電伴熱是利用伴熱電纜輸出的熱量來補(bǔ)償管道、容器、罐體等儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)所耗散的熱量，以維持系統(tǒng)操作介質(zhì)始終處在工藝要求的適宜溫區(qū)。所以，熱工設(shè)計(jì)首先要確定工藝裝置的熱損失即散熱量，然后根據(jù)散熱量確定所需伴熱電纜的功率和長(zhǎng)度。

一：電伴熱設(shè)計(jì)說明：

1.  本電伴熱適用范圍:適用于室內(nèi)外管道、容器、罐體等儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、設(shè)備保溫和防凍。

2.電伴熱工程建議應(yīng)在供貨方的指導(dǎo)下進(jìn)行安裝施工,并做好詳細(xì)的工程進(jìn)展記錄表.

3.電伴熱防凍系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理：利用電熱來補(bǔ)充輸水或貯水過程中所散失的熱量，以維持水溫在一定的范圍內(nèi)，達(dá)到保溫和防凍的目的，所以電伴熱仍需要有絕熱層、防潮層和保護(hù)層。

4.電伴熱防凍系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)旨在經(jīng)濟(jì)的滿足管道流體（如：水）系統(tǒng)防凍（降粘及防堵），從功能性、可實(shí)現(xiàn)性、經(jīng)濟(jì)性的角度出發(fā)，達(dá)到防凍（降粘及防堵）的效果。

zui低氣象溫度標(biāo)準(zhǔn)和防凍標(biāo)準(zhǔn)：
安徽地區(qū)氣象參數(shù)（平均zui低溫度TA=-17.1℃）；維持設(shè)備的水不結(jié)冰狀態(tài)，采用管道水系統(tǒng)維持在5℃的標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算管道zui大的散熱功率。

電伴熱設(shè)計(jì)需要確定的工藝參數(shù)

1） 管道要求的維持溫度TM（℃）；

2） 當(dāng)?shù)貁ui低環(huán)境溫度TA（℃）；

3） 管道的外徑D（mm）；

4） 容器的表面積S（m2）；

5） 管道的保溫材料品種及厚度（mm）；

6） 管道是在室內(nèi)或室外屬于什么工作區(qū)域。

二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

2.1散熱量計(jì)算

散熱量計(jì)算有兩種方法：一查表法；二是按公式直接計(jì)算法。
2.1.1.查表法
首先根據(jù)需要伴熱的維持溫度TM和zui低環(huán)境溫度TA
計(jì)算溫差：ΔT
ΔT＝TM-TA
根據(jù)ΔT查金屬管道散熱量（QB）見附表一
或設(shè)備散熱量（QP）見附表二
根據(jù)查得的QB或QP按下式計(jì)算出實(shí)際的散熱量
管道QTB＝＝f×QB
     平壁設(shè)備QTP＝f×QP


式中：TM--需要伴熱的維持溫度（℃）
TA--平均zui低溫度（℃），室內(nèi)有空調(diào)的按室內(nèi)空調(diào)zui低溫度計(jì)算
QTB--管道實(shí)際需要伴熱熱量（W/m）
      QTP--平壁實(shí)際需要伴熱熱量（W/m）
f----保溫材料修正參數(shù)見附表三

2.1.2.直接計(jì)算方法：

（1）管道QTB={[2π（TM-TA） ]/［（ LnD2/D1）1/λ+2/（ D2α）]}×1.3 ………

（2）設(shè)備QTP=[（TM-TA）/（δ/λ+1/α）] ×1.3 ……………………………　　　


式中：
TM--需要伴熱的維持溫度（℃）
TA--平均zui低溫度（℃），室內(nèi)有空調(diào)的按室內(nèi)空調(diào)zui低溫度計(jì)算
λ--保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，（W/m℃）
D1--保溫層內(nèi)徑（mm），（管道外徑）
D0--保溫層外徑（mm）
δ--保溫層厚度（mm）
Ln--自然對(duì)數(shù)
α--保溫層外表面向大氣的散熱系數(shù)（W/㎡℃）與風(fēng)速ω（m/s）有關(guān)
α=1.163（6+ω1/2） W/（ ㎡℃ ） …………………………（3）
1.3--安全系數(shù)

