自限式電伴熱帶在五星級酒店及高級住宅中的應(yīng)用
本項目為南京一綜合性大樓，建筑面積約22萬平方米，集商業(yè)、住宅、酒店、辦公為一體的綜合性大樓，由于原規(guī)劃較早，在五星級酒店和高級住宅部分所用熱水僅考慮到主管的熱水循環(huán)，各用水點支管未考慮熱水循環(huán)，考慮到住戶和客人的生活品質(zhì)要求，要求在熱水供水點需要在3秒內(nèi)流出50-55℃熱水，就需熱水支管水溫需要維持在50-55℃。鑒于主管、鍋爐、熱交換機等設(shè)備均己施工完成，如改造支管循環(huán)，工期和成本均難于接受。經(jīng)反復(fù)討論對比后，對熱水支管采用電伴熱帶進行保溫。由于電伴熱設(shè)計和施工目前暫無國家、地方或行業(yè)規(guī)范（程）和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)可遵循，所以要使電伴熱達(dá)到預(yù)期的效果，其設(shè)計和施工過程質(zhì)量控制顯得非常重要和關(guān)鍵。從低碳節(jié)能和利于管理出發(fā)，使用自限式電伴熱帶（或稱變功率電伴熱帶）。因為自限式電伴熱帶是一種電熱功率隨系統(tǒng)溫度自調(diào)的帶狀限溫伴熱器。即電纜本身具有自動限溫，并隨著被加熱體系的溫度變化能自動調(diào)整發(fā)熱功率的功能，以保證工作體系始終穩(wěn)定在設(shè)定的最佳操作溫區(qū)正常運行，其主要優(yōu)點有：①加熱時能夠自動限定電纜的工作溫度；②能隨被加熱管道的溫度變化自動調(diào)整輸出功率而無需外加設(shè)備；③電纜可以任意裁短或在一定范圍內(nèi)加設(shè)接線盒接長使用，且性能不變；④允許交叉重疊纏繞敷設(shè)而無過熱及燒毀之憂；⑤伴熱管線溫度均勻，不會過熱，安全可靠；⑥節(jié)約電能，穩(wěn)態(tài)時，功率較小；⑦間歇操作時，升溫啟動快速；⑧安裝及運行費用低；⑨安裝使用維護簡便；⑩便于自動化管理。
1 設(shè)計質(zhì)量的控制
1.1 設(shè)計圖紙審核內(nèi)容。①線路編號，供電點用長方格表示；②線路所需電熱帶型號及長度（單位：米）；③每米管道長度所需電熱帶長度（單位：米）即纏繞系數(shù)；④每個閥門所需用電熱帶長度（單位：米）；⑤伴熱系統(tǒng)配套材料附件清單；⑥溫控系統(tǒng)配件清單；⑦保溫材料的類型和厚度；⑧施工時所需材料清單；⑨設(shè)計考慮參數(shù)和所采用保溫材料規(guī)格。
1 2設(shè)計計算復(fù)核要點。為保證今后的實際使用效果，必須對電熱帶長度、功率和選型進行復(fù)核，復(fù)核方式可用查表計算法或公式直接計算法，本項目選用查表計算法進行復(fù)核（選取管線最長房型，其它房型復(fù)核計算類似）：熱水維持溫度50-55℃，選取53℃( T0)為計算溫度，房間內(nèi)空調(diào)最低溫度20℃，電壓220V。管徑DN32，管長11 .65m，管道上有1個閘閥，5個管架。保溫層材料為泡沫橡塑（λ=0.038W/m·℃，O℃時），厚30mm;確定電伴熱帶的長度、功率和選型：
第一步，計算溫差△t。根據(jù)03S401管道和設(shè)備保溫、防結(jié)露及電伴熱P100頁(8-1)式：△t=T0-Ta，T0=53℃，Ta=20℃?！鱰=53-20=33℃。
