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浅析电伴热带的工作原理


浅析电伴热带的工作原理 前言: 2009 年冬季,由于近些年气候反常的原因在我国大部分城市出现了管道冻裂, 爆管现象。 当环境气温达到零度以下时, 未设有采暖的区域安装的液体管道和罐体内的液体 会冻冰,严重时可能出现管道爆裂等问题,严重影响了设备的正常运行,带来不小的经济损 失,如果在管道和罐体上安装瑞华电伴热系统可以有效解决管道结冰冻裂等问题 电伴热的工作原理: 瑞华牌电伴热带

电缆由导电高分子复合材料(塑料)和两根平行金属导线及绝缘 护套构成的扁形带状电缆。其特性是导电高分子复合材料具有正温度系数“PTC”特性,且 相互并联,能随被加热体系的温度变化自动调节输出功率,自动限制加热的温度。 “PTC” 特性即正温度系数效应, 是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。 温控伴热电缆可以任意截短或在一定范围内接长使用, 并允许多次交叉重叠 而无高温热点及烧毁之虑。 因此温控伴热电缆优点是: 温控电伴热带电缆相应被伴热体系具有自动调节输出功率, 因此不会因自身发热 而烧毁, 却因实际需要热量进行补偿, 因此为新一代节能型恒温加热器。 低温状态快速启动, 温度均匀,每一局部皆可因其被伴热处的温度变化自动调节。安装简便,维护简单,自动化 水平高,运行及维护费用低。安全可靠,用途广,不污染环境,寿命长。 如何辨别电伴热的好坏: 电伴热带的好坏可以通过以下几个方面进行分类判断: 1,伴热带芯带导体 电伴热带是扁形长带, 其导电芯丝优劣也直接关系到伴热带的好坏, 通常导电芯 线采用镀锡铜线,铜线的好坏直接影响保温效果,当然导体的好坏是由厂商来把关的,消费 者如何辨别导体的好坏呢?伴热带的导体一般是由 7 股镀锡铜丝绞合而成, 导体的使用量直 接影响伴热带的成本价格,一些厂商为了降低成本,减小了铜的横截面积,瑞华伴热带根据 多年客户反映的问题做出了更为合理的设计就是增大导体截面,采用 7*0.52(1.5 平方)的 线芯,而现今电缆行业竞争激烈,市场上主流的伴热带线芯仍为 7*0.43(1.0 平方)的导体, 这种伴热带有一个十分严重的弊端那就是导体太细导致导体过热,时间长了有损伴热带寿 命,甚至引起火灾,给用户带来严重的经济损失。 2.伴热带的启动电流 电热带 PTC 芯带是电热带的核心部位,一般厂家不易掌握其核心技术,其关键 就是启动电流大小和衰退率,启动电流是指电热带接通电源时,瞬间产生的电流峰值。它对 电热带的品质有着决定性意义, 是反映电热带制造技术水平的关键参数。 如果起动电流较大, 那么单一电源的电热带使用长度相应就会减短,同时,每次起动时,还会破坏 PTC 层与导 电线芯的电接触界面,缩短电热带的使用寿命,并存在很大的安全隐患。目前国内大部分厂 家的产品起动电流一般 0.6~1.2A/m 左右,美国瑞侃公司的产品在 0.5A/m 以下,而我们公司 经过技术改良生产的瑞华牌电热带,低温电热带起动电流均能控制在 0.3A/m 以下,中温电 热带起动电流均能控制在 0.3A/m 左右,达到国际科技领先水平,所以请广大用户朋友们在 选购电热带时,务必弄清起动电流这个重要的技术参数,条件允许的情况下,最好自己动手 测试一下,尽量选购起动电流较小的产品,以免给自己和公司造成不必要的损失。电伴热专 家友情提示! 3.PTC 辐照工艺 1、电热带 PTC 芯带制成后需要经过辐照交联才能具有最优 PTC 效应,芯带辐 照是为了稳固性能使芯带电性能具有记忆功能从而使限温特性稳定使用寿命增长。 目前, 国