 2.1.3.管道材質(zhì)修正系數(shù)
不同材質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)不同，在同等TM的情況下所需功率不同，修正系數(shù)f,見附表四；
QTB、QTP值的條件是鋼材，如材質(zhì)變動(dòng)應(yīng)乘以材質(zhì)修正系數(shù)。

   Q=Qt×f W/m ………………………………………（4）

式中：
Q--表示zui后確定的總實(shí)際需要伴熱熱量（W/m）
Qt--表示代表QTB、QTP伴熱熱量（W/m）
f----保溫材料修正參數(shù)見附表三

2.2確定電伴熱帶的功率及長(zhǎng)度：

2.2.1.計(jì)算所需伴熱電纜的總長(zhǎng)度L

A：計(jì)算管道所需伴熱電纜的總長(zhǎng)度L1

用Q值（QTB、QTP）來選擇合適規(guī)格的伴熱電纜，并確定每米管道Lg所用伴熱電纜的長(zhǎng)度和敷設(shè)方法。

Lg=Q/QM （m）……………………………………………（4）
式中：
Lg--表示每米管道所用伴熱電纜的長(zhǎng)度（m）
Q--表示zui后確定的總實(shí)際需要伴熱熱量（W/m）
QM--表示某一規(guī)格伴熱電纜在維持溫度TV時(shí)的輸出功率（W/m）

Lg小于1時(shí)，每米管道采用的伴熱電纜小于1m無法敷設(shè)，所以Lg不能小于1。
Lg等于1時(shí)，則每米管道采用1 m該規(guī)格的伴熱電纜，單根直線敷設(shè)。
Lg等于n時(shí)（n為整數(shù)），則每米管道采用n根這種規(guī)格的伴熱電纜，n根直線敷設(shè)。
Lg大于1且不等于n ，可采用螺旋卷繞敷設(shè)，節(jié)距為L(zhǎng)S（m）

LS=π（D+d）/（Lg2-1）0.5 m ………………………（6）
式中：
D為管道外徑（m）
d為伴熱電纜厚度（m）

管道部分用伴熱電纜長(zhǎng)度，為：
L1＝管道總長(zhǎng)度×Lg （m）………………………………（7）


B：平面部分用伴熱電纜長(zhǎng)度L2
1） 每平方米表面應(yīng)敷設(shè)伴熱電纜長(zhǎng)度為：
Lp=（Qp×f）/ QM 　　m/㎡
2） Lp≥3，即每㎡面積須敷設(shè)不短于3m長(zhǎng)度的伴熱電纜。
3） 平面部分用伴熱電纜長(zhǎng)度為：
L2=S×Lp m…………………………………………………（8）
S為散熱平面面積（m2）。當(dāng)管徑大于600mm時(shí)可當(dāng)作平面容器處理。


C：管道附件用伴熱電纜長(zhǎng)度
管道附件的熱損失可換算成一定長(zhǎng)度相同管徑管道的熱損失，所需電纜應(yīng)敷設(shè)在相應(yīng)附件上。
管道附件所需伴熱電纜長(zhǎng)度 = 附件散熱系數(shù)×每米管道所需同種電纜長(zhǎng)度

1） 每個(gè)閥門所需電纜長(zhǎng)度Lf,為：
Lf=kf×Lg………………………………………………………（9）
式中，kf為閥門散熱系數(shù)
閥門散熱系數(shù)
閥門品種 　閘 閥 　蝶 閥 　球 閥 　球心閥
散熱系數(shù) 　1.5 　　0.9 　　　1.0　 1.4

2） 每個(gè)管道其他附件所需電纜長(zhǎng)度Lj為：
Lj=kj×Lg …………………………………………………（10）
式中，kj為其他附件散熱系數(shù)
管道附件散熱系數(shù)
附件項(xiàng)目 　法蘭 彎頭 直型接頭 T型接頭 托架 吊架
散熱系數(shù) 　2 　　2 　　2　　　　 3　　 3 　　3

