管道保溫伴熱電纜功能參數(shù)分析

伴熱系統(tǒng)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(shè)定在15攝氏度，而對(duì)于環(huán)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(tǒng)的設(shè)計(jì)就是要使管線的散熱與伴熱電纜的發(fā)熱達(dá)到一個(gè)平衡，而平衡點(diǎn)就是15攝氏度（如圖1）：

圖1 伴熱電纜使用時(shí)與管道熱損失相比較

我們知道了管道伴熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)及設(shè)計(jì)宗旨，最后我們來探討一下如何對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。系統(tǒng)的控制通常有兩種方式，一種為管道溫度控制，另一種為環(huán)境溫度控制。

對(duì)于管道溫度控制，管道溫度達(dá)到維持溫度，系統(tǒng)停止工作，管道溫度低于維持溫度，系統(tǒng)開啟，其優(yōu)點(diǎn)是不存在冗余運(yùn)行時(shí)間，運(yùn)行費(fèi)用經(jīng)濟(jì)，但由于管道溫度延長(zhǎng)度方向存在梯度，因此在一段管道范圍內(nèi)可使用一個(gè)傳感器，對(duì)于大的管道系統(tǒng)，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(tǒng)成本增加。

對(duì)于控制環(huán)境溫度，方式為當(dāng)環(huán)境溫度低于維持溫度系統(tǒng)啟動(dòng)，而當(dāng)環(huán)境溫度高于維持溫度時(shí)，系統(tǒng)停止工作，由于其控制的是環(huán)境溫度，因此整個(gè)系統(tǒng)可以統(tǒng)一控制，只需將溫度傳感器置于溫度最低處，或適當(dāng)提高啟動(dòng)溫度，系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠經(jīng)濟(jì)，但此種控制方式缺點(diǎn)為，存在冗余運(yùn)行時(shí)間，系統(tǒng)的溫度平衡點(diǎn)可能高于維持溫度（15攝氏度），道理如下：

我們?cè)谧鱿到y(tǒng)時(shí)，是按照管道所在地區(qū)最低溫度來計(jì)算其熱損失，在環(huán)境溫度處于最低溫度時(shí)，系統(tǒng)可在維持溫度點(diǎn)達(dá)到熱平衡，而在一個(gè)冬季中不可能隨時(shí)都處于最低的環(huán)境溫度，而大部分時(shí)間環(huán)境溫度是略高于最低溫度的，這樣，管道熱損失的曲線就會(huì)如圖2上右移，而其平衡溫度也就高于了我們?cè)O(shè)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(jié)合兩種控制方式的優(yōu)點(diǎn)而采用一種最合理的控制方式，使系統(tǒng)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，能達(dá)到系統(tǒng)溫度平衡點(diǎn)穩(wěn)定在維持溫度，使運(yùn)行費(fèi)用也做到經(jīng)濟(jì)。