GB/T 38588-2020 城鎮(zhèn)供熱保溫管網(wǎng)系統(tǒng)散熱損失現(xiàn)場檢測方法

范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了城鎮(zhèn)供熱保溫管網(wǎng)系統(tǒng)散熱損失現(xiàn)場檢測方法的術(shù)語、定義和符號，測試方法，測試分級和使用條件，測試要求，數(shù)據(jù)處理，測試誤差及測試報告。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于熱水介質(zhì)溫度小于或等于150°C、蒸汽介質(zhì)溫度小于或等于350°C的城鎮(zhèn)供熱保溫管道、管道接口及其附件(以下簡稱管道)散熱損失的現(xiàn)場檢測。

術(shù)語、定義和符號
術(shù)語和定義
下列術(shù)語和定義適用于本文件。
穩(wěn)定傳熱  steady heat transfer
保溫管道絕熱結(jié)構(gòu)層內(nèi)，各點徑向溫度不隨時間而改變的傳熱過程。
熱流計法  heat flow meter apparatus method
采用熱阻式熱流傳感器(熱流測頭)和測量指示儀表，直接測量保溫管道保溫結(jié)構(gòu)徑向傳熱的熱流密度測試方法。
表面溫度法  surface temperature method
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，計算出其徑向傳熱的熱流密度測試方法。
溫差法  temperature difference method
通過測定保溫結(jié)構(gòu)各層材料厚度、各層分界面上的溫度、以及各層材料在使用溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)，計算出保溫結(jié)構(gòu)徑向傳熱的熱流密度測試方法。
熱平衡法  heat balance method
在管網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運行工況下，現(xiàn)場測定被測管道的介質(zhì)流量、管道起點和終點的介質(zhì)溫度和(或)壓力，根據(jù)焓差法或能量平衡原理，計算該管道的全程散熱損失值的方法。
傳感器亞穩(wěn)態(tài)  pseudo steady state of transducer
在兩個連續(xù)的5min周期內(nèi)，熱流傳感器的讀數(shù)平均值相差不大于2%和同一測點溫度傳感器讀數(shù)平均值相差不大于0.2°C時的傳熱狀態(tài)。
熱流密度  heat flux
單位時間內(nèi)，通過物體單位橫截面積上的熱量。
保溫結(jié)構(gòu)  insulation construction
保溫層和保護(hù)層的總稱。
地溫  ground temperature
距被測保溫結(jié)構(gòu)敷設(shè)現(xiàn)場大于或等于10m，且與被測保溫結(jié)構(gòu)相同埋深處的土壤自然溫度。

測試方法
熱流計法
熱流計法適用于地上、管溝和直埋敷設(shè)保溫管道的測試或保溫結(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，且保溫結(jié)構(gòu)散熱較為均勻的代表性管道上進(jìn)行的測試。
熱流計法保溫管道散熱的熱流密度應(yīng)按式(1)計算：

式中：
q ——熱流密度，單位為瓦每平方米(W/m²)；
c ——測頭系數(shù)，單位為瓦每平方米毫伏[W/(m²·mV)]；
E ——熱流傳感器的輸出電壓，單位為毫伏(mV)。
測頭系數(shù)應(yīng)按 GB/T 10295 的方法，經(jīng)標(biāo)定后給出。可繪制出測頭系數(shù)與被測表面溫度(可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。
當(dāng)熱流傳感器貼敷部位的溫度大于或小于傳感器標(biāo)定的溫度時，應(yīng)按熱流傳感器產(chǎn)品檢定證書給定的與標(biāo)定溫度偏離時的修正系數(shù)，按式(2)對儀表顯示的熱流密度進(jìn)行修正。