D：接頭留用長(zhǎng)度L3
1） 每個(gè)電源引入端預(yù)留1m；
2） 每個(gè)尾端留0.5m；
3） 每個(gè)直型或T型接線盒預(yù)留0.5m；
4） 備用（按工程需要）；
所需伴熱電纜總長(zhǎng)度L為（增加10%的安全系數(shù)）， L = （L1+L2+Lf+Lj+L3）×1.1


三：電熱帶選型：

在選擇電熱帶產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)綜合考慮各種因素，如適用性、經(jīng)濟(jì)性、供電條件等，具體方法如下：

3.1 根據(jù)管道維持溫度及偶然性的zui高操作溫度選定電熱帶的耐溫等級(jí)和發(fā)熱等級(jí)。

根據(jù)管道可能經(jīng)受的zui高溫度來選擇相應(yīng)zui高暴露溫度的電熱帶，確定管道是否會(huì)出現(xiàn)偶發(fā)性溫升（如蒸汽、熱水、熱油清掃管道）及zui高溫度，所選電熱帶的zui高暴露溫度應(yīng)不低于偶發(fā)性溫升。如偶發(fā)性溫升高于zui高暴露溫度，可在進(jìn)行熱工估算后，調(diào)整安裝方法，即在電熱帶與管道之間加一層適當(dāng)厚度的保溫層，以緩解偶發(fā)溫升對(duì)電熱帶的影響。

3.2根據(jù)功率—溫度曲線選擇電熱帶功率
選擇電熱帶的輸出功率，不是以標(biāo)稱功率為依據(jù)，而是以系統(tǒng)維持溫度時(shí)電熱帶必須輸出的功率為依據(jù)。

選擇電熱帶的溫度等級(jí)及伴熱功率與系統(tǒng)所需的維持溫度有直接關(guān)系，應(yīng)選用zui高表面溫度高于系統(tǒng)維持溫度（例如20℃）并能補(bǔ)償體系熱損失的電熱帶。

3.3單一電源zui大電熱帶的確定

從同一個(gè)電源接線盒引出的所有各段伴熱電纜的長(zhǎng)度之和，稱為單一電源zui大伴熱電纜長(zhǎng)度。據(jù)此選擇過流保護(hù)開關(guān)的容量。根據(jù)管道分布及支線長(zhǎng)短選用電熱帶，低功率電熱帶單根使用長(zhǎng)度較大，適合較長(zhǎng)的支線使用，若一根的功率不夠可用多根。

3.4 電熱帶結(jié)構(gòu)的選擇
根據(jù)安裝環(huán)境和條件進(jìn)行結(jié)構(gòu)選擇

1）在塑料或表面涂有油漆，而不能可靠接地的容器和管道上選用屏蔽型產(chǎn)品。

2）在易燃易爆地區(qū)，或管內(nèi)介質(zhì)是易燃易爆介質(zhì)，應(yīng)選用屏蔽型防爆電伴熱產(chǎn)品。

3）管道內(nèi)介質(zhì)如有腐蝕性，或電纜有可能接觸腐蝕屏蔽層的化學(xué)品，則應(yīng)采用防護(hù)型產(chǎn)品。

3.5 其他事項(xiàng)