第二步，計算管道散熱量QB。 03S401管道和設(shè)備保溫、防結(jié)露及電伴熱P107頁表6，當(dāng)△t=300C，QB =10.6W/m，△t=40℃，QB =14.1W/m。采用內(nèi)差法求得：QB =10.6+[( 14.1 -10.6)÷(40-30)]×( 33-30 )=11 .65W/m。
第三步，計算實際散熱量QTB，根據(jù)(8-2)式：QTB=fxQB，查表9 ,f=l.23, QTB=1.23x11.65=14.33W/m
同理可求出DN25：QTB=12.46 W/m；DN20：QTB=10.96W/m；DN15：QTB=9.74 W/m
QTB取：(10.6x14.33+9.2x12 .46+8.1×10.96+7.2x9.74)／( 10.6+9 .2+8.1+7 2)=1199.37/105.21 =11.33 W/m
第四步，計算電熱帶總長度L。
查電伴熱帶編制說明：和產(chǎn)品樣本可知，選用HWAT-M-30-220型屏蔽專利型自限式自控溫電伴熱帶比較適合，并從產(chǎn)品樣本10℃時，每米輸出功率30W/m，53℃時輸出功率10.59W/m，小于散熱量QTB=11.33W/m，因此選擇HWAT-M-30-220時，需要確定安裝系數(shù)：11.33/10.59=1.07。
電熱帶總長度計算如下：
40m，160A開關(guān)；Lmax=180m。
管道部分：L1=105.9x1 .07=113.31m；
閘閥部分：L2=7x1 .07x1 .3=9.74m（1.3系數(shù)）；
管架部分：L3=66x3x0.15=29.7m（0.15為管道與支架接觸長度）；
查HWAT熱水保溫系統(tǒng)安裝及維護手冊:Ta=12℃，Lmax=1；
其它部分：L4=16x1=16m（一個接線盒，15個尾端）；
總長度：L=L1+L2+L3+L4 =113.31+9.74+29.7+16=168.75m；
20A開關(guān)；
電伴熱帶實際總長度L=168.75m，選用20A開關(guān)，電伴熱帶可以任意切割；
總功率N=LxQTB=168.75x10.59=1787.63W取1789KW(1.789KW)。
2 施工質(zhì)量控制
2.1 施工前準(zhǔn)備工作。
2.1.1 管道系統(tǒng)：①管道系統(tǒng)與配備都已施工完畢；②防銹防腐涂層已干透；③管道系統(tǒng)施工規(guī)范與設(shè)計圖中所示一致；④銼去所有毛刺和利角。
2.1.2 電熱帶和配件進場質(zhì)量檢查：①電熱帶表面不能有損破；②電熱帶的絕緣性能良好（要求用搖表在1000VDC測試時絕緣電阻為≥20MΩ）；③電熱帶與所有配件的型號與設(shè)計要求一致。
2.1.3 現(xiàn)場準(zhǔn)備：①將一卷電熱帶與卷筒放置于一支架上，并放置在線路其中一端附近；②沿管道布電熱帶，特別需要避免三種情況：a、將電熱帶放置于毛刺和利角上；b、用力拉扯電熱帶；c、腳踏或重物放置電熱帶上。
2.2 電熱帶施工方法和質(zhì)量控制。
2.2.1 單根電熱帶施工方法：①玻璃纖維壓敏膠帶或鋁膠帶每隔約50cm處將電熱帶固定于管道上；②平敷時盡可能將電熱帶附在管道的下45度側(cè)方；③在線路的第一供電點和尾端各預(yù)留1m長的電熱帶；④按設(shè)計圖所示【纏繞系數(shù)]布線（系數(shù)為整數(shù)應(yīng)平敷以利減少接點）；⑤所有散熱體（如支架、閥門、法蘭等）應(yīng)按設(shè)計圖要求預(yù)留所需電熱帶長度，將此段電熱帶纏繞于散熱主體上并固定。
