基本介紹
- 中文名：伴熱帶
- 別稱：電伴熱
- 原理：電阻生熱
- 能量轉換：電能轉換為熱能
工作原理,自控溫電伴熱帶,PTC工作原理,特性,優點,特點,使用壽命,技術指標,套用範圍,選型方式,分類,按溫度分,按功率分,按套用分,按用途分,按電壓分,
工作原理
自控溫電伴熱帶
（也稱溫控電伴熱帶電纜）的工作原理
溫控電伴熱帶電纜由導電高分子複合材料(塑膠)和兩根平行金屬導線及絕緣護套構成的扁形帶狀電纜。其特性是導電高分子複合材料具有正溫度係數“PTC”特性，且相互並聯，能隨被加熱體系的溫度變化自動調節輸出功率，自動限制加熱的溫度。“PTC”特性即正溫度係數效應，是指材料電阻率隨著溫度升高而增大，並在一定溫度區間電阻率急劇增大的特性。溫控伴熱電纜可以任意截短或在一定範圍內接長使用，並允許多次交叉重疊而無高溫熱點及燒毀之慮。因此溫控伴熱電纜優點是：
溫控電伴熱帶電纜相應被伴熱體系具有自動調節輸出功率，因此不會因自身發熱而燒毀，卻因實際需要熱量進行補償，因此為新一代節能型恆溫加熱器。
低溫狀態快速啟動，溫度均勻，每一局部皆可因其被伴熱處的溫度變化自動調節。
安裝簡便，維護簡單，自動化水平高，運行及維護費用低。
安全可靠，用途廣，不污染環境，壽命長。
PTC工作原理
1.PTC效應及PTC材料
2.PTC工作原理
溫控電伴熱帶電纜的電熱元件，是在兩根平行金屬母線之間均勻的擠包一層PTC材料製成的芯帶。PTC材料經熔融擠出、冷卻定型之後，分散其中的炭微粒形成無數纖細的導電炭網路。當它們跨接在兩根平行母線上時，就構成芯帶的PTC並聯迴路。電纜一端的兩根母線與電源接通時，電流從一根母線橫向流過PTC材料層到達另一根母線形成並聯迴路。PTC層就是連續並聯在母線之間的電阻發熱體，將電能轉化成熱能，對作業系統進行伴熱保溫。當芯帶溫度升到相應的高阻區時，電阻大到幾乎阻斷電流的程度，芯帶的溫度將達到高限不再升高(即自動限溫)。與此同時，芯帶通過護套向溫度較低的被加熱體系傳熱，達到穩態時單位時間傳遞的熱量等於電纜的電功率。電纜的輸出功率主要受控於傳熱過程以及被加熱體系的溫度。
特性
* 電熱帶相應被伴熱體系具有自動調節輸出功率，因此不會因自身發熱而燒毀，卻因實際需要熱量進行補償，故為新一代節能型恆溫加熱器。
* 低溫狀態、快速起動，溫度均勻，因每一局部皆可因其被伴熱處的溫度變化自動調節。
* 安裝簡便、維護簡單、全天服務，自動化水平高，運行及維護費用低。
* 安全可靠、用途廣、不污染環境、壽命長。
（1）功率-溫度特性該特性是模擬管道伴熱保溫條件下測定的。隨體系溫度的增加，功率大致呈線性下降，其斜率為體系溫度每改變一度時電熱帶功率的減少量，它反映了功率隨溫度自動調節的能力。應當指出，電熱帶的功率是穩定態參數，影響的因素較多，不能簡單地用電流乘以電壓加以計算。
低溫型自控溫電伴熱帶功率特性圖
低溫型自控溫電伴熱帶功率特性圖（2）最高維持溫度
用電熱帶伴熱某一體系，若單位時間內電熱帶向體系傳遞的熱量等於體系向環境傳遞的熱量，體系的溫度便得以維持不變。
（3）最高承受溫度電熱帶能承受低於一定溫度的外部熱源的影響，高於此溫度後，功率會緩慢下降而且是積累性的。因此，使用中不要超過電熱帶的最高承受溫度。本參數是選擇電熱帶的主要參數之一。
中溫型自控溫電伴熱帶功率特性圖
中溫型自控溫電伴熱帶功率特性圖（4）最高表面溫度
在隔熱良好的密閉容器內放放足夠長度的電熱帶，在額定電壓下達到的最高溫度為電熱帶的最高表面溫度。這一參數對有易燃物料或有易爆氣體的場合是重要的。
（5）最大使用長度