1）電伴熱帶的電源接線截面要大于伴熱電纜導(dǎo)體截面。

2）熔斷器、空氣開關(guān)要選擇適中，要考慮大于全線起動(dòng)電流。

3）易燃易爆地區(qū)必須采用的電源接線盒，中間接線盒和終端等附件。

4 ） 根據(jù)電源容量、電壓、電網(wǎng)平衡狀態(tài)，確定采用單相供電或三相供電及電壓等級(jí)。

5 ） 管道周圍環(huán)境是否便于電纜安裝，確定電伴熱帶，采用直線敷設(shè)還是螺旋敷設(shè)。


四：電伴熱系統(tǒng)圖

4.1電伴熱系統(tǒng)圖繪制原則

1）每個(gè)單一電源供電的電伴熱系統(tǒng)，應(yīng)繪制各自的電伴熱系統(tǒng)圖。

2）電伴熱系統(tǒng)圖以該被伴熱管道配管圖為依據(jù)，用軸側(cè)投影圖表示。

3）電伴熱系統(tǒng)圖是示意圖，可以不按比例繪制。

4.2 電伴熱系統(tǒng)圖圖示要求

1）電伴熱系統(tǒng)圖應(yīng)列出管道編號(hào)、管徑、材質(zhì)，保溫材質(zhì)和保溫厚度；

2）應(yīng)標(biāo)出管道上的閥門、管件、支架、法蘭的位置及管道的長(zhǎng)度，同時(shí)標(biāo)出接線盒的位置；

3）列出管內(nèi)介質(zhì)的名稱、操作溫度，維持溫度，可能zui高溫度，zui低環(huán)境溫度、溫差、散熱損失、危險(xiǎn)區(qū)域分類；

4） 列出電伴熱帶的規(guī)格，數(shù)量及其在維持溫度時(shí)的發(fā)熱量以及電器設(shè)備的數(shù)量、規(guī)格、型號(hào)及其他附件。

五：電伴熱設(shè)施的安裝

5.1 安裝前的準(zhǔn)備

1） 所有電伴熱帶均須進(jìn)行電路連續(xù)性和絕緣性能的測(cè)試，不符合規(guī)定的不能使用。

2） 電氣設(shè)備和控制設(shè)備均須進(jìn)行外觀檢查，有變形、有裂紋，器件不全又無法修復(fù)的，不能使用。

3） 安裝前，應(yīng)先按照電伴熱系統(tǒng)圖，逐一核對(duì)管道編號(hào)、管道規(guī)格、工藝條件、電伴熱帶參數(shù)、規(guī)格型號(hào)、電氣設(shè)備和控制設(shè)備規(guī)格型號(hào)，確認(rèn)無誤后，才能進(jìn)行安裝。

4） 沒有產(chǎn)品標(biāo)記，或標(biāo)記模糊不清，無法辨認(rèn)的產(chǎn)品，不能安裝。

5） 電伴熱系統(tǒng)安裝前，被伴熱管道必須全部施工完畢，并經(jīng)水壓試驗(yàn)（或/和氣密試驗(yàn)）檢查合格。

5.2 安裝注意事項(xiàng)

1） 電熱帶安裝時(shí)，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） 電熱帶有良好的柔性，但不允許硬折，需要彎曲時(shí)，彎曲半徑不得小于伴熱電纜厚度的6倍。

3） 電熱帶嚴(yán)禁用重物硬砸，如被砸 伴熱電纜應(yīng)重新進(jìn)行電氣測(cè)試，合格后才能使用。

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(shí)應(yīng)用尼龍?jiān)鷰?，?yán)禁用金屬絲綁扎。

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。

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(shí)要注意接頭的密封。

7） 每米管道熱損失大于每米伴熱電纜輸出功率時(shí)，采用纏繞方式，以利維修時(shí)拆卸。

8）法蘭處易產(chǎn)生泄漏，纏繞電伴熱帶時(shí)，應(yīng)避開其正下方。

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。

10） 電熱帶安裝完畢后，必須逐個(gè)回路進(jìn)行電氣測(cè)試合格后，再進(jìn)行通電試驗(yàn)，檢查電熱帶發(fā)熱情況。確認(rèn)正常后，才允許保溫。

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(huì)導(dǎo)至對(duì)電熱帶的腐蝕，縮短使用壽命，未包外保護(hù)層的保溫管道，被雨雪澆濕后，應(yīng)風(fēng)干后再施工外保護(hù)層。