内较为普遍的是采用高能电子辐照交联,按 PTC 材料体系来确定适宜的辐照剂量,另外剂 量率不宜过大,辐照时线速度也应均匀,并控制好运行的张力和摩擦力。国内部分厂家电热 带并未经过辐照交联, 这样看似厂家为用户节约了成本, 谁知这其中存在的很大的安全隐患。 未经辐照交联的绝缘层就耐热性和抗老化性来说较很差,时间一长容易出现漏电、短路、破 坏 PTC 芯带的性能,大大缩短了电热带的使用寿命。而我公司推出的瑞华牌电热带,则是 经过整体辐照交联,有较好的耐热性和抗老化性。在使用过程中,不仅延长了电热带的使用 寿命, 还提高了它的安全性。 那么如何区分电热带的辐照过程呢?首先我们可以从电热带的 绝缘层表面来观察一下情况; 经过整体辐照的电热带绝缘层有的硬度, 而只辐照芯带的电热 带绝缘层比较柔软,请消费者注意!其次,另外整体辐照的电热带其绝缘层中不可以来回抽 动, (电热带其绝缘层中可以来回抽动的,不属于优质电热带) 。同时,这样的电热带通电发 热时,未经辐照的绝缘层收缩性较大,由于绝缘层的受缩,使半导体 PTC 芯带曝露出来, 这样很容易出现漏电、短路,存在很大的安全隐患。 总结: 电伴热主要通过导体的质量,启动电流的大小以及 PTC 材料,护套的辐照来辨 别,瑞华牌电伴热导体横截面积大,启动电流小,PTC 以及护套均经过辐照,在东北三省 有着良好的口碑信誉,当您选购我们产品的同时,同时享受着我们的服务。为您提供技术指 导,并且有专业的电伴热安装工程公司为您提供安装服务欢迎广大消费者选购我们的产品。 电伴热带的内芯两侧均为铜导线。正常工作时,线间加有 220V 的电压,两线之间产生热量 的部分由半导电塑料制成,其导电率随环境温度的变化而变化。当环境温度升高时,其阻值 也随之上升, 产生的热量降低, 当环境温度升高到一定值时, 半导电塑料内电流降到最小值, 伴热带产生的热量接近于零,电伴热带的工作原理如下图所示。

从电伴热带的结构和原理可得知,电伴热带的长度可根据所需的发热量而任意地切割。 电伴热带的长度增加,相当于两电源线之间的负载增加;长度减少,相当于两电源线之间的 负载减少。 电伴热带的两端导线不能短接, 并且在电伴热带交叉重叠时, 不影响其工作性能, 它可以根据温度自动地调节放热量。 电伴热带电缆由导电高分子复合材料(塑料)和两根平行金属导线及绝缘护套构成的扁形带 状电缆。其特性是导电高分子复合材料具有正温度系数”PTC”特性,且相互并联,能随被加 热体系的温度变化自动调节输出功率, 自动限制加热的温度。 “PTC”特性即正温度系数效应, 是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。 温控伴热 电缆可以任意截短或在一定范围内接长使用,并允许多次交叉重叠而无高温热点及烧毁之 虑。 因此温控伴热电缆优点是: 温控电伴热带电缆相应被伴热体系具有自动调节输出功率,因此不会因自身发热而烧毁, 却因实际需要热量进行补偿,因此为新一代节能型恒温加热器。 低温状态快速启动, 温度均匀, 每一局部皆可因其被伴热处的温度变化自动调节。 安 装简便,维护简单,自动化水平高,运行及维护费用低。 安全可靠,用途广,不污染环境,寿命长。 自限温电热带的工作原理和特点 自限温电热带的电热元件,是在两根平行金属母线之间均匀地挤包一层 PTC 材料制成的芯

带。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,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。芯带电阻随温度升高增大,到了高阻区,电阻大到几乎阻断电流,芯带温度便 达到高限不再升高却自动限温。电缆的输出功率主要受控于传热过程以被加热体系的温度。 自限温电热带具有温度均匀,不会过热,节约电能,升温快速,在选用电热带的最长使用长 度内任意剪断使用,重叠、交叉等使用。自限温电热带经过辐照可以增加使用寿命和发热温 度的稳定性,但此类产品在长期使用中有功率的衰减趋向。
一:为什么温控伴热电缆(自控温电热带)在防冻保温时常选用的电伴热产品 ? 1.温控伴热电缆在用于防冻保温时,具有如下优点: 2.伴热管线温度均匀,不会过热,安全可靠 3.节约电能 4.间歇操作时,升温启动快速 5.安装及运行费用低 6.安装维护简便 7.便于自动化管理 8.无环境污染 9.在选用电热带的最长使用长度内任意剪断使用,重叠、交叉等使用 10.无须温控,它能自控、自限温度。 二:温控伴热电缆的“温控”工作原理? 温控伴热电缆的电热元件,是在两根平行金属母线之间均匀地挤包一层 PTC 材料制成的芯 带。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, 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。 芯带电阻随温度升高增大,到了高阻区,电阻大到几乎阻断电流,芯带温度便达到高限不再升高 却自动限温。电缆的输出功率主要受控于传热过程以被加热体系的温度。 三:PTC 效应及 PTC 材料? PTC 效应即电阻正温度系数效应(Positive Temperature coefficienT),特指材料电阻随温度 升高而增大,并在某一温区急剧增大的特性。具有 PTC 效应的材料称为 PTC 材料。 四:标称功率? 额定电压下,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。 五:温控指数? 温度每升高 1℃时,电缆输出功率的下降值或温度每下降 1℃时,电缆输出功率的增加值。 温控伴热电缆(自控温电热带)维持温度 它分为三种温度区范围:低温、中温、高温系列最高维持温度分别为 70±5℃, 105±5℃,135±5℃。 六:最高表面温度? 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最高温度。 此参数对易燃 易爆物料或氛围是非常重要的。

