Ứng dụng theo dõi nhiệt bằng điện để bảo vệ chống đóng băng và cách nhiệt trong đường ống cấp nước cho bến tàu

Vào mùa đông, nếu nhiệt độ ở các khu vực cảng có vĩ độ cao vượt quá 60 độ C và duy trì ở mức dưới mức đóng băng thì đường ống cấp nước tại bến cảng liên tục bị đóng băng và nứt, ảnh hưởng nghiêm trọng đến nguồn cung cấp nước bình thường tại bến cảng. Khu của thuyền viên bến tàu và khu vực ăn uống-tại chỗ nằm ở tuyến đầu và có số lượng nhân viên đông đảo. Sau khi đường ống cấp nước đóng băng, việc phụ thuộc vào nguồn cấp nước phụ trợ trong thời gian dài đặt ra thách thức đáng kể về nhân lực và nguồn lực. Để giải quyết vấn đề này và đảm bảo sinh kế cho người dân trước mùa đông, cần giải quyết vấn đề duy trì nguồn cung cấp nước bình thường tại các bến cảng trong thời tiết cực lạnh.

Trong phương pháp chống đóng băng mùa đông truyền thống để xây dựng đường ống cấp và thoát nước, hệ thống sưởi phụ trợ thường sử dụng các giải pháp theo dõi nhiệt với nước nóng hoặc hơi nước làm môi trường nhiệt. Tuy nhiên, giải pháp này phức tạp trong thiết kế và xây dựng cũng như khó vận hành và quản lý. Đối với-đường ống cấp, thoát nước ngoài trời đường dài tại bến cảng, chi phí đầu tư và vận hành quá cao nên không phù hợp với điều kiện thực tế của bến cảng. So với các giải pháp truyền thống, dò nhiệt bằng điện mang lại những ưu điểm như kết cấu đơn giản, an toàn và tin cậy cũng như chi phí đầu tư và vận hành thấp. Vì vậy, giải pháp sử dụng các lớp cách nhiệt cộng với băng-tự điều chỉnh nhiệt điện ngày càng trở nên phổ biến.

Băng sưởi-tự điều chỉnh, còn được gọi là băng sưởi-tự điều chỉnh (công suất thay đổi), là một bộ phận làm nóng có hình dạng dải-giới hạn nhiệt độ gia nhiệt tối đa. Nó được làm bằng dây dẫn, vật liệu làm nóng (PTC), lớp cách điện và được bọc trong vỏ kim loại. Vật liệu "PTC" có hệ số điện trở nhiệt dương; điện trở của nó tăng theo nhiệt độ và công suất đầu ra của nó giảm. Khi nhiệt độ đạt đến một giá trị nhất định, điện trở tiến đến vô cùng và công suất đầu ra tiến tới 0.

Ví dụ này minh họa việc lắp đặt một băng nhiệt-tự điều chỉnh trên khoảng 300m đường ống cấp và thoát nước DN25 PPR tại một bến tàu ở Đông Bắc Trung Quốc, bao phủ khu ở của thủy thủ và ba khu vực ăn uống-tại chỗ. Băng sưởi-tự điều chỉnh lần đầu tiên được lắp đặt trên ống nước PPR bằng phương pháp lắp đặt cuộn dây với khoảng cách 4-5cm.

Vì yêu cầu duy nhất trong sử dụng thực tế là ngăn chặn đường ống bị đóng băng nên duy trì nhiệt độ khoảng 59 độ là đủ. Do đó, băng sưởi-tự điều chỉnh nhiệt độ-thấp đã được chọn cùng với bộ điều khiển nhiệt độ để kiểm soát nhiệt độ chính xác.