單芯串聯電伴熱系統的製作方法

2023-05-26 13:51:41

單芯串聯電伴熱系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種單芯串聯電伴熱系統，它包括一根被加熱管道（1），其特徵在於在被加熱管道（1）的外側壁上均勻布置有三根平行的鐵磁性管道（5），三根鐵磁性管道（5）內分別穿設三根單芯串聯電加熱帶（2），三根單芯串聯電加熱帶（2）的一端連接電源盒（3），三根單芯串聯電加熱帶（2）的另一端連接尾端盒（4）。因此該單芯串聯電伴熱系統在被加熱管道長度變短、伴熱介質在管道入口關鍵部位需要快速解凍的情況下能夠實現輸出功率調整。
【專利說明】單芯串聯電伴熱系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種單芯串聯電伴熱系統。
【背景技術】
[0002]電伴熱作為一種有效的管道(儲罐)保溫及防凍方案一直被廣泛應用。其工作原理是通過伴熱媒體散發一定的熱量，通過直接或間接的熱交換補充被伴熱管道的損失，以達到升溫、保溫或防凍的正常工作要求。
[0003]參見圖f圖3，傳統的單芯串聯電伴熱系統包括一根被加熱管道1，在被加熱管道I的外側壁上均勻布置有三根單芯串聯電加熱帶2 (A相、B相以及C相)，三根單芯串聯電加熱帶2的一端連接電源盒3，三根單芯串聯電加熱帶2的另一端連接尾端盒4，傳統設計的單芯串聯電伴熱系統為三相星形純電阻性負載，因此設計施加給負載端電壓全部用於純阻抗上，按焦耳定律，輸出電功全部轉化為熱能。
[0004]傳統設計單芯串聯電加熱帶通以三相交流電情況下，每根單芯串聯電加熱帶作為一相負載有均勻的芯線電阻值R，根據焦耳定律，每根單芯串聯電加熱帶的芯線將電能轉化為焦耳熱P=I2R,由於單芯串聯電加熱帶沿管道等距離均勻布線，所以每單位長度加熱帶發熱功率是恆定的，被加熱管道均勻地和單芯串聯電加熱帶發生熱交換。
[0005]單芯串聯電加熱帶的芯線發熱截面和長度以及配電控制系統都是預先根據工況設定進行設計生產的，如隨意延長或截短電加熱帶長度都會極大影響到設定電熱系統各項參數，因此一般串聯電加熱帶不能輕易延長使用、尤其不能超過設計值截短使用。
[0006]當實際施工時因故需要截短電加熱帶以適應安裝管道長度時，由於加熱電纜芯線電阻變小，當不能對配電控制系統做相應電壓調整時，必須在迴路中通過增大阻抗的辦法來降低單位長度加熱電纜電功率。常規的用串接分壓限流電阻或加入扼流圈方法固然可用，但會影響到電伴熱系統投資增加和電源效率的下降。
[0007]由於工況的改變，比如實際被加熱管道長度和設計相比變短、伴熱介質在管道入口關鍵部位需要快速解凍等，則需要根據工況變化做相適應的功率調整，因此在不能改變現有單芯串聯電伴熱系統配電控制部分的情況下，充分利用現有材料，在施工過程中通過對部分部位的單芯串聯電加熱帶鋪設做適當變化，能夠實現對單芯串聯電伴熱系統輸出功率進行調整尤為重要。

