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Pegue uma linha de água de aço DN50 passando por um corredor de serviço não aquecido. Durante a noite a temperatura cai para -25 °C, a linha transporta água apenas durante o turno diurno e a tubulação é isolada com lã mineral de 30 mm. Até que a perda de calor desse tubo seja conhecida, nenhum cabo de aquecimento pode ser bem escolhido, e pular esse cálculo é onde a maioria dos projetos de proteção contra congelamento falham.
A resposta curta: escolha um cabo de aquecimento autorregulável cuja saída no ambiente mais baixo esperado exceda a perda de calor calculada por metro e, em seguida, confirme se a temperatura máxima de manutenção, a capa externa, a classificação de temperatura e a aprovação da área se ajustam ao material do tubo, à exposição climática e à zona elétrica. A seleção do cabo é a última etapa de um pequeno cálculo de perda de calor, e não a primeira etapa de uma lista de compras.
Um cabo de aquecimento autorregulável é um cabo plano ou redondo com dois fios de barramento paralelos separados por um núcleo de polímero condutor. À medida que o núcleo aquece, sua resistência aumenta e o cabo limita sua própria produção: mais watts quando o tubo está frio, menos quando se aproxima da temperatura projetada. É por isso que ele pode ser cortado no local, sobreposto e energizado durante todo o inverno, sem o risco de superaquecimento descontrolado causado pelos cabos de saída fixa.
Comece com a perda de calor, não com o catálogo de cabos
O valor que decide todo o resto é a perda de calor por metro, expressa em watts por metro (W/m).
Quatro variáveis o alimentam: a diferença de temperatura (ΔT) entre a temperatura de manutenção necessária, normalmente 5 °C para água doméstica, de incêndio e de processo, e o ambiente mais baixo que a linha verá; o tipo e espessura do isolamento; o diâmetro do tubo; e as condições da rota, incluindo vento, profundidade de enterramento e densidade de válvulas, flanges e suportes.
Em uma linha de aço DN50 com lã mineral de 30 mm e um ΔT de 30 K, espere aproximadamente 20-25W/m. Duplicar o isolamento para 50 mm normalmente reduz esse valor em um quarto ou mais, o que é muito mais barato do que comprar um cabo maior e pagar pela eletricidade durante os próximos quinze anos.
| Tamanho do tubo de aço | Isolamento de 30 mm, ΔT 30 K | Isolamento de 50 mm, ΔT 30 K |
|---|---|---|
| DN25 | 14-18W/m | 10-13W/m |
| DN50 | 20-25 W/m | 15-18W/m |
| DN80 | 26-32W/m | 20-24W/m |
| DN100 | 32-38W/m | 24-29W/m |
Combine a saída do cabo com a noite mais fria, não com o inverno médio
Um cabo cotado a 30 W/m a 10 °C normalmente fornece apenas cerca de 18-22 W/m a -20 °C, portanto, o único valor de saída que vale a pena comparar é aquele obtido no ambiente mínimo do seu projeto.
Os cabos autorreguláveis são descritos por uma curva de saída versus temperatura. O número de 10 °C em uma folha de dados é um valor nominal medido em um cabo desencapado em ar parado; o tubo, o isolamento e o ambiente movem a figura real. Multiplique a perda de calor calculada por cerca de 1,2 para cobrir o vento, o envelhecimento e os acessórios e, em seguida, encontre o cabo cuja curva permanece acima dessa linha durante a hora mais fria do ano.
Evite superdimensionamento grosseiro. Watts extras não adicionam proteção; eles aumentam a temperatura da superfície, aumentam o uso de energia em espera e podem exceder a classificação de temperatura do tubo de plástico. Famílias como UFA, UFB, UFC e UFO cobrem diferentes faixas de produção, e a curva da folha de dados, e não a potência do título, é o documento que deve orientar a decisão.
Cabos de traceamento térmico autorreguláveis SANTO UFB Para proteção contra congelamento e manutenção de processos até 110°C, esses cabos autorreguláveis de maior rendimento oferecem revestimentos de fluoropolímero e aprovações para áreas perigosas; verifique os detalhes da curva e do sistema. Ver Produto → Verifique o material do tubo, a rota e os detalhes que faltam no desenho
O mesmo cabo se comporta de maneira muito diferente em aço e plástico, e o congelamento raramente começa no meio de uma passagem reta; começa em válvulas, flanges, suportes, drenos e pernas mortas.
O aço e outros metais conduzem calor ao longo e ao redor da parede, portanto, uma única passagem reta geralmente é suficiente. O tubo de plástico (PE, PPR, PVC, PVDF) conduz mal, então o calor se concentra diretamente sob o cabo: enrole o cabo em espiral, adicione fita de papel alumínio para espalhar o calor e mantenha a temperatura máxima do cabo abaixo da classificação do próprio tubo.
Em seguida, percorra o percurso e verifique estes pontos:
- Válvulas, flanges, bombas e filtros precisam de laços de cabos extras, porque a massa da conexão permanece fria por horas.
- Suportes e suportes para tubos atuam como dissipadores de calor; isole o suporte ou deixe um pequeno espaço no caminho do cabo.
- As seções enterradas precisam de uma capa resistente à umidade e proteção mecânica.
- As áreas externas e de lavagem precisam de estabilidade aos raios UV e de uma jaqueta que tolere os produtos químicos locais.
- Fixe o cabo com fita de fibra de vidro ou braçadeiras aprovadas, nunca com braçadeiras plásticas que amolecem na temperatura operacional, e etiquete a posição do cabo a cada poucos metros para que a próxima equipe de manutenção não o corte.
