一种双温控电伴热控制方法及控制装置制造方法及图纸

本申请涉及一种双温控电伴热控制方法及控制装置，通过获得管道外壁面温度和靠近管道处空气温度，计算得出一段时间后的介质预测温度，并通过介质预测温度与预设报警温度的比较控制电伴热的启停；本申请同时考虑了介质当前温度和管道附近空气温度对介质温度变化趋势的影响，有效提高了电伴热控制的灵活性和准确性，保障了电伴热运行的安全可靠性，减少了电能消耗，降低了电伴热运行成本。降低了电伴热运行成本。降低了电伴热运行成本。

【技术实现步骤摘要】
一种双温控电伴热控制方法及控制装置


[0001]本申请涉及电伴热运行控制领域，具体地，涉及一种双温控电伴热控制方法及控制装置。

技术介绍

[0002]电伴热作为一种实用、可靠管道保温及防冻方案，在管道保温防冻工程中一直被广泛应用。在运行过程中，电伴热带的启动和停止，一般是通过测温元件测量管道外表面温度来控制的，具体方法为：将温度探头安装于管道外表面，当测得温度低于设定下限值时，电伴热带开启对管道进行加热，当加热至管道外表面温度达到设定上限值时，电伴热带停止加热。
[0003]然而在实际运行过程中，仅通过对上限值和下限值的设定，想要实现对电伴热启停的准确、高效控制却并不容易。当设置的启停温度较低(如0℃开启，5℃停止)时，可以减少电能消耗，节约运行成本，但在极端天气条件下，管道因电伴热加热不及时或加热功率不够高而发生冻害的风险将大大增加；当设置的启停温度较高(如5℃开启，10℃停止)时，系统的安全可靠性能够得到保障，但运行电耗将明显升高，不利于节能环保和经济运行。通常在实际工程中，为应对上述问题，工程人员都会先设置较高的启停温度以保障系统运行的安全性，而后随着对项目具体情况了解的加深，在保障安全的前提下逐步降低电伴热启停温度，最终得到一组与具体项目相适应的启停温度值。上述方法虽然能够一定程度上兼顾电伴热运行的安全性与经济性，但是仅凭一组固定数值实现对电伴热启停控制，控制的灵活性很差，难以真正实现对电伴热的准确、高效控制，并且启停温度值的确定过程十分漫长繁琐。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中的至少一个不足，本申请提供一种双温控电伴热控制方法及控制装置。
[0005]第一方面，提供一种双温控电伴热控制方法，包括：
[0006]获取管道的管壁温度和空气温度；
[0007]根据管壁温度和空气温度确定传热温差；
[0008]根据传热温差确定电伴热开启预测时长内单位长度管道散热量，以及电伴热关闭预测时长内单位长度管道散热量；
[0009]根据电伴热开启预测时长内单位长度管道散热量确定管道内流体温度第一预测值；
[0010]根据电伴热关闭预测时长内单位长度管道散热量确定管道内流体温度第二预测值；
[0011]若管道内流体温度第一预测值低于预设报警温度，则启动电伴热带持续加热，若管道内流体温度第二预测值高于预设报警温度，则关闭电伴热停止加热。
[0012]在一个实施例中，根据管壁温度和空气温度确定传热温差，采用以下公式：
[0013]ΔT＝T1‑
T2[0014]其中，ΔT为传热温差，T1为管壁温度，T2为空气温度。
[0015]在一个实施例中，电伴热开启预测时长内单位长度管道散热量和电伴热关闭预测时长内单位长度管道散热量，采用以下公式计算：
[0016][0017]其中，当i＝1时，τi为电伴热开启预测时长，Q
τi
为电伴热开启预测时长内单位长度管道散热量，当i＝2时，τi为电伴热关闭预测时长，Q
τi
为电伴热关闭预测时长内单位长度管道散热量，c为管内介质比热，ΔT为传热温差，λ为管道保温材料导热系数，D1为管道保温层外径，D0为管道外径，α
s
为保温层外表面向周围环境的放热系数。
[0018]在一个实施例中，管道内流体温度第一预测值和管道内流体温度第二预测值，采用以下公式计算：
[0019]T
τi
＝T1‑
Q
τi
/cρπR2，i＝1或2
[0020]其中，当i＝1时，τi为电伴热开启预测时长，Q
τi
为电伴热开启预测时长内单位长度管道散热量，T
τi
为管道内流体温度第一预测值，当i＝2时，τi为电伴热关闭预测时长，Q
τi
为电伴热关闭预测时长内单位长度管道散热量，T
τi
为管道内流体温度第二预测值，T1为管壁温度，Q
τi
为单位长度管道散热量，c为管内介质比热，ρ为管内介质密度，R为管道截面半径。
[0021]第二方面，提供一种双温控电伴热控制装置，包括管壁温度传感器、空气温度传感器和控制单元，管壁温度传感器用于采集管道的管壁温度并发送至控制单元，空气温度传感器用于采集空气温度并发送至控制单元；
