичное решение. Их конструкция, как уже известно, основана на двух медных проводниках, между которыми находится полупроводниковая матрица.

Принцип работы заключается в том, что во время подачи напряжения электрический ток проходит через матрицу, вызывая ее нагрев. Материал матрицы обладает уникальным свойством – изменять своё сопротивление в зависимости от температуры окружающей среды.

Виды греющих лент ЭНГЛ и их особенности

Электрические нагревательные гибкие ленты используются для компенсации теплопотерь и поддержания нужных температур в промышленных и бытовых системах. С учётом конструкции и области применения, различают несколько типов таких лент.

• ЭНГЛ-1 – лента, сплетённая из стеклонити, внутри которой расположены нагревательные жилы из нихрома. Внешний слой выполнен из влагостойкой кремнийорганической резины, обеспечивающей ленте гибкость и защиту от воздействия окружающей среды.
• ЭНГЛ-2 – специализированный нагревательный элемент для промышленного использования, который способен поддерживать до 60C. Кабель обладает гибкостью, что делает его удобным для временного прогрева различных механизмов и устройств, включая двигатели.
• ЭНГЛУ-400 – помогает сократить уровень потери тепла и используется для подогрева трубопроводов, теплообменных систем, а также может применяться в качестве источника обогрева для небольших помещений, таких как гаражи или теплицы.
• ЭНГЛЕх-1 – специализированная модель, разработанная для эксплуатации в условиях, требующих защиты оборудования и трубопроводов от замерзания, в том числе в зонах с повышенной взрывоопасностью.

ЭНГЛ-1 и ЭНГЛ-2: отличия

Ленты используются для прогрева трубопроводов, резервуаров и другого оборудования, предотвращая замерзание жидкостей и компенсируя теплопотери. Среди наиболее популярных моделей – ЭНГЛ-1 и ЭНГЛ-2, отличающиеся по конструкции, температурным характеристикам и области применения.

Конструкция и материалы

ЭНГЛ-1 –оболочка устройства покрыта силиконом. Это делает ленту гибкой, устойчивой к повышенным температурам и механическим воздействиям.

ЭНГЛ-2 – покрыта пищевым полимером, что позволяет применять ленту в системах, контактирующих с водой и пищевыми продуктами. Однако полиэтилен ограничивает её термостойкость.

Температура устройства

ЭНГЛ-1 способна выдерживать до 180 градусов, что делает её пригодной для работы в условиях, которые требуют наличие повышенного уровня термостойкости.

ЭНГЛ-2 имеет ограничение до 60C. Элемент подходит для задач с умеренными требованиями к нагреву.

Мощность изделия

Удельная мощность ЭНГЛ-1 достигает до 100 Вт/м, что позволяет использовать ленту в мощных системах обогрева.

Мощность ЭНГЛ-2 достигает до 40 Вт/м, что делает её более экономичной, но менее эффективной при высоких требованиях к нагреву.

Применение

Гибкие электронагревательные ленты применяются как в быту, так и в промышленности. В домашнем использовании они эффективно предотвращают замерзание водопроводных и канализационных труб в зимний период, а также помогают снизить теплопотери, обеспечивая дополнительную изоляцию чердаков, веранд и мансард.

• В промышленности такие нагреватели востребованы в нефтепереработке, где они поддерживают нужную температуру битума и других продуктов, предотвращая их затвердевание в резервуарах и исключая необходимость разогрева перед использованием.
• В сфере металлообработки гибкие ленты используются для нагрева, например, пресс-форм и штамповочного оборудования, а в химической промышленности — в печах полимеризации и на производствах лаков и красок, где требуется строгое соблюдение температурных режимов.
• Производство пластмасс также нуждается в подобном оборудовании, поскольку термопластавтоматы и экструдеры требуют стабильного нагрева для эффективной работы.
• В пищевой промышленности нагревательные ленты используются в сушильных установках и жарочных шкафах, помогая контролировать температурные процессы.
• В системах противопожарной защиты они предотвращают замерзание воды в трубах, обеспечивая надежность и работоспособность оборудования даже в условиях низких температур.

Заключение

Благодаря широкому спектру возможностей и разнообразию моделей, электрические нагревательные гибкие ленты находят применение в самых разных отраслях. Их универсальность, высокая энергоэффективность и простота монтажа позволяют решать задачи по поддержанию оптимального температурного режима в сложных эксплуатационных условиях.

Использование нагревательных лент позволяет существенно снизить теплопотери, продлить срок службы оборудования и обеспечить его бесперебойную работу в неблагоприятных условиях. Благодаря технологическому развитию и совершенствованию материалов, ЭНГЛ продолжают находить новые области применения, оставаясь надежным и эффективным инструментом для обогрева и терморегуляции.