七:最高维持温度? 用一定型号的电缆伴热某一体系时,能使体系维持到的最高温度。它是一个相对参数,与体系 的热损失大小有关,与伴热电缆的最高表面温度有关。若设计得当,可使体系维持在从最高维持 温度到环境温度之间的任何温度。 八:最高暴露温度? 暴露温度指外部热源施加在电缆上的温度, 超过一定温度后会损坏电缆的电热性能; 最高暴露温 度就是温控伴热电缆所能承受的最高温度。 十:起动电流? 指伴热电缆接通电源时瞬间产生的最大电流。一般给出额定电压下系统温度为 10℃时的起动电 流。

十一:最大使用长度? 在单一电源的额定工作电压下,伴热电缆允许使用的最大长度,与额定电压、功率、规格及 环境温度有关。超出最大使用长度应另接电源。 最大使用长度因安装及使用时的温度、 产品的功率大小及工作电压高低影响而变化, 使用前 一定要参照《简易热工设计》进行初步设计选型。 十二:温控伴热电缆(自控温电热带)会不会自身发热而烧毁? 自控温电热带实际优点: 电热带相应被伴热体系具有自动调节输出功率, 因此不会因自身发热 而烧毁,却因实际需要热量进行补偿,故为新一代节能型恒温加热器。 低温状态、快速起动, 温度均匀,因每一局部皆可因其被伴热处的温度变化自动调节。 安装简便、维护简单、全天服 务,自动化水平高,运行及维护费用低。 安全可靠、用途广、不污染环境、寿命长。 十三:如何选用系列温控伴热电缆(自控温电热带)? 1.首先知道需要电伴热的场合:一般区、危险区、防爆区、腐蚀区等场合。 2.是否确认选用温控伴热电缆(自控温电热带)。 3.管道最高维持温度。 4.管道最高偶然性的操作温度。 5.环境最低维持温度 6.供应电压 7.阀门、法兰和管架的数目与种类 8.需要伴热的管道长度 十四:温控伴热电缆(自控温电热带)的寿命有多长? 取决于该产品的结构: (1) 镀锡或镀镍铜芯导线(7/0.6,7/0.37,7/0.30,7/0.23,7/0.20)。 (2) 内层发热材料,(不含氟低温 PTC,含氟低、中、高温 PTC 导电塑料)。 (3)高密度聚乙烯、阻燃聚乙烯或氟塑料绝缘护层和加强护层。 如选用含氟 PTC 系列产品可与进口产品相比使用年限达 50 年。价格远低于进口的价格。

十五:如何购买系列温控伴热电缆(自控温电热带)? 我公司建议您必须到专业公司等经业内工程师参选后选择更合理的电伴热产品是比较关键。 因为不能一概而论电伴热产品。 我公司免费提供系列产品的咨询、简易的测试(如何识别优劣电伴热产品)、现场演示和交 流形式让用户购买放心。 十六:怎么要装和简单热工设计? 请参选我公司提供的简易的热工设计、安装前的准备、配好所有需要的电伴热产品的配件, 严格按照国家有关电气操作规范施工。 十七:为什么恒功率电热带米功率越高反而最高维持温度越低? 发热丝的温度(在 0℃维持温度下)+外界维持温度必须小于绝缘材料的耐温等级。在相同维持温 度下(例如在 0℃维持温度下),米功率越高,发热丝温度也越高.因此当绝缘材料的耐温等级一 定时,恒功率电热带米功率越高,允许的最高维持温度就越低. 十八:温度控制器如何接线? BJW51 型温控器类似我们常用的拉线开关,当电流在 15A 以下,此温控器可直接串接在电路中, 当电流在 15A 以上,主电路必须通过接触器进行控制。 十九、恒功率电热带和自控温电热带经常提到最大电路长度,这是什么意思? 对于恒功率电热带由于随着长度的增加,电缆尾端的压降也将增加,根据 IEC 标准,电缆尾端功 率降不得超过输入端的 20%。因此此时的电缆长度就规定为恒定功率电缆的最大长度。自控温电 热带的最大长度是基于某一规格的断路器的大小再考虑一定的冲击电流而定的。 二十:有人说自控温电热带比恒功率电热带节能,是不是正确? 并不完全正确。系统的节能与温控器有着密切关系。 二十一:如果用自控温电热带来解冻的话,那么解冻时间如何计算? 因为自控温电热带随着管道温度的升高, 输出功率降低, 对外散热量由于管道温度的不同也在不 断变化。因此计算比较复杂。但我们有专门的软件可以帮助用户解决类似问题。 二十二、自控温电热带是否需要温度控制器? 可以不要,但温控器可提高能效,在温暖的季节可以省不必要的能耗。 二十三、自控温电热带能否不用于融雪场合? 不能,自控温电热带一般用于管线(或容器)的防冻和保温。对于须融雪的场合。我们有专门的 融雪电热带。 二十四、恒功率电热带安装时不可重叠,为什么自控温电热带可以? 由于恒功率电热带单位长度功率一定,如果重叠,会产生过热现场甚至烧坏电热带,而自控温电 热带由于其自控温特性,即使重叠也不会产生过热现场。


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