[0022]控制单元用于实现上述的双温控电伴热控制方法。
[0023]在一个实施例中，管壁温度传感器设置在管道的外壁上，空气温度传感器设置在管道的外防护壳的外壁上。
[0024]相对于现有技术而言，本申请具有以下有益效果：本申请的双温控电伴热带控制方法及控制装置，通过获得管道外壁面温度和靠近管道处空气温度，计算得出一段时间后的介质预测温度，并通过介质预测温度与预设报警温度的比较控制电伴热的启停；本申请同时考虑了介质当前温度和管道附近空气温度对介质温度变化趋势的影响，有效提高了电伴热控制的灵活性和准确性，保障了电伴热运行的安全可靠性，减少了电能消耗，降低了电伴热运行成本。
附图说明
[0025]本申请可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分。在附图中：
[0026]图1示出了双温控电伴热控制装置的安装示意图；
[0027]图2示出了双温控电伴热控制装置安装在管道中的侧视图；
[0028]图3示出了根据本申请实施例双温控电伴热控制方法的流程框图。
[0029]附图标记：
[0030]1‑
管道，2
‑
电伴热带，3
‑
空气温度传感器，4
‑
管壁温度传感器，5
‑
保温层，6
‑
外防护壳，7
‑
电伴热带控制箱，8
‑
防潮层。
具体实施方式
[0031]在下文中将结合附图对本申请的示例性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施例的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中可以做出很多特定于实施例的决定，以便实现开发人员的具体目标，并且这些决定可能会随着实施例的不同而有所改变。
[0032]在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本申请，在附图中仅仅示出了与根据本申请的方案密切相关的装置结构，而省略了与本申请关系不大的其他细节。
[0033]应理解的是，本申请并不会由于如下参照附图的描述而只限于所描述的实施形式。在本文中，在可行的情况下，实施例可以相互组合、不同实施例之间的特征替换或借用、在一个实施例中省略一个或多个特征。
[0034]图1示出了双温控电伴热控制装置的安装示意图，本申请实施例提供一种双温控电伴热控制装置，包括管壁温度传感器4、空气温度传感器3和控制单元，控制单元位于电伴热带控制箱7内，管壁温度传感器4用于采集管道1的管壁温度并发送至控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双温控电伴热控制方法，其特征在于，包括：获取管道的管壁温度和空气温度；根据所述管壁温度和所述空气温度确定传热温差；根据所述传热温差确定电伴热开启预测时长内单位长度管道散热量，以及电伴热关闭预测时长内单位长度管道散热量；根据所述电伴热开启预测时长内单位长度管道散热量确定所述管道内流体温度第一预测值；根据所述电伴热关闭预测时长内单位长度管道散热量确定所述管道内流体温度第二预测值；若所述管道内流体温度第一预测值低于预设报警温度，则启动电伴热带持续加热，若所述管道内流体温度第二预测值高于所述预设报警温度，则关闭电伴热停止加热。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，根据所述管壁温度和所述空气温度确定传热温差，采用以下公式：ΔT＝T1‑
T2其中，ΔT为传热温差，T1为管壁温度，T2为空气温度。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电伴热开启预测时长内单位长度管道散热量和所述电伴热关闭预测时长内单位长度管道散热量，采用以下公式计算：其中，当i＝1时，τi为电伴热开启预测时长，Q
τi
为电伴热开启预测时长内单位长度管道散热量，当i＝2时，τi为电伴热关闭预测时长，Q
τi
为电伴热关闭预测时长内单位长度管道散热量，c为管内介质比热，ΔT为传热温差，λ为管道保温材料导热系数，D1为管道保温层外径，D0为管道外径，α
...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨长青，曹若恒，刘利莎，孙海洋，张琨，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：