電熱帶可以任意剪短使用，但只能在一定長度範圍內任意接長；換言之，不得超過最大使用長度。最大使用長度與額定電壓、功率規格及使用時最低環境溫度有關。如果要求使用的長度超過電熱帶的最大使用長度，應當另接電源或使用特殊規格的特長型伴熱電纜。
優點
電伴熱與蒸汽（熱水）相比，具有諸多優勢如下：
（1）電伴熱裝置簡單、發熱均勻、控溫準確，能進行遠控，遙控，實現自動化管理。
（2）熱具有防爆、全天候工作性能，可靠性高，使用壽命長。
（3）電伴熱無泄漏，有利於環境保護。
（4）節省鋼材：它不需要蒸氣伴熱所需的一來一去二趟伴熱管路。
（5）節省保溫材料。
（6）節約水資源，不象鍋爐每天需要大量的水。
（7）電伴熱還能解決蒸氣和熱水伴熱難以解決的問題。
（8）電伴熱設計工作量小，施工方便簡單，維護工作量小。
（9）效率高，能大大降低能耗。
有的項目，無論是一次性投資，還是年運行費用，電伴熱帶比蒸汽伴熱帶都要節省；有的項目電伴熱帶的一次性投資可能會略高於蒸汽熱水伴熱，但以年運行費用論，通常電伴熱運行1-2年節省的費用就能收回投資。
特點
使用壽命
在正確維護下，電伴熱系統使用壽命為8年或更長。
技術指標
1、電纜結構：內層導電熱塑膠、外層為雙層阻燃聚烯烴並帶有禁止層
伴熱帶通用包裝方式
伴熱帶通用包裝方式2、溫度範圍：
最高暴露溫度85℃，最高表面溫度85℃
最高維持溫度65℃，最低使用溫度-60℃
3、施工溫度： 最低：-5℃
4、熱穩定性：由10℃至99℃間來回循環300次後， 電纜發熱量維持在90%以上。
5、彎曲半徑：20℃室溫時為25.4mm，-30℃低溫時為35.0mm
套用範圍
電伴熱產品可廣泛用於石油、化工、電力、醫藥、機械、食品、船舶等行業的管道、泵體、閥門、槽池和罐體容積的伴熱保溫、防凍和防凝，是輸液管道、儲液介質罐體維持工藝溫度 最先進、最有效的方法。電伴熱不但適用於蒸汽伴熱的各種場所，而且能解決蒸汽伴熱難以解決的問題，如：長輸管道的伴熱，無規則外型的設備（如泵）伴熱；無蒸汽熱源或邊遠地區管道和設備的伴熱；塑膠與非金屬管道的伴熱，等等。
主要套用場所舉例如下：
（1）、石油管線防凝、解蠟和伴熱保溫。
（2）、油田井口採油樹的伴熱防凝，提高產量。
（3）、化工管道、罐體、儀表管線的伴熱保溫。
（4）、海上石油平台輸油管線伴熱和水管防凍。
（5）、油輪和船舶管線、容器的伴熱保溫。
（6）、發電廠重油管道的伴熱保溫和水管的防凍。
（7）、間歇輸送介質管道的升溫和伴熱保溫。
（8）、需要嚴格控制介質溫度管線的伴熱保溫。
安裝簡便，維護簡單，自動化水平高，運行及維護費用低。
選型方式
首先要從選型方面，就拿管道來距離。某個管道需要防凍，5度以上不結冰， 那么只要是在常溫環境下，都可以選用低溫自限溫電熱帶，若是低溫條件非常低，可以適當地調整安裝比例，以達到合適的熱補償熱平衡；再如某個管道需要保溫，本身管道介質有溫度，需要使用電伴熱帶來給管道提供熱損失維持熱量，那么就可以選用中溫和高溫的恆功率伴熱帶。以上兩點都比較好理解。比較麻煩的是加熱方面，眾所周知，電伴熱帶顧名思義，以伴熱為主加熱為輔的一種可發熱電纜。加熱功能稍弱，長期出於滿負荷運行會降低其使用壽命。這就需要使用MI加熱電纜，一種鎧裝電纜，最高耐溫可達1000度，每米功率根據理論熱量損失來進行定製，這種電伴熱帶甚至可以放入水中使用。
選擇一個正確的型號，對日後安全使用、節能減排、高效作業都有一定的幫助，使用壽命也將控制在理論範圍。
分類
按溫度分
根據高分子PTC材料的組成不同，自控溫伴熱帶分為低溫型和高溫型兩類。