【發明內容】

[0008]本實用新型的目的在於克服上述不足，提供一種在被加熱管道長度變短、伴熱介質在管道入口關鍵部位需要快速解凍的情況下能夠實現輸出功率調整的單芯串聯電伴熱系統。
[0009]本實用新型的目的是這樣實現的:
[0010]一種單芯串聯電伴熱系統，它包括一根被加熱管道，在被加熱管道的外側壁上均勻布置有三根平行的鐵磁性管道，三根鐵磁性管道內分別穿設三根單芯串聯電加熱帶，三根單芯串聯電加熱帶的一端連接電源盒，三根單芯串聯電加熱帶的另一端連接尾端盒。
[0011 ] 三根鐵磁性管道與被加熱管道綁紮連接或者點焊連接。
[0012]被加熱管道與鐵磁性管道之間鑲嵌導熱水泥。
[0013]所述鐵磁性管道接地。
[0014]每根鐵磁性管道為鐵磁性管道段的組合，相鄰鐵磁性管道段之間留有間距。
[0015]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0016]本實用新型因鐵磁性管道電阻及電感量隨管道長度呈正比，通過電磁感應，鐵磁性管道和管內電加熱帶共同作用向外界發熱，可以有效抵消既有電伴熱系統的芯線電阻因長度減小導致單位功率過大現象並得以選擇性矯正，還能對特定部位的介質升溫解凍起額外的作用。因此該單芯串聯電伴熱系統在被加熱管道長度變短、伴熱介質在管道入口關鍵部位需要快速解凍的情況下能夠實現輸出功率調整。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為傳統單芯串聯電伴熱系統的電熱帶鋪設示意圖。
[0018]圖2為傳統 單芯串聯電伴熱系統的三相恆功率Y形負載接線示意圖。
[0019]圖3為傳統單芯串聯電伴熱系統的負載示意圖。
[0020]圖4為本實用新型單芯串聯電伴熱系統的電熱帶鋪設示意圖。
[0021]圖5為本實用新型單芯串聯電伴熱系統的三相恆功率Y形負載接線示意圖。
[0022]圖6為本實用新型單芯串聯電伴熱系統的負載示意圖。
[0023]其中:
[0024]被加熱管道1、單芯串聯電加熱帶2、電源盒3、尾端盒4、鐵磁性管道5、卡箍6、導熱水泥7、單芯串聯電加熱帶的電阻為R、鐵磁性管道電阻為r、鐵磁性管道迴路電感為L。
【具體實施方式】
[0025]參見圖1~圖6，本實用新型涉及的一種單芯串聯電伴熱系統，它包括一根被加熱管道1，在被加熱管道I的外側壁上均勻布置有三根平行的鐵磁性管道5，三根鐵磁性管道5內分別穿設三根單芯串聯電加熱帶2 (A相、B相以及C相)，三根單芯串聯電加熱帶2的一端連接電源盒3，三根單芯串聯電加熱帶2的另一端連接尾端盒4。
[0026]為增強傳熱散熱效果，鐵磁性管道5用一定間隔的卡箍6與被加熱管道I綁紮(也可以使用電焊點焊的方式與被加熱管道I連接)，卡箍6優選為不鏽鋼卡箍；採用在被加熱管道I與鐵磁性管道5相接觸的縫隙之間鑲嵌導熱水泥7 ;為降低鐵磁性管道5內壁感應電流密度，鐵磁性管道5設計壁厚採用不小於3倍於電流趨膚效應厚度的管道。為確保系統安全，設計每根鐵磁性管道5用扁鐵強制接地；鐵磁性管道5優選為鐵磁性管道段的組合(每根鐵磁性管道段為一定數量的6米定製長度無縫鋼管組合)，相鄰鐵磁性管道段之間留有0.1~0.6米的間距以利於單芯串聯電加熱帶2的穿管和系統檢修維護。
[0027]工作原理:
[0028]該單芯串聯電伴熱系統可以在被加熱管道長度變短、伴熱介質在管道入口關鍵部位需要快速解凍的情況下能夠實現輸出功率調整，所述措施包括:配電控制部分(不變)；實際單芯串聯電加熱帶鋪設施工長度(截短後調整長度)標定、選定相關長度和規格的無縫鋼管並計算核定功率、必要矯正相關部位配套絕熱層厚度等。
[0029]電源盒進線端接三相交流電，出線端接三根單芯串聯電加熱帶，在三根單芯串聯電加熱帶的特定部位串接多根設計規格的鐵磁性管道並按均勻間隔平行布設在被加熱管道上，最後將三根單芯串聯電加熱帶在尾端盒內並接作為三相Y型接線迴路的O點。
[0030]通過在單芯串聯電加熱帶外穿一定長度的鐵磁性管道，通過電磁感應，讓鐵磁性管道磁滯效應和渦流產生的的功耗以熱能形式釋放在被加熱管道的可選擇部位上，則可有效利用既有的電伴熱系統、修正既有系統的設計和實際的偏差。
[0031]按照電纜鋪設規定，單芯電纜原本不允許穿入鐵磁性管道內，以免產生渦流效應；本實用新型則正好要利用其發熱原理、和單芯串聯電加熱帶一起進行伴熱。
[0032]系統改進後，因鐵磁性管道電阻及電感量隨管道長度呈正比，通過電磁感應，鐵磁性管道和管內電加熱帶共同作用向外界發熱，可以有效抵消既有電伴熱系統的芯線電阻因長度減小導致單位功率過大現象並得以選擇性矯正，還能對特定部位的介質升溫解凍起額外的作用。
【權利要求】
1.一種單芯串聯電伴熱系統，它包括一根被加熱管道(1)，其特徵在於在被加熱管道(I)的外側壁上均勻布置有三根平行的鐵磁性管道(5),三根鐵磁性管道(5)內分別穿設三根單芯串聯電加熱帶(2)，三根單芯串聯電加熱帶(2)的一端連接電源盒(3)，三根單芯串聯電加熱帶(2)的另一端連接尾端盒(4)。
2.根據權利要求1所述的一種單芯串聯電伴熱系統，其特徵在於三根鐵磁性管道(5)與被加熱管道(I)綁紮連接或者點焊連接。
3.根據權利要求1所述的一種單芯串聯電伴熱系統，其特徵在於被加熱管道(I)與鐵磁性管道(5 )之間鑲嵌導熱水泥(7 )。
4.根據權利要求1所述的一種單芯串聯電伴熱系統，其特徵在於所述鐵磁性管道(5)接地。
5.根據權利要求1所述的一種單芯串聯電伴熱系統，其特徵在於每根鐵磁性管道(5)為鐵磁性管道段的組合，相鄰鐵磁性管道段之間留有間距。
【文檔編號】F16L53/00GK203823335SQ201420101064
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年3月7日 優先權日:2014年3月7日
【發明者】龔徐興 申請人:江陰市華能電熱器材有限公司