パイプ凍結防止用の自己調整式加熱ケーブルの選び方

暖房のない給水通路を通る DN50 鋼製水道管を考えてみましょう。一晩の周囲温度は -25 °C に下がり、ラインは日勤の間のみ水を運び、パイプは 30 mm のミネラルウールで断熱されています。そのパイプの熱損失が判明するまでは、加熱ケーブルを適切に選択することはできず、その計算をスキップすると、ほとんどの凍結防止プロジェクトが失敗します。

簡単な答えは、予想される最低周囲環境での出力が計算された 1 メートルあたりの熱損失を超える自己調整式加熱ケーブルを選択し、その最高維持温度、外側ジャケット、温度分類、および面積の承認がパイプの材質、天候への曝露、および電気ゾーンに適合していることを確認することです。ケーブルの選択は、小さな熱損失の計算の最後のステップであり、買い物リストの最初のステップではありません。

自己調整加熱ケーブルは、導電性ポリマー コアで分離された 2 本の平行バス ワイヤを備えたフラットまたはラウンド ケーブルです。コアが温まると、その抵抗が増加し、ケーブル自体の出力が抑制されます。パイプが冷たいときはワット数が増加し、設計温度に近づくとワット数が減少します。そのため、固定出力ケーブルに伴う暴走過熱のリスクがなく、現場で適切な長さに切断して重ね合わせ、冬の間通電することができます。

ケーブルカタログではなく熱損失から始める

他のすべてを決定する数値は、1 メートルあたりのワット数 (W/m) で表される、1 メートルあたりの熱損失です。

4 つの変数が入力されます。必要な維持温度 (家庭用、消火用、プロセス用水の場合は通常 5 °C) と、ラインが認識する最低周囲温度との間の温度差 (ΔT)。断熱材の種類と厚さ。パイプの直径。風、埋設深さ、バルブ、フランジ、サポートの密度などのルート条件。

30 mm ミネラルウールと 30 K の ΔT を備えた DN50 スチール ラインでは、およそ 20 ～ 25 W/m が予想されます。絶縁体を 2 倍の 50 mm にすると、通常は 4 分の 1 以上削減され、より大きなケーブルを購入して今後 15 年間の電気代を支払うよりもはるかに安くなります。

ケーブル出力を平均的な冬ではなく、最も寒い夜に合わせます

10 °C で 30 W/m と見積もられているケーブルは、通常、-20 °C では約 18 ～ 22 W/m しか供給しないため、比較する価値のある唯一の出力数値は、設計の最小周囲温度で取得した出力数値です。

自己調整ケーブルは、出力対温度の曲線で表されます。データシートの 10 °C という数値は、静止空気中で裸のケーブルで測定された公称値です。パイプ、断熱材、環境のすべてが実際の姿を動かします。風、経年劣化、取り付け部分を考慮して、計算された熱損失に約 1.2 を掛けて、一年で最も寒い時間帯に曲線がその線を上回るケーブルを見つけます。

極端なサイズ超過は避けてください。余分なワット数は保護を追加しません。表面温度が上昇し、待機エネルギーの使用量が増加し、プラスチックパイプの温度定格を超える可能性があります。 UFA、UFB、UFC、UFO などのファミリーはさまざまな出力帯域をカバーしており、ヘッドラインのワット数ではなく、データシートの曲線が決定の根拠となります。

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パイプの材質、ルート、図面に欠けている詳細を確認してください

同じケーブルでも鋼鉄とプラスチックでは動作が大きく異なり、直線の途中で凍結が始まることはほとんどありません。それはバルブ、フランジ、サポート、ドレン、デッドレッグから始まります。

スチールやその他の金属は壁に沿って熱を伝導するため、多くの場合、単一の直線で十分です。プラスチック パイプ (PE、PPR、PVC、PVDF) は伝導性が低いため、ケーブルの直下に熱が集中します。ケーブルをらせん状に巻き、アルミ ホイル テープを追加して熱を分散させ、ケーブルの最大維持温度をパイプ自身の定格よりも低く保ちます。

次に、ルートを歩いて次の点を確認します。

• 継手の質量が何時間も冷たい状態に保たれるため、バルブ、フランジ、ポンプ、ストレーナには追加のケーブル ループが必要です。
• パイプサポートとハンガーはヒートシンクとして機能します。サポートを絶縁するか、ケーブル経路に短い隙間を残します。
• 埋設部分には耐湿ジャケットと機械的保護が必要です。
• 屋外および洗浄エリアには、UV 安定性と、地域の化学物質に耐えるジャケットが必要です。
• 動作温度で軟化するプラスチック製のタイではなく、グラスファイバー テープまたは承認されたタイでケーブルを固定し、次のメンテナンス作業員がケーブルを切断しないように、数メートルごとにケーブルの位置にラベルを付けます。