12） 伴熱系統(tǒng)施工完畢，應(yīng)在管道的外保護(hù)層，做出明顯的電伴熱標(biāo)記，以提醒人們注意。

13） 電熱帶安裝時(shí)，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。

14） 多回路電熱帶從同一接線盒接出時(shí)，各母線都要有絕緣套隔離，以防短路。

15） 接線盒應(yīng)密封，防止雨水進(jìn)入。

5.4電伴熱系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與檢查

1） 電熱帶的連續(xù)性和絕緣電阻，用1000V搖表檢查，系統(tǒng)絕緣電阻大于50MΩ為合格。

2） 電熱帶安裝完畢，每個(gè)電伴熱回路的測(cè)試結(jié)果應(yīng)有記錄和報(bào)告。

3） 檢查人員應(yīng)按照工程規(guī)定對(duì)伴熱系統(tǒng)的安裝進(jìn)行中間檢查和zui終核實(shí)、驗(yàn)收。


六：相關(guān)電氣設(shè)計(jì)：

設(shè)計(jì)電伴熱配電系統(tǒng)時(shí)，電熱帶應(yīng)與過載、短路、漏電保護(hù)和溫度保護(hù)裝置配合，并應(yīng)符合我國(guó)有關(guān)電氣規(guī)范要求。

6.1單一電源電熱帶長(zhǎng)度的定義如下圖：
變功率單一電源電熱帶zui大使用長(zhǎng)度與過流保護(hù)開關(guān)的容量關(guān)系可查電伴熱編制說明，當(dāng)實(shí)際過流保護(hù)開關(guān)容量介于兩檔之間，應(yīng)選用容量大的一檔。

6.2電路對(duì)地漏電保護(hù)
每條電熱帶線路應(yīng)采用30MA對(duì)地漏電開關(guān)做電氣保護(hù)。特別是防爆區(qū)、危險(xiǎn)區(qū)或腐蝕區(qū)，和管道需要經(jīng)常維修和電熱帶易受到機(jī)械損壞的區(qū)域。

注附表1~5正在編輯中
舉例說明
1.1室內(nèi)熱水管道伴熱
我公司針對(duì)安徽某公寓室內(nèi)衛(wèi)生間熱水管道伴熱熱水維持溫度TM＝50℃，偶然性操作溫度65℃。室內(nèi)空調(diào)溫度zui低溫度TA＝16℃，管道通過普通區(qū)。電壓220V。管徑為DN100。
管長(zhǎng)50M，管道上有3個(gè)閘閥，8對(duì)法蘭（包括閥門的6對(duì)）5個(gè)管架。保溫層材料為泡沫橡塑（λ＝0.038W/m℃），厚30mm確定電伴熱帶的長(zhǎng)度、功率和選型。

*步：計(jì)算溫差：ΔT
ΔT＝TM-TA 　　TM＝50℃　TA＝16℃
ΔT＝50-16＝34 ℃

第二步：計(jì)算管道散熱量QB。查附表一，當(dāng)ΔT＝30℃，QB＝21.8W/m，ΔT＝40℃　QB＝29.0W/m。采用內(nèi)差法求得：
QB＝21.8+｛（29-21.8）/（40-30）｝×（34-30）
＝24.68W/m
第三步：計(jì)算實(shí)際散熱量QTB，根據(jù)QTB＝＝f×QB　查表：附表三 f=1.23
QTB＝1.23×24.68＝30.36W/m
第四步：計(jì)算電熱帶總長(zhǎng)度L：
a.自控溫電熱帶（變功率電熱帶），查電熱帶的編制說明：附表五可知，選用ZXW（ZKW）-P-220V/45W型（中溫屏蔽型）提供的自控溫電伴熱帶比較合適，從電熱帶的編制說明查出10℃時(shí)，每米輸出功率45W/m，50℃時(shí)輸出的功率QM＝28.8W/m，小于散熱量QTB＝30.36W/m，因此，選用ZXW（ZKW）-P-220V/45W型，需要確定安裝系數(shù)：Lg=Q/QM＝30.36/28.8＝1.06

