¿Puedo usar DC para conducir el cable de calefacción por suelo radiante?

  

¿Puede haber algún efecto adverso de la tensión continua de CC, por ejemplo?   ¿En el material de polímero de carbono de los cables de calefacción autorregulables? Es   Hay algo malo que puede pasar, tal vez algo que se asemeja.   ¿Conectando un condensador electrolítico con polaridad incorrecta? Puede alguien   pensar en cualquier otra cosa que deba ser considerada para este tipo de   sistema?

     

Un viejo amigo mío de la universidad estaba preocupado de que el polímero de plástico   La resistencia que se encuentra en los cables calefactores de dos cables se ionizará con el tiempo cuando   DC se aplica, convirtiendo finalmente la resistencia de plástico en un corto   circuito. Que obviamente me gustaría evitar, pero ¿hay alguna verdad?   a su preocupación?

Probablemente no, si su cable calefactor se ve como el que está debajo, probablemente tenga material aislante hecho con PVC (quizás un cable más antiguo), o un variante de polietileno , o teflon o variante de teflon. Todos estos materiales se utilizan ampliamente tanto en aplicaciones de CC como de CA. Tampoco tengo conocimiento de ningún material de aislamiento de plástico que no sea adecuado para aplicaciones de CC y CA.

Si el cable calefactor es solo un conductor (que probablemente es más viejo) y no tiene blindaje, entonces probablemente no tenga que preocuparse por el aislamiento, ya que el aislamiento no se preocupa si el campo varía.

Un problema que puede resultar de un cable sin blindaje y con doble aislamiento es la corrosión, pero esto sucederá sin importar la polaridad. Si el aislamiento está comprometido y se produce corrosión galvánica, no importa si usa DC o AC, ocurrirá de cualquier manera. (Es por eso que los cables más nuevos tienen doble aislamiento)

Estos cables generalmente tienen dos conductores con un blindaje y se pueden conectar a un extremo del cable, el otro extremo está en cortocircuito para proporcionar una ruta para la corriente de retorno a través de ambos cables.

Por lo general, la información de identificación se imprime en el cable, como el modelo y el fabricante. Se puede contactar al fabricante para averiguar exactamente qué es, pero es muy probable que sea uno de los materiales mencionados anteriormente.

La mayor preocupación sería el sobrecalentamiento del cable con la aplicación de sobretensión, ya que algunos de estos materiales solo tienen una clasificación de 120 ° C, nuevamente, cualquier información que tenga sobre el cable será beneficiosa.

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(entrecruzado significa una variante de polietileno)

Los cables también suelen tener un blindaje que debe conectarse a tierra en caso de un cortocircuito interno del cable.

Tambiénseríaaconsejablenoutilizaruninversor,peroaúnnecesitautilizarunrastreadorMPPTparaasegurarsedequeobtieneunaeficienciaóptimadesuspanelessolaresyparaquelacargacoincidaconlafuente.LosrastreadoresMPPTestándisponiblesparaconvertirDCaDC.Delocontrario,estarácolgandoenelextremodebajapotenciadelespectro(círculorojo)porqueelelementocalefactoresunacargadebajaresistencia.(Lasescalasdepotenciayvoltajevaríansegúnelsistema,porloqueelejedelgráficoesdiferente,perolaformadelacurvaeslamisma).

Puedeserbeneficiosomedirlacargaconunmedidorenmododeohmiosparaencontrarlaresistencia.Luegotomeelvoltajealquelegustaríaquefuncioneelcalentadoryencuentrelacorriente(V/R=I).LacorrientepodríaayudarloadimensionarsurastreadorMPPT.

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EDITAR el tamaño de las células solares

Primero que nada, estos cálculos (o cualquier otra información en esta publicación) son solo una guía y no se deben utilizar como información de diseño, debe realizar sus propios cálculos y comprender la ramificación de su propio diseño o conseguir a alguien que esté calificado para hacerlo.

Si la carga es 1000W a 230V, entonces sería ~ 53ohms. No exceder la tensión nominal del cable es importante, por lo que 8 módulos de TSM-PD05.08D serían 229V. La línea de carga se muestra a continuación, por lo que en lo que respecta a la carga, es posible que pueda escapar sin tener un rastreador MPPT. Pero obtendría uno de todos modos para asegurarme de que no haya problemas con la sobretensión.

Algunas instalaciones antiguas a mi manera usan cables de acero (que a menudo se usan para levantar, pero ahora están desgastados) colocados directamente en losas de concreto vertido. El concreto está aislado a continuación, y tiene una gran capacidad de calor. La calefacción funciona durante la noche cuando la electricidad es barata y el concreto se mantiene caliente durante el día.

Estos sistemas están diseñados para ser AC. La aplicación de CC durante largos períodos puede causar corrosión galvánica en la unión de acero y concreto. Lo malo depende de la condición del concreto cuando comienzas. Afortunadamente, solo es un problema si el cable de acero es positivo con respecto al suelo, si es negativo, entonces está protegido en su lugar.

Los mecanismos electroquímicos como la corrosión en la unión de materiales diferentes son una posible preocupación, como se menciona en algunas otras respuestas.

