電伴熱帶設計方案需要根據(jù)具體應用場景(如管道防凍、屋頂融雪、工藝保溫等)、環(huán)境條件、熱損失計算以及安全要求進行綜合設計。以下為通用設計框架及關(guān)鍵步驟:
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### **一、設計基礎參數(shù)**
1. **應用場景**
- 管道/設備防凍、維持工藝溫度、屋頂融雪、罐體保溫等。
2. **環(huán)境條件**
- ***低環(huán)境溫度(℃)、管道材質(zhì)、直徑、長度、保溫層材料及厚度。
3. **被伴熱介質(zhì)要求**
- 維持溫度(如防凍需≥5℃,工藝保溫需≥50℃等)。
4. **電源條件**
- 電壓(220V/380V)、防爆要求(Ex d/IIC T4等)、安裝位置(室內(nèi)/室外/腐蝕性環(huán)境)。
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### **二、熱損失計算**
熱損失(Q)是電伴熱設計的關(guān)鍵,需通過公式計算:
[ Q = frac{2pi lambda (T_m - T_a)}{D ln(D/d) + 2lambda / h} ]
- ( T_m ):維持溫度(℃)
- ( T_a ):***低環(huán)境溫度(℃)
- ( lambda ):保溫材料導熱系數(shù)(W/m·K)
- ( D ):保溫層外徑(m)
- ( d ):管道外徑(m)
- ( h ):表面散熱系數(shù)(通常取8-12 W/m2·K)
**簡化估算**:若保溫良好,可按經(jīng)驗值選擇伴熱帶功率(如10-30W/m)。
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### **三、電伴熱帶選型**
1. **類型選擇**
- **自限溫電伴熱帶**:自動調(diào)節(jié)輸出功率,適合低溫防凍(-50℃~65℃)。
- **恒功率電伴熱帶**:功率穩(wěn)定,適合高溫維持(***高可達150℃)。
- **MI礦物絕緣電纜**:耐高溫(可達600℃),適用于危險區(qū)域。
- **防爆型**:化工、石油等危險區(qū)域需符合Ex認證。
2. **護套材質(zhì)**
- 氟塑料(耐腐蝕)、不銹鋼(機械防護)、PVC(普通環(huán)境)。
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### **四、功率與長度設計**
1. **總功率需求**
[ P_{total} = Q imes L imes S ]
- ( Q ):單位長度熱損失(W/m)
- ( L ):管道長度(m)
- ( S ):安全系數(shù)(1.2~1.5,考慮電壓波動或老化)
2. **單根電伴熱帶長度限制**
- 自限溫型:通常≤100m(避免啟動電流過大);恒功率型可更長(需分段供電)。
3. **回路設計**
- 并聯(lián)多個回路,確保單回路電流≤電伴熱帶額定值。
- 閥門、法蘭等散熱部位需額外纏繞。
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### **五、溫控系統(tǒng)**
1. **自限溫電伴熱帶**:無需溫控器(內(nèi)置PTC特性)。
2. **恒功率電伴熱帶**:須***配溫控器(機械式或數(shù)字式),設置啟停溫度。
3. **監(jiān)測要求**:高危區(qū)域需溫度傳感器+報警系統(tǒng)。
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### **六、安裝設計**
1. **敷設方式**
- 平行貼敷(單/雙回路)或螺旋纏繞(高散熱區(qū)域)。
- 纏繞間距計算:[ S = frac{pi D}{N} ](N為每米管道纏繞圈數(shù))。
2. **配件清單**
- 電源接線盒、尾端密封盒、鋁箔膠帶(增強傳熱)、防爆扎帶、溫控器。
3. **電氣保護**
- 漏電保護開關(guān)(30mA)、過載保護、接地系統(tǒng)。
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### **七、安全與規(guī)范**
1. **防爆認證**:危險區(qū)域需符合ATEX/IECEx/GB3836標準。
2. **電氣安全**:絕緣電阻≥20MΩ(500VDC測試)。
3. **環(huán)境防護**:室外安裝需IP65以上防護等級。
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### **八、示例方案(管道防凍)**
- **參數(shù)**:DN100鋼管,長度50m,保溫層50mm巖棉,環(huán)境-20℃,維持5℃。
- **熱損失**:計算得Q=15W/m。
- **選型**:自限溫電伴熱帶(20W/m,220V,防爆型)。
- **安裝**:單回路平行敷設,配機械溫控器(啟3℃/停8℃)。
- **配件**:2個電源盒、1個溫控器、50個不銹鋼扎帶。
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### **九、注意事項**
1. 避免交叉重疊(自限溫型除外)。
2. 嚴禁超溫運行(如蒸汽吹掃時需斷電)。
3. 每年檢測絕緣電阻及溫控系統(tǒng)。
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