A بخاری ردیابی یک کابل یا نوار گرمایش مقاومتی است که در طول لوله، ظرف یا ابزار برای جلوگیری از یخ زدگی، حفظ دمای فرآیند یا جبران اتلاف گرما اعمال می شود. نصب مناسب ردیابی حرارتی تنها مهمترین عامل است تعیین اینکه آیا یک سیستم به طور قابل اعتماد کار می کند یا پیش از موعد خراب می شود - نصب ضعیف اکثر خرابی های ردیابی گرما را در تنظیمات صنعتی و تجاری به حساب می آورد.
چه در حال محافظت از یک خط تامین آب مسکونی در یک آب و هوای سرد باشید یا جریان سیال چسبناک را در یک کارخانه فرآوری شیمیایی حفظ کنید، بخاری های ردیابی راه حلی اثبات شده و کم مصرف ارائه می دهند. این راهنما جزئیات عملی را پوشش می دهد: انواع بخاری های ردیابی، نحوه انتخاب مناسب، و نحوه تکمیل نصب ردیابی حرارتی که هم الزامات عملکرد و هم کدهای ایمنی را برآورده می کند.
یک بخاری ردیابی با تبدیل انرژی الکتریکی به گرما در تمام طول خود عمل می کند و گرما را به طور رسانا به سطحی که با آن تماس می گیرد منتقل می کند. بخاری به صورت موازی یا به صورت مارپیچی در اطراف لوله اجرا می شود و عایق حرارتی روی هر دو اعمال می شود تا گرمای تولید شده را حفظ کرده و راندمان را بهبود بخشد.
مقدار حرارت خروجی مورد نیاز به سه متغیر بستگی دارد: حداقل دمای محیط سیستم باید مقاومت کند، دمای نگهداری لوله یا سیال مورد نظر ، و هدایت حرارتی عایق استفاده می شود. یک برنامه معمولی محافظ در برابر یخ زدگی برای لوله آب ممکن است به 5 تا 10 وات بر متر (W/m) نیاز داشته باشد، در حالی که یک برنامه تعمیر و نگهداری فرآیند در دمای بالا برای نفت کوره سنگین می تواند 30 تا 80 وات بر متر یا بیشتر نیاز داشته باشد.
اکثر بخاری های مدرن به یک ترموستات یا واحد کنترل الکترونیکی متصل می شوند که دمای محیط یا لوله را کنترل می کند و در صورت نیاز بخاری را روشن یا خاموش می کند. کاهش مصرف انرژی 30 تا 70 درصد در مقایسه با سیستم های با برق مداوم
انتخاب نوع بخاری اشتباه منجر به اتلاف انرژی، خطر گرمای بیش از حد یا محافظت ناکافی می شود. چهار نوع اصلی از نظر رفتار خودتنظیمی، محدوده دما و مناسب بودن کاربرد به طور قابل توجهی متفاوت هستند.
کابل های خودتنظیمی حاوی یک هسته پلیمری رسانا بین دو سیم باس هستند. با افزایش دما، مقاومت الکتریکی پلیمر افزایش می یابد و به طور خودکار خروجی حرارت را کاهش می دهد. با کاهش دما، مقاومت کاهش می یابد و خروجی افزایش می یابد. این رفتار باعث می شود ایمن ترین و همه کاره ترین گزینه برای اکثر تاسیسات .
کابلهای وات ثابت خروجی ثابتی را بدون توجه به دما ارائه میدهند. آنها در دو پیکربندی موجود هستند: مقاومت سری (یک عنصر مقاومت پیوسته واحد) و مقاومت موازی (عناصر گرمایشی در مناطق موازی متصل شده اند). کابل های موازی با وات ثابت را می توان به طول های خاص برش داد. انواع سری نمی توانند.
هیترهای MI از یک سیم مقاومتی تشکیل شده است که توسط عایق فشرده اکسید منیزیم در داخل یک غلاف فلزی احاطه شده است. آنها برای دماهای شدید درجه بندی می شوند - تا دمای سطح 650 درجه سانتیگراد در برخی از تنظیمات - و از نظر مکانیکی به اندازه کافی برای محیط های صنعتی خشن مقاوم هستند.
سیستمهای اثر پوستی از یک لوله بیرونی فرومغناطیسی به عنوان بخشی از مدار گرمایش استفاده میکنند که از طریق اثر پوستی جریان AC گرما تولید میکند. آنها به طور خاص برای خط لوله بسیار طولانی - معمولاً 5 تا 25 کیلومتر - رایج کردن آنها در کاربردهای خط لوله نفت و گاز که در آن سیستم های کابلی معمولی غیرعملی هستند.