2.2.2 螺旋纏繞（特別說明：本項目未使用此方式）施工方法：如纏繞系數(shù)為1 5，即4m管道需要布6m的電熱帶，施工時先將6m長的電熱帶兩端固定于一段長度為4m的管道上，然后將松馳的電熱帶纏繞在管道上，并加以固定。
2.2.3 配件安裝方法和質(zhì)量控制：①嚴(yán)格按設(shè)計圖要求選用配件；②所采用密封圈需與電熱帶相配并和防水封膠結(jié)合；③供電接線盒盡可能接近管道線路供電端；④按配件安裝說明書準(zhǔn)備線口；⑤每一線端應(yīng)預(yù)留一小段電熱帶以便將來維修時用。
2.2.4 保溫材料安裝前的檢查和測試：①檢查管道試壓是否己合格；②視察電熱帶表面是否損傷；③視察所有配件是否安裝完整；④用搖表2500VDC搖試每一獨立線路一端，絕緣電阻應(yīng)在20MΩ以上，注意搖試時間應(yīng)在一分鐘以上，即導(dǎo)電體對電熱帶金屬屏蔽層搖試；⑤將搖試結(jié)果記錄在安裝記錄單上，并現(xiàn)場簽字。
2.2.5 保溫層安裝：電熱帶施工測試后立即進行保溫層安裝，并注意以下各點：①所采用保溫層的材料，厚度和規(guī)格與設(shè)計圖要求符合；②施工時保溫材料必須干燥；③保溫層外應(yīng)加防水外罩；④保溫層施工時應(yīng)避免損傷電熱帶；⑤保溫層施工后應(yīng)立即對電熱帶進行絕緣測試；⑥在保溫層外加警示標(biāo)簽注明“內(nèi)有電熱帶”更需注明所有配件的位置。
2.3施工質(zhì)量控制中應(yīng)嚴(yán)格控制和特別注意事項。
2.3.1 電熱帶安裝時，不要在地面上拖拉，以免被鋒銳物損壞。不要與高溫物體接觸，防止電焊熔渣濺落到電熱帶上。
2.3.2 電熱帶有良好的柔性，但不允許硬折，需要彎曲時，彎曲半徑不得小于伴熱電纜厚度的6倍。
2.3.3 電熱帶嚴(yán)禁用重物硬砸，如被砸，伴熱電纜應(yīng)重新進行電氣測試，合格后才能使用。
2.3.4 電熱帶應(yīng)與被伴熱管道（或設(shè)備）貼緊并固定，以提高伴熱效率。固定電伴熱帶時應(yīng)用專用尼龍扎帶，嚴(yán)禁用金屬絲綁扎。
2.3.5 非金屬管道應(yīng)在管外壁與伴熱電纜之間貼一層鋁膠帶，用來增大接觸傳熱面積。
2.3.6 電熱帶的安裝要充分考慮管道附件（或設(shè)備）的拆卸可能性，且電伴熱帶又不需要被切斷。電熱帶被剪斷或接頭時要注意接頭的密封。
2.3.7 每米管道熱損失大于每米伴熱電纜輸出功率時，采用纏繞方式，以利維修時拆卸。
2.3.8 法蘭處易產(chǎn)生泄漏，纏繞電伴熱帶時，應(yīng)避開其正下方。
2.3.9 電熱帶在管道上的安裝方法與固定，扎帶材料應(yīng)根據(jù)管道的溫度選用。
2.3.10 電熱帶安裝完畢后，必須逐個回路進行電氣測試合格后，再進行通電試驗，檢查電熱帶發(fā)熱情況，確認(rèn)正常后，才允許保溫。
2.3.11 保溫材料應(yīng)干燥。潮濕的保溫材料不但影響伴熱效果，還會導(dǎo)至對電熱帶的腐蝕，縮短使用壽命，未包外保護層的保溫管道，被雨雪澆濕后，應(yīng)風(fēng)干后再施工外保護層。
2.3.12 電熱帶安裝時，當(dāng)電纜一端接入電源前應(yīng)將母線另一端用配套的封頭套封好，兩條母線不得短路。
2.3.13 多回路電熱帶從同一接線盒接出時，各母線都要有絕緣套隔離，以防短路。