Classificações de temperatura, jaquetas e classificação de áreas
Quando uma linha atravessa uma zona classificada, uma vala úmida ou uma atmosfera corrosiva, as aprovações são mais importantes do que a potência.
Locais comuns e molhados
Uma jaqueta padrão de poliolefina ou PVC com temperatura máxima de manutenção de 65 °C é adequada para tubulações internas protegidas. Seções úmidas, enterradas ou propensas à abrasão justificam uma trança de cobre estanhado para continuidade do aterramento e resistência mecânica, além de uma capa externa de fluoropolímero.
Áreas perigosas
Nas atmosferas de gás e poeira da Zona 1 ou Zona 2, cada cabo, caixas de junção e termostatos precisam de sua própria aprovação Ex; uma classificação Ex e ou Ex d apenas no cabo não é suficiente. Instalar um termostato de área comum em uma operação classificada é uma das falhas de inspeção mais comuns.
Alta temperatura e longa distância
Onde as temperaturas de manutenção excedem os limites do polímero, ou a linha percorre quilômetros, cabos com isolamento mineral (MI) ou sistemas de efeito de pele assumem o controle. Observe que o cabo MI tem potência constante e precisa de um termostato; não é autorregulável, portanto o argumento de segurança que justifica um cabo autorregulável não é válido.
Não ignore os controles, caixas de junção ou isolamento
O cabo é aproximadamente metade de um sistema confiável de proteção contra congelamento; a outra metade é a conexão de energia, o controle e o isolamento que mantém o calor.
- As caixas de junção de energia devem corresponder à classificação da área e à classificação IP, com as entradas de cabos corretas e uma junta de vedação.
- Use o kit de terminação de fio frio do fabricante. Uma junta colada à mão é a causa comum de uma falta à terra em fevereiro.
- Para proteção contra congelamento, um termostato com sensor ambiente que energiza perto de 3 °C e desliga perto de 10 °C protege o tubo e economiza energia; um termostato com detecção de linha com sensor de superfície é a melhor escolha quando uma temperatura específica deve ser mantida.
- Fixe o sensor contra a parede do tubo, longe do cabo e sob o isolamento, nunca em cima do próprio cabo de aquecimento.
- Finalize com uma camada de fita adesiva, isolamento térmico, impermeabilização e uma etiqueta em cada ponto de entrada.
Termostato eletrônico de detecção de superfície DATC-X para sistemas de cabos de aquecimento Acessório termostato com detecção de superfície destinado a sistemas de cabos de aquecimento; útil ao especificar controle junto com cabo, conexão de energia e isolamento; consultar especificação PDF. Ver Produto → Cinco verificações antes de fazer o pedido
Execute essas cinco verificações e a especificação será escrita sozinha.
- Confirme o ambiente mínimo de projeto e a temperatura de manutenção, pois o ΔT aciona todo o resto.
- Compare a perda de calor por metro com a saída do cabo naquele ambiente mínimo, mantendo uma margem de 10-20%.
- Verifique o material do tubo e a temperatura máxima permitida da superfície.
- Verifique a classificação da área e a classificação IP de cada componente: cabo, caixa de junção, termostato e sensor.
- Dimensione o circuito - corrente de partida a frio, comprimento máximo do circuito e classificação do disjuntor de acordo com a folha de dados - e liste os kits de terminação, fitas, etiquetas e suportes na lista de materiais.
Caixa de junção de energia SANTO 1MF25-C para sistemas de cabos de aquecimento Um acessório de caixa de junção de energia listado com um PDF de especificação; útil ao verificar conexões e detalhes de terminação em uma instalação completa com proteção contra congelamento. Ver Produto → Perguntas frequentes
Um cabo de aquecimento autorregulável pode ser cortado no local?
Sim. Sua saída se ajusta ao comprimento instalado, não havendo exigência de comprimento mínimo ou fixo. Termine ambas as extremidades com o kit correto, mantenha os fios do barramento intactos e a potência fornecida simplesmente seguirá a resistência do núcleo mais longo ou mais curto.
Ele pode se sobrepor durante a instalação?
Com cabo autorregulável, sim. A sobreposição não cria o ponto quente que criaria em um cabo de potência constante, porque o núcleo reduz sua produção à medida que aquece. Ainda siga as orientações de espaçamento do fabricante e cubra a passagem com fita adesiva.
Ainda preciso de isolamento térmico?
Sim. O isolamento é o que retém o calor; sem ele, nenhum cabo prático pode manter uma linha externa acima de zero em uma noite de -25 °C. O cabo cobre a perda de calor residual, não todo o trabalho.
Auto-regulação ou potência constante para proteção contra congelamento de tubos?
Para linhas de água e processos isoladas de até algumas centenas de metros, a autorregulação é normalmente a melhor solução: comprimentos flexíveis, custos operacionais mais baixos e ausência de superaquecimento descontrolado. A potência constante, incluindo MI, assume o controle em linhas muito longas, altas temperaturas de manutenção e onde é necessária uma saída precisa controlada por termostato.
A escolha de um cabo de aquecimento autorregulável para proteção contra congelamento de tubos se resume a quatro fatores: o ambiente mais baixo, a temperatura de manutenção necessária, o isolamento já especificado e a classificação da área. Com eles em mãos, a família de cabos, a banda de saída e a lista de acessórios seguem quase que automaticamente.
Se a sua linha inclui uma seção de plástico, um trecho enterrado, um cruzamento da Zona 1 ou um cabeçalho traçado a vapor, vale a pena conversar sobre os detalhes com o equipe de engenharia antes que o pedido seja feito. A prática de campo para espaçamento, fixação e terminação é abordada em nosso notas de instalação sobre proteção contra congelamento de tubos .