温度定格、ジャケットおよびエリアの分類

ラインが機密ゾーン、湿った溝、または腐食性雰囲気に入ると、ワット数よりも承認が重要になります。

一般的な場所や湿気の多い場所

最高維持温度が 65 °C の標準的なポリオレフィンまたは PVC ジャケットは、保護された屋内配管に適しています。湿った部分、埋もれた部分、または摩耗しやすい部分には、アースの連続性と機械的強度を確保するために錫メッキ銅編組とフッ素ポリマー製の外側ジャケットが適しています。

危険区域

ゾーン 1 またはゾーン 2 のガスおよび粉塵雰囲気では、ケーブル、接続箱、およびサーモスタットはそれぞれ独自の防爆承認が必要です。ケーブルの Ex e または Ex d 定格だけでは十分ではありません。一般エリアのサーモスタットを機密検査に組み込むことは、最も一般的な検査失敗の 1 つです。

高温、長距離

維持温度がポリマーの制限を超える場合、またはラインが数キロメートルにわたって実行される場合は、鉱物絶縁 (MI) ケーブルまたは表皮効果システムが引き継ぎます。 MI ケーブルはワット数が一定であるため、サーモスタットが必要であることに注意してください。自己調整型ではないため、自己調整型ケーブルを正当化する安全性の議論は引き継がれません。

コントロール、ジャンクションボックス、または絶縁体を無視しないでください

ケーブルは信頼性の高い凍結防止システムのおよそ半分です。残りの半分は電源接続、制御、そして熱を保つ断熱材です。

• 電源接続箱は、適切なケーブル挿入口とシール ガスケットを備えた、エリア分類と IP 定格に適合している必要があります。
• メーカーのコールドリード終端キットを使用してください。 2 月に地絡が発生する原因としてよくあるのは、手でテープで留めた接合部です。
• 凍結防止のため、3 °C 付近で作動し、10 °C 付近でオフになる周囲感知サーモスタットがパイプを保護し、エネルギーを節約します。特定の温度を維持する必要がある場合は、表面センサーを備えたラインセンサーサーモスタットがより良い選択となります。
• センサーをパイプの壁に固定し、ケーブルから離れた絶縁体の下に固定し、決して加熱ケーブル自体の上に固定しないでください。
• 最後にホイルテープ層、断熱材、耐候性処理を施し、すべての入り口にラベルを貼ります。

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ご注文前の5つのチェック

これら 5 つのチェックを実行すると、仕様自体が書き込まれます。

1. ΔT が他のすべてを制御するため、設計の最低周囲温度と維持温度を確認してください。
2. 10 ～ 20% のマージンを維持しながら、最小周囲温度でのメートルあたりの熱損失とケーブル出力を比較します。
3. パイプの材質と最大許容表面温度を確認してください。
4. ケーブル、接続箱、サーモスタット、センサーなどの各コンポーネントのエリア分類と IP 定格を確認してください。
5. データシートに従ってコールドスタート電流、最大回路長、ブレーカー定格など、回路のサイズを決定し、部品表に終端キット、テープ、ラベル、ブラケットをリストします。

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よくある質問

自己調整式加熱ケーブルを現場で適切な長さに切断できますか?

はい。出力は取り付けられた長さに合わせて調整されるため、最小長または固定長の要件はありません。両端を正しいキットで終端し、バスワイヤをそのままにしておけば、供給されるワット数は長いコアまたは短いコアの抵抗に従うだけです。

インストール中に重なることはありますか?

自己調整ケーブルを使用すると、はい。オーバーラップでは、コアが温まるにつれて出力が低下するため、一定ワット数のケーブルのようなホットスポットは発生しません。それでもメーカーの間隔ガイダンスに従い、ランをホイルテープで覆います。

やはり断熱材は必要なのでしょうか？

はい。断熱材は熱を保持するものです。これがなければ、実用的なケーブルは、-25 °C の夜に屋外回線を氷点下に保つことができません。ケーブルは、仕事全体をカバーするのではなく、残留熱損失をカバーします。

パイプ凍結防止のための自動調整式または一定のワット数?

数百メートルまでの断熱水およびプロセス ラインの場合、通常、自己調整の方が優れたトレードオフです。長さは柔軟で、ランニング コストが低く、暴走過熱がありません。 MI を含む一定のワット数は、非常に長いライン、高い維持温度、および正確なサーモスタット制御された出力が必要な場合に引き継がれます。

パイプ凍結防止用の自動調整加熱ケーブルの選択は、最低周囲温度、必要な維持温度、指定済みの断熱材、およびエリア分類の 4 つの入力に依存します。これらを手にすれば、ケーブル ファミリ、出力帯域、アクセサリ リストはほぼ自動的に決まります。

あなたのラインにプラスチックセクション、埋設ラン、ゾーン 1 横断、または蒸気トレースヘッダーが含まれている場合は、詳細について担当者と話し合う価値があります。 エンジニアリングチーム 注文する前に。スペーシング、テーピング、結線に関する現場での実践については、当社の資料で説明しています。 パイプの凍結防止に関する取り付け上の注意 .