2.3.14 接線盒應(yīng)密封，防止雨水進入。
2.3.15 嚴(yán)禁蒸汽伴熱和電伴熱混用于一體。
2.3.16 加熱帶安裝時不得將絕緣層破壞，應(yīng)緊貼于被加熱體以提高熱效率，若被伴熱體為非金屬體，應(yīng)用鋁粘膠帶增大接觸傳熱面積，用尼龍扎帶固定，嚴(yán)禁用金屬絲綁扎。
采用鋁膠粘貼，一則增大散熱面，有利于熱傳導(dǎo)；二則方便安裝。其方法是：先清除電加熱電纜途徑處的油污、水分，最好能用汽油揩清。首先每隔八十厘米，用固定膠帶將電加熱電纜徑向固定，然后敷設(shè)復(fù)蓋鋁膠帶，最后將膠帶用力抹壓，使電加熱電纜平整粘貼在管道表面。
2.3.17 法蘭處介質(zhì)易泄漏，纏繞電熱帶時應(yīng)避開其正下方。
2.3.18 電熱帶一端接入電源，另一端線芯嚴(yán)禁短接或與導(dǎo)電物質(zhì)接觸并剪切為“V”型，必須使用配套的封頭嚴(yán)密套封。
2.3.19 防火防爆場合應(yīng)配套防爆接線盒和終端子。接線后應(yīng)用硅橡膠密封：（使用屏蔽層的電熱帶終端處必須將屏蔽層剝離10公分，以防造成短路）。
2.3.20 安裝一個伴熱點，測量一次絕緣，屏蔽層必須接地，絕緣阻值不能低于20兆歐/1000V。
2.3.21 按電伴熱各路的電壓、電流等參數(shù)設(shè)定通、斷電和漏電保護裝置。
2.3.22 蒸汽掃線：凡需蒸汽清掃管線除垢時，應(yīng)注意先清掃后安裝電熱帶，如果每年例行掃線檢查應(yīng)按照特殊情況設(shè)計安裝。
2.3.23 由于自限式電加熱電纜帶發(fā)熱芯料系導(dǎo)電材料，在安裝時電源銅線應(yīng)加套管，以免短路施放電加熱電纜口寸不要打硬折或長距離在地面拖拉。
3 常見故障、故障原因分析和處理方法（見下表）：
| 故障跡象 | 可能成因 | 校正方法 |
| 線路斷路器跳閘 |
1.斷路器選型太?。?/span> 2.線路需電量超過斷路器所能提供； 3.斷路器在低丁設(shè)計起動溫度下起動； 4.斷路器故障； 5.接線盒或其它配件有短路； 6.電熱帶受到機械損傷； 7.尾端處誤將電熱帶麗導(dǎo)線連接； 8.電熱帶首尾端絕緣層熱收縮，導(dǎo)電體與管線或屏蔽層短路。 |
1、2、3重新計算核對線路所需電量，再選配合用的斷路器（供電電纜亦應(yīng)選配）； 4對斷路器進行檢修； 5、6確定故障所在，進行重裝或更換，并用搖表測試，判明短路方法如下：①所有接線配件安裝完整無缺及防水密封損壞否？ ②管道配件是否維修過并對電熱帶造成損壞； ③保溫層是否有損壞或壓傷的地方； ④將線路每項一段電熱帶隔離分別用搖表測試故障所在。 |
| 系統(tǒng)發(fā)熱量趨零或偏低 |
1.供電電壓趨零或偏低； 2.部分配件沒有連接上或電熱帶被切斷; 3.部分配件里有不妥當(dāng)?shù)倪B接； 4.管道處于高溫狀態(tài)電熱帶已損壞； 5.電熱帶曾曝露于過高的溫度里已損壞。 |
1.對供電系統(tǒng)進行檢修； 2.檢修各配件和電熱帶； 3.收緊各配件和電熱帶； 4、5.測量管道溫度和重新計算發(fā)熱量并加以更換或補充電熱帶。 |
| 系統(tǒng)發(fā)熱量正常但管道溫度低于設(shè)計數(shù)值 |
1.保溫層受了潮濕； 2.電熱帶用量不夠或選型不當(dāng)； 3.在進行熱損失計算時所用的參數(shù)有前后不一致。 |
