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电伴热带工作原理
  • 发布日期:2018-05-25      浏览次数:1534
    • 电伴热带工作原理  

      1、  概述 

      自控温电伴热带(或称自限温电热带)。它是一种电热功率随系统温度自调的带状限温伴热器。即电缆本身具有自动限温,并随着被加热体系的温度变化能自动调整发热功率的功能,以保证工作体系始终稳定在设定的操作温区正常运行。

      1.1 工作优点 

      —加热时能够自动限定电缆的工作温度;  —能随被加热体系的温度变化自动调整输出功率而无需外加设备;  —电缆可以任意裁短或在一定范围内接长使用,而上述性能不变。  —允许交叉重叠缠绕敷设而无过热及烧毁之忧。

      1.2 工作优点 

      自控温电伴热带在用于防冻和保温时,具有如下优点: —伴热管线温度均匀,不会过热,安全可靠; —节约电能,稳态时,功率较小; —间歇操作时,升温启动快速; —安装及运行费用低; —安装使用维护简便; —便于自动化管理。

      2、 PTC工作原理

      2.1 PTC效应及PTC材料 

      PTC效应即正温度系数效应,是特指材料电阻率随着温度升高而增大,并在一定温度区间电阻率急剧增大的特性。具有PTC效应的材料称为PTC材料,本电缆的高分子PTC材料是半晶离聚物与炭黑的共混物。

      2.2 工作原理 

      自控温电伴热带的电热元件,是在两根平行金属母线之间均匀的挤包一层PTC材料制成的芯带。PTC材料经熔融挤出、冷却定型之后,分散其中的炭微粒形成无数纤细的导电炭网络。当它们跨接在两根平行母线上时,就构成芯带的PTC并联回路。电缆一端的两根母线与电源接通时,电流从一根母线横向流过PTC材料层到达另一根母线形成并联回路。PTC层就是连续并联在母线之间的电阻发热体,将电能转化成热能,对操作系统进行伴热保温。当芯带温度升到相应的高阻区时,电阻大到几乎阻断电流的程度,芯带的温度将达到高限不再升高(即自动限温)。与此同时,芯带通过护套向温度较低的被加热体系传热,达到稳态时单位时间传递的热量等于电缆的电功率。电缆的输出功率主要受控于传热过程以及被加热体系的温度。

      2.3工作性能

      2.3.1功率自调性能 

      自控温电伴热带的电热功率是随温度升高而自动减少,或随温度降低自动增大,同时电阻达到极大时,电热功率就趋于极小,温度便升到了高限,这就是电缆的自限温特性。限温伴热是指电缆能在温度高限以下某温区进行伴热的过程。

      2.3.2 PTC记忆性能 

      自控温电伴热带的电阻随着温度升高而增大,在降温时若电阻能沿着原升温路线返回原来的起点,便是具有PTC记忆性能。具有记忆性能的电缆才能长期反复使用。

      2.3.3温度均匀性能 

      自控温电伴热带的芯带是由大量的纤细导电网络形成的PTC并联单元组成。当伴热管道任何区段出现料温及能耗波动时,所在部位的各个PTC元都能直接感温并独立做出响应。即时朝着消除波动的方向自动调整各自的输出功率,温度低了功率调大,温度高了功率调小,并按温度波动的幅度大小,给出功率调幅的大小,以维持整个系统各区段的运行温度均匀稳定。这是一种微区跟踪,全线同步,全自动的伴热保温过程。

      3、 主要参数定义

      3.1 标称功率 

      标称功率是指在额定工作电压下,在一定保温层内以电缆伴热的管道温度为10℃时,每米温控伴热电缆输出的稳态电功率。

      3.2 温控指数  温控指数是指温度每升高1℃时,电缆输出功率的下降值,或温度每降低1℃时,电缆输出功率的增加值(一般给出zui低值)。

      3.3 zui高维持温度  在用一定型号的电缆伴热某一体系时,能使体系维持到的zui高温度称为该种型号的电缆的zui高维持温度。维持温度是一个相对参数,它与保温体系的热损失大小有关,与伴热电缆的zui高表面温度有关。在使用中如设计得当,可以使体系温度维持在从zui高表面温度到环境温度之间的任何温度。

      3.4 zui高曝露温度  曝露温度是指外部热源施加在电缆上的温度。曝露温度高于一定温度后,将开始损坏电缆的电热性能。这个温度是温控伴热电缆所能承受的zui高温度,称为zui高曝露温度。

      3.5 zui高表面温度

      指在良好的隔热条件下,在额定电压下工作的伴热电缆表面所能达到的zui高电热温度。这一参数对有易燃物料和易爆气氛的场合是重要的。

      3.6 zui大使用长度 

      在单一电源的额定工作电压下,伴热电缆有允许使用的电大长度限制,这个长度为zui大使用长度。zui大使用长度与额定电压、功率、规格及环境温度有关。如果使用需要超过zui大使用长度,应当另接电源。

      ·         电伴热带是一种新型高科技产品,其自上世纪70年代进入应用领域以来, 自限式电伴热带已经成为当今世界上zui通用的电伴热带类型。它们可以广泛地应用于液态物体在管道中输送和罐体的防冻保温、维持工艺温度、加热公路、坡道、人行横道、屋檐及地板等。自限式电伴热内部的两根导电线芯之间分布着起加热 作用的PTC高分子材料,其外部由高分子内绝缘、金属屏蔽网和高分子外护套(当电源接通时,内部PTC高分子材料受热膨胀,电阻变大,减小发热功率,使温度降低;当温度降低时,PTC材料遇冷收缩,电阻变小,增大发热功率,使温度上升,从而达到自动调节温度的作用。本项目作为一种95℃环保型自动补偿式电伴热带,可广泛用于太阳能用伴热、石油、化工、建筑、道路、民用等领域,尤其是在北方对电伴热带温度要求较高的石油、化工管道、道路、建筑、屋顶的融化冰雪,民用的地热、家具应用产品等场所。

       

     
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