| تایپ کنید | خود تنظیمی | حداکثر دما | قابل برش میدانی | برنامه معمولی |
|---|---|---|---|---|
| خود تنظیمی | بله | 85 درجه سانتی گراد | بله | حفاظت در برابر یخ زدگی، نگهداری عمومی |
| وات ثابت (موازی) | خیر | 120 درجه سانتی گراد | بله | خطوط فرآیند صنعتی |
| عایق مواد معدنی | خیر | 650 درجه سانتی گراد | خیر | مناطق با دمای بالا / خطرناک |
| اثر پوستی | خیر | 150 درجه سانتی گراد | خیر | خطوط لوله نفت و گاز از راه دور |
نصب رد گرمایی که در زمستان بازرسی نمیشود یا عملکرد ضعیفی دارد، تقریباً همیشه نتیجه نادیده گرفتن مراحل آمادهسازی کلید یا استفاده نادرست از کابل است. فرآیند زیر برای نصب استاندارد خودتنظیم یا موازی با وات ثابت روی لولههای فلزی یا پلاستیکی اعمال میشود - رایجترین سناریو برای استفاده تجاری و صنعتی.
قبل از خرید کابل، بار حرارتی مورد نیاز را محاسبه کنید. فرمول استاندارد قطر لوله، ضخامت عایق، هدایت حرارتی عایق (مقدار لامبدا)، حداقل دمای محیط و دمای نگهداری هدف را در نظر می گیرد. اکثر تولید کنندگان بزرگ (Raychem/nVent، Thermon، BriskHeat) نرم افزار طراحی رایگانی را ارائه می دهند که نیاز W/m را ایجاد می کند و مدل های کابل را به طور خودکار توصیه می کند.
به عنوان یک مرجع عملی: یک لوله فولادی 2 اینچی (50 میلی متر) که به محافظت در برابر یخ زدگی در دمای 20- درجه سانتی گراد با 50 میلی متر عایق پشم معدنی نیاز دارد معمولاً نیاز دارد. تقریباً 10-15 وات بر متر خروجی بخاری ردیابی . بدون عایق، همان لوله ممکن است به 40 تا 60 وات بر متر نیاز داشته باشد - نشان می دهد که چرا عایق همیشه بر روی ردیابی گرما نصب می شود و هرگز حذف نمی شود.
سطح لوله را از زنگ زدگی، رسوب، روغن و زباله تمیز کنید. در لوله های فلزی، بخاری ردیابی باید مستقیماً با فلز لخت برای انتقال حرارت بهینه تماس داشته باشد. در لوله های پلاستیکی، ابتدا نوار فویل آلومینیومی به عنوان پخش کننده حرارتی اعمال می شود - این مرحله ای است که اغلب در کارهای لوله های پلاستیکی نادیده گرفته می شود و منجر به نقاط داغ و توزیع ناهموار دما می شود.
کابل را در امتداد انتهای لوله های افقی (موقعیت ساعت 5 یا 7) قرار دهید تا در صورت ایجاد تراکم یا یخ در تماس باقی بماند. روی لوله های عمودی، کابل را مستقیم اجرا کنید. هر بار کابل را محکم کنید 300 میلی متر (12 اینچ) با استفاده از نوار چسب فایبرگلاس یا آلومینیوم - هرگز نوار PVC استاندارد که در اثر چرخه گرما تخریب می شود.
در شیرها، فلنجها، پمپها و تکیهگاههای لوله، طول کابل اضافی را بهعنوان یک حلقه یا مارپیچ اضافه کنید تا اتلاف حرارت بیشتر در این اتصالات را جبران کنید. یک شیر استاندارد معمولاً به یک شیر اضافی نیاز دارد 0.5-1.5 متر کابل بسته به اندازه سوپاپ راهنمای نصب سازنده جداول کمک هزینه مناسب را برای محاسبات دقیق ارائه می دهد.
انتهای آزاد کابل باید با کیت آب بندی انتهایی عرضه شده توسط سازنده آب بندی شود تا از نفوذ رطوبت به هسته کابل جلوگیری شود. عدم آب بندی مناسب انتهای کابل یکی از شایع ترین علل شکست مقاومت عایق است و سفرهای گسل زمینی. قبل از روشن شدن کابل و قبل از نصب عایق، مهر و موم انتهایی را اعمال کنید.
انتهای اتصال برق در یک جعبه اتصال مناسب خاتمه می یابد - دارای رتبه بندی برای محیط زیست (به عنوان مثال، IP65 برای فضای باز، دارای گواهینامه ATEX/IECEx برای مناطق خطرناک). برای سیستم های 120 ولت یا 240 ولت، یک مدار اختصاصی با قطع کننده مدار خطای زمین (GFCI) با ولتاژ 30 میلی آمپر توسط اکثر کدهای الکتریکی، از جمله NEC ماده 427 در ایالات متحده مورد نیاز است.
عایق لوله - معمولاً پشم معدنی، سیلیکات کلسیم یا شیشه سلولی بسته به دمای فرآیند - بلافاصله پس از تکمیل و آزمایش تمام اتصالات الکتریکی روی لوله ردیابی شده نصب کنید. ژاکت عایق (روکش آلومینیوم یا PVC) آخرین بار برای محافظت در برابر آسیب های جوی و مکانیکی اعمال می شود.
