GB/T 28638-2012 城鎮(zhèn)供熱管道保溫結(jié)構(gòu)散熱損失測試與保溫效果評定方法

范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了城鎮(zhèn)供熱管道保溫結(jié)構(gòu)散熱損失測試與保溫效果評定的術(shù)語和定義、測試方法、測試分級和條件、測試程序、數(shù)據(jù)處理、測試誤差、測試結(jié)果評定及測試報告。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于供熱介質(zhì)溫度小于或等于150°C的熱水、供熱介質(zhì)溫度小于或等于350°C的蒸汽的城鎮(zhèn)供熱管道、管路附件以及管道接口部位保溫結(jié)構(gòu)散熱損失測試與保溫效果評定。

術(shù)語和定義
GB/T 4132 和 GB/T 8174 界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。
熱流傳感器的亞穩(wěn)態(tài)  pseudo steady state of heat flux transducer
在兩個連續(xù)的5min周期內(nèi)，熱流傳感器的讀數(shù)平均值相差不超過2%時的傳熱狀態(tài)。
實(shí)驗(yàn)室測試  test in laboratory
實(shí)驗(yàn)室中，模擬供熱管道的環(huán)境條件和運(yùn)行工況，所進(jìn)行的管道保溫結(jié)構(gòu)散熱損失測試。
供熱管道保溫結(jié)構(gòu)表現(xiàn)導(dǎo)熱系數(shù)  equivalent thermal conductivity of thermal insulation construction for heating pipeline
實(shí)驗(yàn)室測試時，由供熱管道上測定的熱流密度、工作管表面溫度和外護(hù)管表面溫度計(jì)算所得的保溫結(jié)構(gòu)絕熱層導(dǎo)熱系數(shù)。

測試方法
熱流計(jì)法
采用熱阻式熱流傳感器(熱流測頭)和測量指示儀表，直接測量供熱管道保溫結(jié)構(gòu)的散熱熱流密度。當(dāng)熱流Q垂直流過熱流傳感器時，散熱熱流密度按式(1)計(jì)算:

式中:
q 一一散熱熱流密度，單位為瓦每平方米(W/m²)；
c 一一測頭系數(shù)，單位為瓦每平方米毫伏[W/(m²•mV)]；
E 一一熱流傳感器的輸出電勢，單位為毫伏(mV)。
測頭系數(shù)值應(yīng)按 GB/T 10295 的方法，經(jīng)標(biāo)定后給出?？衫L制出系數(shù)c(c=q/E)與被測表面溫度(視作熱流傳感器的溫度)的標(biāo)定曲線，該曲線應(yīng)表示出工作溫度和熱流密度的范圍。
熱流計(jì)法的使用范圍應(yīng)符合下列規(guī)定:
a) 適用于現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室的測試；
b) 適用于架空、地溝和直埋敷設(shè)的供熱管道的測試；
c) 適用于保溫結(jié)構(gòu)內(nèi)外表面存在一定溫差、環(huán)境條件變化對測試結(jié)果產(chǎn)生的影響小、保溫結(jié)構(gòu)散熱較均勻的代表性管段上進(jìn)行的測試。
測試方法應(yīng)按 GB/T 17357 的規(guī)定執(zhí)行。
熱流傳感器的貼附應(yīng)符合下列規(guī)定:
a) 熱流傳感器應(yīng)與熱流方向垂直，且熱流傳感器表面應(yīng)處于等溫面中；
b) 熱流傳感器宜預(yù)先埋設(shè)在保溫結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，不具備內(nèi)部設(shè)置條件時，可貼附在保溫結(jié)構(gòu)的外表面；
c) 在保溫結(jié)構(gòu)外表面貼附時，熱流傳感器與被測表面的接觸應(yīng)良好。貼附表面應(yīng)平整、無間隙和氣泡；
d) 貼附前應(yīng)清除貼附表面的塵土，在貼附面涂敷適量減小附著熱阻的熱接觸材料，并可使用壓敏膠帶或彈性圈等材料壓緊。熱接觸材料可采用黃油、硅脂、導(dǎo)熱脂、導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂等；
e) 在架空或管溝敷設(shè)的供熱管道保溫結(jié)構(gòu)外表面貼附時，熱流傳感器表面的熱發(fā)射率(表面黑度)應(yīng)與被測管道表面的熱發(fā)射率保持一致。當(dāng)熱流傳感器表面的熱發(fā)射率與被測管道表面的熱發(fā)射率不一致陣，可在傳感器表面涂敷與被測表面熱發(fā)射率相近的涂料或貼附熱發(fā)射率相近的薄膜；當(dāng)不能用上述方法進(jìn)行處理時，則應(yīng)按附錄A給出的修正系數(shù)和公式對測試結(jié)果進(jìn)行修正；
f) 保溫結(jié)構(gòu)外表面熱發(fā)射率宜采用實(shí)際測試值，也可參照附錄B的列表選定；
g) 直埋供熱管道散熱損失測試時，宜將傳感器設(shè)置在保溫結(jié)構(gòu)外護(hù)管內(nèi)。當(dāng)?shù)叵滤惠^高，且在保溫結(jié)構(gòu)外表面貼附傳感器時，應(yīng)對熱流傳感器及其接線處采取防水措施，熱接觸面間不得有水滲入。
當(dāng)熱流傳感器貼附部位的溫度高于或低于傳感器標(biāo)定的溫度時，應(yīng)按產(chǎn)品檢定證書給定的標(biāo)定系數(shù)，按式(2)對儀表顯示的熱流密度值進(jìn)行修正:

式中:
q_t  一一實(shí)際熱流密度，單位為瓦每平方米(W/m²)；
s 一一熱流傳感器產(chǎn)品檢定證書給定的與標(biāo)定溫度偏離時的修正系數(shù)；
q' 一一儀表顯示的熱流密度值，單位為瓦每平方米(W/m²)。
熱流傳感器輸出電勢的測量指示儀表或計(jì)算機(jī)輸入轉(zhuǎn)換模塊的準(zhǔn)確度應(yīng)與熱流傳感器的準(zhǔn)確度相匹配。當(dāng)測定的熱流密度因環(huán)境影響而波動時，宜使用累積式儀表。
現(xiàn)場應(yīng)用熱流傳感器測定熱流密度時，應(yīng)符合下列規(guī)定:
a) 測試應(yīng)在一維穩(wěn)態(tài)傳熱條件下進(jìn)行；
b) 應(yīng)在達(dá)到亞穩(wěn)態(tài)條件時讀取測定數(shù)據(jù)；
c) 現(xiàn)場風(fēng)速不應(yīng)大于0.5m/s，不能滿足時應(yīng)設(shè)擋風(fēng)裝置；
d) 傳感器不應(yīng)受陽光直接輻射，宜選擇陰天或夜間進(jìn)行測定，或加裝遮陽裝置；
e) 不應(yīng)在雨雪天氣時進(jìn)行測定。
測試現(xiàn)場環(huán)境溫度、濕度的測點(diǎn)應(yīng)在距熱流密度測定位置1m 遠(yuǎn)處，且不得受其他熱源的影響。
測試現(xiàn)場地溫的測點(diǎn)應(yīng)在距熱流密度測定位置10m遠(yuǎn)處，且在相同埋深的自然土壤中。

表面溫度法
通過測定保溫結(jié)構(gòu)外表面溫度、環(huán)境溫度、風(fēng)向和風(fēng)速、表面熱發(fā)射率及保溫結(jié)構(gòu)外形尺寸，散熱熱流密度按式(3)計(jì)算:

