自控温电伴热带原理
时间：2011-12-05 阅读：3214
1、自控温电伴热带概述
自控温电伴热带（或称自限温电热带）。它是一种电热功率随系统温度自调的带状限温伴热器。即电缆本身具有自动限温，并随着被加热体系的温度变化能自动调整发热功率的功能，以保证工作体系始终稳定在设定的*操作温区正常运行。
1.1 工作优点
—加热时能够自动限定电缆的工作温度；
—能随被加热体系的温度变化自动调整输出功率而无需外加设备；
—电缆可以任意裁短或在一定范围内接长使用，而上述性能不变。
—允许交叉重叠缠绕敷设而无过热及烧毁之忧。
1.2 工作优点
自控温电伴热带在用于防冻和保温时，具有如下优点：
—伴热管线温度均匀，不会过热，安全可靠；
—节约电能，稳态时，功率较小；
—间歇操作时，升温启动快速；
—安装及运行费用低；
—安装使用维护简便；
—便于自动化管理。
2、自控温电伴热带PTC工作原理
2.1 PTC效应及PTC材料
PTC效应即正温度系数效应，是特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。具有PTC效应的材料称为PTC材料，本电缆的高分子PTC材料是半晶离聚物与炭黑的共混物。
2.2 工作原理
自控温电伴热带的电热元件，是在两根平行金属母线之间均匀的挤包一层PTC材料制成的芯带。 PTC材料经熔融挤出、冷却定型之后，分散其中的炭微粒形成无数纤细的导电炭网络。当它们跨接在两根平行母线上时，就构成芯带的PTC并联回路。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形成并联回路。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。当芯带温度升到相应的高阻区时，电阻大到几乎阻断电流的程度，芯带的温度将达到高限不再升高（即自动限温）。与此同时，芯带 通过护套向温度较低的被加热体系传热，达到稳态时单位时间传递的热量等于电缆的电功率。电缆的输出功率主要受控于传热过程以及被加热体系的温度。
2.3工作性能
2.3.1功率自调性能
自控温电伴热带的电热功率是随温度升高而自动减少，或随温度降低自动增大，同时电阻达到极大时，电热功率就趋于极小，温度便升到了高限，这就是电缆的自限温特性。限温伴热是指电缆能在温度高限以下某温区进行伴热的过程。
2.3.2 PTC记忆性能
自控温电伴热带的电阻随着温度升高而增大，在降温时若电阻能沿着原升温路线返回原来的起点，便是具有PTC记忆性能。具有记忆性能的电缆才能长期反复使用。
2.3.3温度均匀性能
自控温电伴热带的芯带是由大量的纤细导电网络形成的PTC并联单元组成。当伴热管道任何区段出现 料温及能耗波动时，所在部位的各个PTC元都能直接感温并独立做出响应。即时朝着消除波动的方向自动调整各自的输出功率，温度低了功率调大，温度高了功率 调小，并按温度波动的幅度大小，给出功率调幅的大小，以维持整个系统各区段的运行温度均匀稳定。这是一种微区跟踪，全线同步，全自动的伴热保温过程。
3、 自控温电伴热带主要参数定义
3.1 标称功率
标称功率是指在额定工作电压下，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。
3.2 温控指数
温控指数是指温度每升高1℃时，电缆输出功率的下降值，或温度每降低1℃时，电缆输出功率的增加值（一般给出zui低值）。
3.3 zui高维持温度
在用一定型号的电缆伴热某一体系时，能使体系维持到的zui高温度称为该种型号的电缆的zui高维持温度。维持温度是一个相对参数，它与保温体系的热损失大小有关，与伴热电缆的zui高表面温度有关。在使用中如设计得当，可以使体系温度维持在从zui高表面温度到环境温度之间的任何温度。
3.4 zui高曝露温度
曝露温度是指外部热源施加在电缆上的温度。曝露温度高于一定温度后，将开始损坏电缆的电热性能。这个温度是温控伴热电缆所能承受的zui高温度，称为zui高曝露温度。
3.5 zui高表面温度
指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zui高电热温度。这一参数对有易燃物料和易爆气氛的场合是重要的。
3.6 zui大使用长度
在单一电源的额定工作电压下，伴热电缆有允许使用的电大长度限制，这个长度为zui大使用长度。zui大使用长度与额定电压、功率、规格及环境温度有关。如果使用需要超过zui大使用长度，应当另接电源。