یک پنجره بازرسی یا نقطه دسترسی برچسب دار را در جعبه اتصال برق و در هر مکان حسگر ترموستات بگذارید. دفن این نقاط در زیر عایق - یک میانبر رایج - تعمیر و نگهداری و تشخیص عیب در آینده را به طور قابل توجهی سخت تر می کند.
قبل از برق رسانی، تست مقاومت عایق (IR) را با استفاده از مگاهم متر 500 ولت یا 1000 ولت انجام دهید. یک کابل خودتنظیم سالم باید بیشتر از 20 مگا اهم خوانده شود بین هادی ها و صفحه قیطان/زمین. مقادیر کمتر از 1 MΩ نشان دهنده ورود رطوبت یا آسیب است و باید قبل از راه اندازی سیستم بررسی شود.
پس از برق انداختن، میزان جریان را اندازه بگیرید و با جریان نامی سازنده در دمای محیط نصب مقایسه کنید. تمام نتایج آزمایش را در یک رکورد راه اندازی به عنوان ساخته شده ثبت کنید - این مستندات برای اهداف بیمه و برای تشخیص عیب سال ها بعد ضروری است.
تجربه میدانی و داده های خدمات سازنده به طور مداوم به مجموعه ای از خطاهای قابل اجتناب اشاره دارد. شناسایی این موارد قبل از نصب باعث صرفه جویی در زمان، هزینه و خطر ایمنی می شود.
یک بخاری ردیابی که به طور مداوم بدون کنترل کار می کند مصرف می کند 3-5 برابر انرژی بیشتر نسبت به یک سیستم به درستی کنترل شده در طول یک فصل گرما. انتخاب روش کنترل مناسب به بحرانی بودن برنامه و بودجه بستگی دارد.
سادهترین روش کنترل: یک ترموستات دو فلزی یا الکترونیکی وقتی دمای محیط از یک نقطه تنظیم (معمولاً 5 درجه سانتیگراد برای برنامههای محافظت در برابر یخ زدگی) افزایش مییابد، برق را به بخاری ردیابی قطع میکند و وقتی به پایینتر میآید، برق را بازیابی میکند. هزینه کم است - حدود 30 تا 80 دلار برای هر ترموستات - اما دقت آن به 2-5 درجه سانتیگراد محدود شده است و هیچ نظارت از راه دور یا هشدار خطا ارائه نمی دهند.
کنترلکنندههای الکترونیکی (مانند nVent Raychem C910-RS یا Thermon TCM) سنجش دمای محیط یا لوله را با نظارت جریان، حفاظت از خطای زمین و ثبت دادهها در یک واحد ترکیب میکنند. آنها می توانند خطاهای کابل را تشخیص دهند، آلارم را از طریق تماس های رله یا پروتکل های شبکه (Modbus، BACnet) ارسال کنند و برای نظارت بر مدارهای متعدد به طور همزمان در کارخانه های صنعتی طراحی شده اند.
برای کاربردهای فرآیندی حیاتی - مانند حفظ خطوط اسید سولفوریک یا خطوط ضربه ای ابزار - کنترلکنندههای الکترونیکی با نظارت از راه دور بهترین روش در نظر گرفته میشوند ، یک ارتقاء اختیاری نیست. یک خرابی بخاری شناسایی نشده در یک خط ابزار حیاتی می تواند باعث خاموش شدن فرآیند با هزینه ده ها هزار دلار در ساعت شود.
| نوع کنترل | تقریبا هزینه | تشخیص عیب | مانیتورینگ از راه دور | بهترین برای |
|---|---|---|---|---|
| خیر control (always on) | $0 | خیرne | خیر | خیرt recommended |
| ترموستات مکانیکی | 30 تا 80 دلار | خیرne | خیر | حفاظت از یخ زدگی مسکونی / ساده |
| ترموستات الکترونیکی | 80 تا 250 دلار | پایه (GFCI) | خیر | خدمات ساختمان تجاری |
| کنترلر چند مداره | 500 تا 3000 دلار | کامل (GF فعلی) | بله | کارخانه های فرآیند صنعتی |
نصب ردیابی حرارتی در اکثر حوزه های قضایی تابع استانداردهای اجباری است. تاسیسات غیر منطبق با خطر رد شدن توسط بازرسان ساختمان، از بین رفتن پوشش بیمه ای و خطرات ایمنی واقعی هستند.
مخصوصاً برای تأسیسات در مناطق خطرناک - مانند پالایشگاههای نفت، کارخانههای شیمیایی یا تأسیسات پردازش گاز - کابل، جعبه های اتصال، مهر و موم انتهایی و پانل های کنترل همگی باید دارای گواهینامه های منطقه ATEX/IECEx باشند. . اختلاط اجزای تایید شده و غیر تایید شده، تاییدیه منطقه خطرناک کل نصب را باطل می کند.
یک سیستم گرم کننده ردیابی که به درستی نصب شده است به حداقل تعمیر و نگهداری مداوم نیاز دارد، اما بازرسی سالانه قبل از شروع فصل گرما بهترین عمل است - به ویژه در مناطقی که سیستم برای ماه ها خاموش است.