式中:
α 一一總放熱系數(shù)，單位為瓦每平方米·開[W/(m2•K)]；
t_w 一一保溫結(jié)構(gòu)外表面溫度，單位為開(K)；
t_F 一一環(huán)境溫度，單位為開(K)。
總放熱系數(shù)應(yīng)按附錄C的規(guī)定計(jì)算。
表面溫度法的使用范圍應(yīng)符合下列規(guī)定:
a) 適用于現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室的測定；
b) 適用于架空、地溝敷設(shè)的供熱管道的測試。
測試方法應(yīng)按 GB/T 17357 的規(guī)定執(zhí)行。
保溫結(jié)構(gòu)外表面溫度的測定可采用表面溫度計(jì)法、熱電偶法、熱電阻法或紅外輻射測溫儀法。
表面溫度計(jì)法直接測定保溫結(jié)構(gòu)的外表面溫度應(yīng)符合下列規(guī)定:
a) 表面溫度計(jì)應(yīng)采用熱容小、反應(yīng)靈敏、接觸面積大、熱阻小、時間常數(shù)小于1s的傳感器；
b) 表面溫度計(jì)的傳感器應(yīng)與被測表面保持緊密接觸；
c) 應(yīng)減少對傳感器周圍被測表面溫度場的干擾。
熱電偶法應(yīng)符合下列規(guī)定:
a) 熱電偶絲的直徑不應(yīng)大于0.4mm，其表面應(yīng)有良好絕緣層；
b) 熱電偶與被測表面的接觸良好，應(yīng)采用以下的貼附方式:
1) 加集熱銅片的貼附方式: 將熱電偶焊接在導(dǎo)熱性好的集熱銅片上，再將其整體貼附在被測表面上，如圖1a) 所示；
2) 表面接觸貼附方式: 將熱電偶沿被測表面緊密接觸10mm~20mm，如圖1b) 所示；
3) 嵌入貼附方式: 將熱電偶嵌入被測表面上開鑿的緊固槽或孔中，如圖1c) 所示；
4) 埋入貼附方式: 將熱電偶端部的結(jié)點(diǎn)埋入被測體3mm~5 mm ，如圖1d) 所示。

c) 應(yīng)采用毫伏計(jì)、電位差計(jì)或計(jì)算機(jī)輸入轉(zhuǎn)換摸塊讀取測定值，并應(yīng)進(jìn)行參比端溫度補(bǔ)償。
熱電阻法應(yīng)符合下列規(guī)定:
a) 熱電阻護(hù)套應(yīng)緊密貼附在被測溫度表面，使熱電阻與被測表面接觸良好；
b) 采用三線制測量線路，接入橋式或電位差的二次顯示儀表，或接入計(jì)算機(jī)輸入轉(zhuǎn)換模塊讀取測定值。
注: 熱電阻法宜采用Pt100B級工業(yè)用熱電阻。
紅外輻射測溫儀法應(yīng)符合下列規(guī)定:
a) 采用非接觸式紅外輻射測溫儀測定保溫結(jié)構(gòu)外表面溫度時，應(yīng)按儀表使用要求正確選擇測溫儀與被測點(diǎn)的距離及發(fā)射角；
b) 當(dāng)保溫結(jié)構(gòu)外表面為有機(jī)材料或油漆和氧化表面時，應(yīng)對被測表面比輻射率及環(huán)境輻射進(jìn)行修正，應(yīng)按儀表使用要求調(diào)整儀表的發(fā)射率讀數(shù)。
環(huán)境溫度的測定應(yīng)使用符合精度等級要求的溫度計(jì)，同步測定保溫結(jié)構(gòu)表面溫度和環(huán)境溫度，并按下列條件選擇環(huán)境溫度測點(diǎn)位置:
a) 架空敷設(shè)的供熱管道，環(huán)境溫度應(yīng)在距保溫結(jié)構(gòu)外表面1m處測定空氣的溫度；
b) 地溝敷設(shè)的供熱管道，環(huán)境溫度應(yīng)在環(huán)地溝內(nèi)壁附近測定平均空氣溫度。
環(huán)境風(fēng)速測定應(yīng)使用符合精度等級要求的風(fēng)速儀，在測量保溫結(jié)構(gòu)外表面溫度時，同步測量風(fēng)向和風(fēng)速。


京都電子KEM 多通道熱流計(jì)和表面溫度計(jì) HFM-GP10
京都電子KEM 熱流密度和溫度傳感器