1.將受潮濕的保溫層更換上干燥的，并加上防水罩； 2.用二通補上所缺電熱帶，但總線路長度不可超過極限； 3.重新核對設(shè)計參數(shù)并做出必要的調(diào)整。 |
| 電熱帶不熱或一段冷一段不均 |
1.超過使用期限，此種情況一般是逐漸減弱； 2.a、未做保溫； b、保溫層過薄或厚度不均； c、保溫層未做防水處理，雨雪天保溫層浸水，使電熱帶部分長時間處于低溫或潮濕狀態(tài)下并以較大的輸山功率工作，一不節(jié)能，二衰減率不均。 |
1.選擇已經(jīng)試用證明無誤的并標(biāo)有銘牌及各項技術(shù)指標(biāo)和制造日期的正規(guī)廠家的電熱帶； 2.嚴(yán)格按照產(chǎn)品使用說明要求進行安裝； 3.沿保溫層全線應(yīng)做好防水層，使電熱帶在干燥狀態(tài)下工作。 |
|
斷路器跳閘 1、低溫送電跳閘 2、短路跳閘3、接點或中間燒壞跳閘 |
1.超長度，引起過負(fù)荷跳閘，最大使用長度受產(chǎn)品導(dǎo)電線芯截面的大小，標(biāo)稱功率大小，起動時的環(huán)境溫度或被伴熱體系的溫度高低所制約； 2.①尾端兩導(dǎo)線絞接產(chǎn)生短路，②接點未做好絕緣或中間絕緣層受損，如果首次使用時正常而中途出現(xiàn)短路，一般由下述原因造成： a、首尾端絕緣層收縮，露出導(dǎo)電部分； b、使用吸水性絕緣膠布； c、產(chǎn)品絕緣層存在損壞隱患或安裝時接點處增做的絕緣層未做防水故當(dāng)a、b、c情況在潮濕狀態(tài)下都會出現(xiàn)短路。 3.電路未有漏電保護或產(chǎn)品選型不對，過流保護功能即未裝相對應(yīng)容量的漏電斷路器和限定過負(fù)荷保護的保險線，當(dāng)上述1、2情況發(fā)生時，最終的結(jié)果是電熱帶燒毀而造成各種事故后果。 |
1.按設(shè)計書進行初步熱工或電工設(shè)計，按安裝書或注意事項進行安裝； 2.對應(yīng)事故原因參照規(guī)范和注意事項進行修正； 3.任何線路必須裝有漏電保護和過流保護。產(chǎn)品必須選用屏蔽型或屏蔽加強型。 |
| 電熱帶使用超過質(zhì)保期，升溫時間延長或環(huán)境溫度過低，保溫效果差。 |
1.產(chǎn)品選型有誤或技術(shù)參數(shù)選擇偏低。 2.保溫層過薄或未做防水使電熱帶長期工作在低溫大功率輸出狀態(tài)加速衰減。 3.低溫狀態(tài)下開關(guān)次數(shù)頻繁造成衰減率過大。 |
1.照設(shè)計書或說明書，初步設(shè)計和產(chǎn)品選型； 2.加厚保溫層（30-50mm越厚越好）并做好防水，使電熱帶在干燥下狀態(tài)工作； 3.選擇名牌優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。 |
4 結(jié)束語
自竣工投入合用后，酒店和高級住宅客人、住戶反映，效果不錯，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)說明伴熱帶在本項目中從設(shè)計到施工質(zhì)量得到有效的控制。伴熱帶的使用要真正能達(dá)到預(yù)期效果，設(shè)計和施工的重要環(huán)節(jié)的復(fù)核和控制及其重要。
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