Sin embargo, estos mecanismos tardarán en tener efecto, por lo que podría mitigar las consecuencias del uso de DC invirtiendo la polaridad de DC periódicamente, por ejemplo, una vez al día o por varias horas de activación. Es posible que pueda lograr esto utilizando algún tipo de interruptor de tiempo o contactor controlado por temporizador.

230 VCA es el valor de voltaje efectivo para la forma de onda sinusoidal que se encuentra en la red principal. Un valor efectivo significa exactamente que es un voltaje que produciría la cantidad exacta de calor en comparación con el voltaje de CC cuando se conecta a un calentador.

Por lo tanto, 230VDC se comportaría como 230VAC cuando se conecte a una carga resistiva pura, por ejemplo, un cable de calefacción.

Existen inconvenientes: la desconexión de CA es mejor, ya que el arco eléctrico se autoestima cuando el voltaje cruza cero voltios. En el caso de CC, el relé tiene que ser más grande o debe usarse algún relé de estado sólido de CC (transistor, no un triac).

DC en sí está bien. Aunque el valor no es fácil. ¿Cómo obtendrás 230VDC? También necesita alguna forma de regular la energía, así que piense en la fuente de alimentación variable.

Por cierto, hay un método fresco de calefacción por suelo radiante: encendiendo LED de alta potencia y pasando su luz a través de material semitransparente.

Vale la pena revisar la mayoría de los problemas mencionados por otros, pero por lo general no serán "show stoppers". Sin embargo, un aspecto es de vital importancia.

• El calentamiento en una carga resistiva es el mismo para CC o RMS CA del mismo voltaje.

  Si el DC suministrado se puede convertir constantemente a un voltaje en el rango de 220-240 VCC, entonces la calefacción será la misma que para el AC. Digo 230V +/- 10V ya que es el orden de rango especificado para equipos de 230 VAC. El calentamiento real varía con el cuadrado de la tensión, asumiendo que el cambio de resistencia del elemento es relativamente mínimo con la temperatura.
  El calentamiento a 220 V es el 91.5% del valor de 230 V (220/230) ^ 2,
  y a 240 V es el 109% del valor de 230V.

  • Lo siguiente no es complejo pero puede requerir una pequeña cantidad de "pensamiento adicional" para seguir. Probablemente se requiera la lectura de PkP, pero los votantes deben moverse, no hay nada que ver aquí, estos no son los comentarios de calefacción que desea.

  • Si la CC es suministrada por PWM desde una fuente de CC de mayor voltaje o por la rectificación de la CA reforzada desde una fuente de CC de menor voltaje, entonces debe filtrarse en la medida en que la tensión de CC aplicada no varíe mucho de la tensión de CC objetivo.

  • Si esto no se hace, puede producirse un calentamiento excesivo (proporcional a V ^ 2) y corriente (proporcional a V) en los picos de voltaje y puede producirse una falla del elemento.

  A voltajes por encima de 230 VCC, las sobrecargas de calentamiento serán "golpeadas" por la constante de tiempo térmica, pero aún pueden causar esfuerzos significativos, por ejemplo, en juntas mal hechas. Como un ejemplo poco probable, con un voltaje lo suficientemente alto como para aclarar los efectos,
  si se aplicó DC a 345 VCC (230 VCC + 50%) utilizando un ciclo de trabajo de 2/3 PWM, entonces

  • la tensión media cuando se suaviza a CC sería 230 VCC (2/3 x 345 = 230),

  • PERO si el PWM'd y el DC sin filtrar se aplicaron directamente al elemento, el calentamiento sería (345/230) ^ 2 = 225% tan alto como 230 VDC cuando está encendido.

  • ¡El calentamiento medio sería 2/3 x (345/230) ^ 2 o 150% del valor de 230 V!

  Para regular PWM sin filtrar 345 VDC a un nivel equivalente de calentamiento de 230 V, se requeriría un 44.44% en PWM, por lo que el calentamiento = 0.4444 x (345/230) ^ 2 = 100%, pero los picos de calentamiento aún serían el 225% del valor medio de 230 VDC.

  El filtrado de 0.666 en PWM de 345 VCC a 230 VCC suavizado produciría el resultado deseado sin calentamiento o picos de corriente.

• los problemas de corrosión galvánica deben ser revisados,

• el campo magnético será diferente pero es poco probable que sea importante en la mayoría de los casos,

• .....

Sin embargo

Marko mencionó la diferencia en los requisitos de conmutación para DC & CA.
Esto es de vital importancia.

A un voltaje determinado, DC dibujará y mantendrá un arco mucho más fácilmente, de una longitud mucho mayor y con mucha mayor dificultad para extinguirlo. Un interruptor clasificado a 230 VCA en los niveles actuales susceptibles de ser utilizados para calefacción sería destruido por CC muy rápidamente (si no en el primer uso) y el riesgo de incendio es extremo.

El equipo del interruptor DEBE estar clasificado y certificado para uso de CC y cumplir con los códigos de cableado apropiados. Esto está bien cubierto bajo las prácticas especificadas para las aplicaciones de energía solar y no debe pasarse por alto si se convierte una instalación de CA a CC.