提供的電熱帶總長(zhǎng)度計(jì)算如下：

管道部份：L1＝50×1.06＝53m
法蘭部份：L2＝8×（2×.215）=3.44m（0.215法蘭盤直徑）
閘閥部份：L3＝3×1.3＝3.9m（1.3系數(shù)，查伴熱設(shè)計(jì)）
管架部份：L4＝5×3×2×.15＝4.5m（0.15為管道與支架接觸長(zhǎng)度）
其它部份：L5＝2×1＝2.0m（1個(gè)電源接線盒，1個(gè)尾端接線盒）

總長(zhǎng)度：L＝L1+L2+L3+L4+L5=53+3.44+3.9+4.5+2=66.84m

查安裝與操作中相關(guān)電氣設(shè)計(jì)說明：
TA＝10℃，Lmax＝65m，20A開關(guān)；Lmax＝96m，30A開關(guān)容量。
電熱帶實(shí)際總長(zhǎng)度L＝66.84m，選用30A開關(guān)。配用自控溫電伴熱帶可以任意剪切。

總功率：N＝L×QTB＝66.84×30.4＝1924W（1.924KW）

b.恒功率電熱帶
已知：QTB＝30.36W/m，查恒功率電伴熱帶編制，選用兩根或一根RDP2-J-17W/220V　、RDP2-J-35W/220V

1.2應(yīng)用消防管道防凍：
我公司就應(yīng)用安徽某樓宇地下室不采暖車庫(kù)消防管線防凍。根據(jù)管道冬季維持水溫TM＝5℃，其它條件同前例。

*步：計(jì)算溫差：ΔT 查全國(guó)各地氣象參數(shù)zui低環(huán)境溫度TA＝-17.1℃
ΔT＝TM-TA 　　TM＝5℃　TA＝-17.1℃
ΔT＝5-（-17.1）＝22.1℃

第二步：計(jì)算管道散熱量QB。查附表一，當(dāng)ΔT＝20℃，QB＝14.5W/m，ΔT＝30℃　QB＝21.8W/m。采用內(nèi)差法求得：
QB＝14.5+｛（21.8-14.5）/（30-20）｝×（22.1-20）
＝16.1W/m

第三步：計(jì)算實(shí)際散熱量QTB，根據(jù)QTB＝＝f×QB　查表：附表三 f=1.23
QTB＝1.23×16.1＝30.36W/m
第四步：計(jì)算電熱帶總長(zhǎng)度L：

a.自控溫電熱帶（變功率電熱帶），查電熱帶的編制說明：附表五可知，選用DXW（DKW）-P-220V/15W型（中溫屏蔽型）提供的自控溫電伴熱帶比較合適，從電熱帶的編制說明查出10℃時(shí)，每米輸出功率15W/m，5℃時(shí)輸出的功率QM＝16.6W/m，小于散熱量QTB＝19.8W/m，因此，選用DXW（DKW）-P-220V/15W型，需要確定安裝系數(shù)：Lg=Q/QM＝19.8/16.6＝1.19

提供的電熱帶總長(zhǎng)度計(jì)算如下：

管道部份：L1＝50×1.19＝59.5m
法蘭部份：L2＝8×（2×.215）=3.44m（0.215法蘭盤直徑）
閘閥部份：L3＝3×1.3＝3.9m（1.3系數(shù)，查伴熱設(shè)計(jì)）
管架部份：L4＝5×3×2×.15＝4.5m（0.15為管道與支架接觸長(zhǎng)度）
其它部份：L5＝2×1＝2.0m（1個(gè)電源接線盒，1個(gè)尾端接線盒）

總長(zhǎng)度：L＝L1+L2+L3+L4+L5=59.5+3.44+3.9+4.5+2=73.34m

查安裝與操作中相關(guān)電氣設(shè)計(jì)說明：
TA＝0℃，Lmax＝96m，1開關(guān)容量。
電熱帶實(shí)際總長(zhǎng)度L＝66.84m，選用1開關(guān)。配用自控溫電伴熱帶可以任意剪切。

總功率：N＝L×QTB＝73.34×30.4＝1217W（1.3KW）

b.恒功率電熱帶
已知：QTB＝30.36W/m，查恒功率電伴熱帶編制，選用一根RDP2-J-20W/220V