管道保溫伴熱電纜功能參數分析

管道保溫伴熱電纜功能參數分析

伴熱系統的功能就是保證在惡劣氣候下，管道處于安全溫度，從水管的安全角度講，一般我們把管道的維持溫度設定在15攝氏度，而對于環境最低溫度，要看管道所處位置具體氣候條件來定，總體來講，伴熱系統的設計就是要使管線的散熱與伴熱電纜的發熱達到一個平衡，而平衡點就是15攝氏度（如圖1）：

圖1 伴熱電纜使用時與管道熱損失相比較

我們知道了管道伴熱系統的設計參數及設計宗旨，最后我們來探討一下如何對系統進行控制。系統的控制通常有兩種方式，一種為管道溫度控制，另一種為環境溫度控制。

對于管道溫度控制，管道溫度達到維持溫度，系統停止工作，管道溫度低于維持溫度，系統開啟，其優點是不存在冗余運行時間，運行費用經濟，但由于管道溫度延長度方向存在梯度，因此在一段管道范圍內可使用一個傳感器，對于大的管道系統，需要用很多傳感器及溫控器，給配電及材料成本帶來很大壓力，使系統成本增加。

對于控制環境溫度，方式為當環境溫度低于維持溫度系統啟動，而當環境溫度高于維持溫度時，系統停止工作，由于其控制的是環境溫度，因此整個系統可以統一控制，只需將溫度傳感器置于溫度最低處，或適當提高啟動溫度，系統簡單可靠經濟，但此種控制方式缺點為，存在冗余運行時間，系統的溫度平衡點可能高于維持溫度（15攝氏度），道理如下：

我們在做系統時，是按照管道所在地區最低溫度來計算其熱損失，在環境溫度處于最低溫度時，系統可在維持溫度點達到熱平衡，而在一個冬季中不可能隨時都處于最低的環境溫度，而大部分時間環境溫度是略高于最低溫度的，這樣，管道熱損失的曲線就會如圖2上右移，而其平衡溫度也就高于了我們設定的維持溫度，造成不必要的損失。

圖2 管道熱損失曲線

我們能否結合兩種控制方式的優點而采用一種最合理的控制方式，使系統簡單經濟的同時，能達到系統溫度平衡點穩定在維持溫度，使運行費用也做到經濟。