電伴熱帶設計方案需要根據具體應用場景（如管道防凍、屋頂融雪、工藝保溫等）、環境條件、熱損失計算以及安全要求進行綜合設計。以下為通用設計框架及關鍵步驟：
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### **一、設計基礎參數**
1. **應用場景**
- 管道/設備防凍、維持工藝溫度、屋頂融雪、罐體保溫等。
2. **環境條件**
- ***低環境溫度（℃）、管道材質、直徑、長度、保溫層材料及厚度。
3. **被伴熱介質要求**
- 維持溫度（如防凍需≥5℃，工藝保溫需≥50℃等）。
4. **電源條件**
- 電壓（220V/380V）、防爆要求（Ex d/IIC T4等）、安裝位置（室內/室外/腐蝕性環境）。
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### **二、熱損失計算**
熱損失（Q）是電伴熱設計的關鍵，需通過公式計算：
[ Q = frac{2pi lambda (T_m - T_a)}{D ln(D/d) + 2lambda / h} ]
- ( T_m )：維持溫度（℃）
- ( T_a )：***低環境溫度（℃）
- ( lambda )：保溫材料導熱系數（W/m·K）
- ( D )：保溫層外徑（m）
- ( d )：管道外徑（m）
- ( h )：表面散熱系數（通常取8-12 W/m2·K）
**簡化估算**：若保溫良好，可按經驗值選擇伴熱帶功率（如10-30W/m）。
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### **三、電伴熱帶選型**
1. **類型選擇**
- **自限溫電伴熱帶**：自動調節輸出功率，適合低溫防凍（-50℃~65℃）。
- **恒功率電伴熱帶**：功率穩定，適合高溫維持（***高可達150℃）。
- **MI礦物絕緣電纜**：耐高溫（可達600℃），適用于危險區域。
- **防爆型**：化工、石油等危險區域需符合Ex認證。
2. **護套材質**
- 氟塑料（耐腐蝕）、不銹鋼（機械防護）、PVC（普通環境）。
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### **四、功率與長度設計**
1. **總功率需求**
[ P_{total} = Q imes L imes S ]
- ( Q )：單位長度熱損失（W/m）
- ( L )：管道長度（m）
- ( S )：安全系數（1.2~1.5，考慮電壓波動或老化）
2. **單根電伴熱帶長度限制**
- 自限溫型：通?！?00m（避免啟動電流過大）；恒功率型可更長（需分段供電）。
3. **回路設計**
- 并聯多個回路，確保單回路電流≤電伴熱帶額定值。
- 閥門、法蘭等散熱部位需額外纏繞。
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### **五、溫控系統**
1. **自限溫電伴熱帶**：無需溫控器（內置PTC特性）。
2. **恒功率電伴熱帶**：須***配溫控器（機械式或數字式），設置啟停溫度。
3. **監測要求**：高危區域需溫度傳感器+報警系統。
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### **六、安裝設計**
1. **敷設方式**
- 平行貼敷（單/雙回路）或螺旋纏繞（高散熱區域）。
- 纏繞間距計算：[ S = frac{pi D}{N} ]（N為每米管道纏繞圈數）。
2. **配件清單**
- 電源接線盒、尾端密封盒、鋁箔膠帶（增強傳熱）、防爆扎帶、溫控器。
3. **電氣保護**
- 漏電保護開關（30mA）、過載保護、接地系統。
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### **七、安全與規范**
1. **防爆認證**：危險區域需符合ATEX/IECEx/GB3836標準。
2. **電氣安全**：絕緣電阻≥20MΩ（500VDC測試）。
3. **環境防護**：室外安裝需IP65以上防護等級。
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### **八、示例方案（管道防凍）**
- **參數**：DN100鋼管，長度50m，保溫層50mm巖棉，環境-20℃，維持5℃。
- **熱損失**：計算得Q=15W/m。
- **選型**：自限溫電伴熱帶（20W/m，220V，防爆型）。
- **安裝**：單回路平行敷設，配機械溫控器（啟3℃/停8℃）。
- **配件**：2個電源盒、1個溫控器、50個不銹鋼扎帶。
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### **九、注意事項**
1. 避免交叉重疊（自限溫型除外）。
2. 嚴禁超溫運行（如蒸汽吹掃時需斷電）。
3. 每年檢測絕緣電阻及溫控系統。
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