市場上常見的有以聚烯烴為基材的65℃溫度等級的加熱電纜和以含氟材料為基材的110℃和150℃加熱電纜。此處的溫度等級定義為加熱電纜所能有效套用的最高環境溫度(MAXIMUMPIPE MAINTENANCE TEMPERATURE)。也可以理解為電纜能夠長期穩定套用並產生有效加熱功率輸出的最高環境溫度，超過規定溫度等級，一方面由於電阻增高，電纜本身的輸出功率很小，實際加熱效率很低。另一方面，長期的超溫使用，使電纜性能如：PTC特性，加熱功率等劣化或衰減，會降低電纜的使用壽命和運行可靠性。但短期間斷地暴露於超過溫度等極的溫度環境，也是可以的。因此，除上述溫度等級外，自控溫加熱電線，還有另一個溫度等級。如對於65℃溫度等級的電纜，該溫度等級為85℃，對於110℃溫度等級的電纜，為130℃，而對於150℃電纜，則為230℃。然而此時的電纜有效輸出功率已接近於零。
由於相關文獻資料太少，許多人對於自控溫加熱電纜的溫度等級有著錯誤的理解，認為它是指加熱電纜的最高表面溫度，因此，出現了45.65,85和105℃溫度等級聚烯烴加熱的說法。而實際上，由於電纜的輸出功率與環境溫度有關，而電纜的表面溫度與測試時的環境溫度，保溫狀態都有密切聯繫。因此，用表面溫度來定義自控溫加熱電纜的溫度等級是不科學，也是不準確的。我們需要記住的是，對於以聚烯烴為基材的加熱電纜其最高連續使用溫度應不超過65℃。
按功率分
自控溫伴熱帶的輸出功率是指在環境溫度為攝氏10度條件下，單位長度電纜的輸出功率。按加熱功率輸出分類，自控溫伴熱帶有高中低三種類型。一般而言，加熱功率小於35瓦/米的為低功率加熱電纜；加熱功率大於35瓦/米而小於65瓦/米的為中功率加熱電纜；而加熱大於65瓦/米的為高功率加熱電纜。
按套用分
通用型伴熱帶：是指由銅導線，高分子PTC材料和單層阻燃護套所組成的加熱電纜。主要套用於一般場合下的管網的加熱或伴熱。防爆增強型加熱電纜：是在通用型電纜的外層再複合一層金屬網，這種結構電纜可有效消除靜電和抵禦外來機械碰境。主要套用於具有防爆要求的場所。
防腐防爆增強型：這種結構的電纜是在防爆增強型加熱電纜的金屬網外層，再複合上一層含氟材料。具有這種結構的加熱電纜可有效地防止和抵禦靜電，機械碰撞和各種腐蝕性介質。主要套用於環境惡劣或有易燃易爆物品的場所。
按用途分
普通型伴熱帶：這是一種二芯結構的加熱電纜。由兩根平行金屬導線外敷高分子PTC材料和阻燃護套材料或金屬網和氟材料護套所構成。由於受導體直徑和沿長電壓降的影響，這種電纜的連線使用長度一般不超過200米。
超長型伴熱帶：這是一種特殊結構的五芯或六芯加熱電纜。除由高分子PTC材料包敷的兩根平行導線外，同方向還另布3-4根帶絕緣護套的金屬導線，外加金屬鎧裝。用於傳送電能。這種特殊的結構，使電纜的最長連續使用長度可超過1100米，因而可套用於輸油輸氣道的伴熱和油田井下伴熱。
安全型伴熱帶：這是一種三芯加熱電纜。在電纜中，在阻燃護套內沿長度方向另布一根監視電線。監視電線可隨時把沿線的輸出功率異常變化，過電流情況，局部損傷等信息及時傳送到中央控制室，便於及時了解沿線加熱情況，保證電纜的安全可靠運行。
按電壓分
低電壓型：是指適用電壓範圍在12-36V之間的伴熱帶。這類電纜一般加熱功率較低，連續使用長度不超過10米。使用時需嚴格遵守電壓要求，否則，可導致電纜著火等意外事故。套用範圍主要為民用保健品及車船用加熱坐椅等。
中電壓型：是指適用電壓在100-660V之間的加熱電纜。我們一般所說的自控溫伴熱帶均指這一類電纜。在實際套用中，120和250V電纜可互換，但120V加熱電纜的最大連續使用長度通常為240V的一半。這類電纜的連續套用長度通常不超過200米。高壓型伴熱帶：是指適用電壓在380-650V之間的加熱電纜。它們主要為前面所提及的5-6芯加熱電纜。連續套用長度通常大於500米。