式中：
q_t ——經(jīng)修正后的熱流密度，單位為瓦每平方米(W/m²)；
s ——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′ ——儀表顯示的熱流密度，單位為瓦每平方米(W/m²)。
熱流傳感器的貼敷應(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)設(shè)置在保溫結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，當(dāng)不具備內(nèi)部設(shè)置條件時，可貼敷在保溫結(jié)構(gòu)的外表面，并應(yīng)符合下列規(guī)定：
1) 熱流傳感器與被測表面的接觸不應(yīng)有間隙和氣泡，貼敷表面應(yīng)平整。
2) 貼敷前應(yīng)清除貼敷表面的塵土、水、油漬等污物。貼敷面應(yīng)涂敷適量減小附著熱阻的黃油、硅脂、導(dǎo)熱脂、導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂等熱接觸材料，并可使用壓敏膠帶或彈性圈等材料將熱流傳感器壓緊。
3) 在地上或管溝敷設(shè)的保溫管道外表面貼敷時，熱流傳感器表面的熱發(fā)射率(表面黑度)應(yīng)與被測保溫管道表面的熱發(fā)射率一致，當(dāng)不一致時，可在傳感器表面涂敷或貼敷與被測表面的熱發(fā)射率相近的涂料或薄膜進(jìn)行處理，當(dāng)不能處理時，則應(yīng)按附錄A的規(guī)定對熱流計顯示的熱流密度進(jìn)行修正。
c) 直埋保溫管道熱流密度測試時，宜將熱流傳感器設(shè)置在保溫結(jié)構(gòu)的外護(hù)管內(nèi)。當(dāng)?shù)叵滤惠^高，且在保溫結(jié)構(gòu)外表面貼敷熱流傳感器時，應(yīng)對熱流傳感器及其接線處采取防水措施，熱接觸面間不應(yīng)有水滲入。
熱流傳感器輸出電壓的測量指示儀表或計算機(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。
測試現(xiàn)場地上環(huán)境溫度、濕度的測點距熱流密度測定位置應(yīng)大于1m，且不應(yīng)受其他熱源的影響。測試現(xiàn)場地溫的測點距熱流密度測定位置應(yīng)大于10m，且應(yīng)在相同埋深的自然土壤中。
數(shù)據(jù)測定應(yīng)在達(dá)到亞穩(wěn)態(tài)條件時讀取。
測試方法的其他要求應(yīng)按 GB/T 17357 的規(guī)定執(zhí)行。

表面溫度法
表面溫度法適用于地上、管溝敷設(shè)的供熱管網(wǎng)系統(tǒng)的測試。
表面溫度法保溫管道散熱的熱流密度應(yīng)按式(3)計算：

式中：
q_bm ——用表面溫度法測試數(shù)據(jù)計算出的管道熱流密度，單位為瓦每平方米(W/m²)；
α ——總傳熱系數(shù)，單位為瓦每平方米開[W/Mm²·K)]；
t_W ———保溫結(jié)構(gòu)外表面溫度，單位為開(K)；
t_F ———環(huán)境溫度，單位為開(K)。
表面溫度法總傳熱系數(shù)應(yīng)按附錄B的規(guī)定進(jìn)行計算。
保溫管道外表面溫度的測定可采用表面溫度計法、熱電偶法、熱電阻法或紅外輻射測溫儀法。
表面溫度計法測定應(yīng)符合下列規(guī)定：
a) 表面溫度計應(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) 表面溫度計的傳感器應(yīng)與被測表面保持緊密接觸；
c) 應(yīng)減小環(huán)境因素對被測表面貼敷傳感器周圍溫度場的干擾。
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，且表面應(yīng)有良好絕緣層。
b) 熱電偶與被測表面應(yīng)接觸良好，貼敷方式應(yīng)符合下列規(guī)定：
1) 將熱電偶焊接在導(dǎo)熱性好的集熱銅片上，再將其整體貼敷在被測表面上，適于現(xiàn)場布設(shè)，如圖1a)所示；
2) 將熱電偶沿被測表面緊密接觸10mm～20mm，適于現(xiàn)場布設(shè)，如圖1b)所示；
3) 將熱電偶嵌入被測表面上開鑿的緊固槽或孔中，適于工廠預(yù)制，如圖1c)、圖1d)所示。


c) 測定值應(yīng)采用毫伏計、電位差計或計算機(jī)輸入轉(zhuǎn)換模塊讀取，并應(yīng)按測試時環(huán)境溫度進(jìn)行參比端溫度補(bǔ)償。
熱電阻法應(yīng)符合下列規(guī)定：
a) 可采用Pt100B級工業(yè)用熱電阻；
b) 熱電阻護(hù)套應(yīng)緊密貼敷在被測溫度表面，熱電阻與被測表面應(yīng)接觸良好；
c) 測量線路應(yīng)采用三線制，接入橋式或電位差的二次顯示儀表，或接入計算機(jī)輸入轉(zhuǎn)換模塊讀取測定值。
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的距離和發(fā)射角；
b) 當(dāng)保溫結(jié)構(gòu)外表面為有機(jī)材料、油漆或氧化表面時，應(yīng)對被測表面的熱發(fā)射率修正系數(shù)按附錄A進(jìn)行修正，并應(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)使用溫度計，保溫結(jié)構(gòu)表面溫度和環(huán)境溫度應(yīng)同步測試，并應(yīng)按下列規(guī)定選擇環(huán)境溫度測點位置：
a) 地上敷設(shè)的保溫管道，應(yīng)在距保溫結(jié)構(gòu)外表面1m 處測定空氣的溫度；
b) 管溝敷設(shè)的保溫管道應(yīng)測試管溝內(nèi)平均空氣溫度，測溫點布設(shè)位置距離保溫結(jié)構(gòu)外表面及管溝內(nèi)壁均應(yīng)大于0.1m。
環(huán)境風(fēng)速測定應(yīng)使用風(fēng)速儀，測量保溫結(jié)構(gòu)外表面溫度時，應(yīng)同步測量風(fēng)向和風(fēng)速。
測試方法的其他要求應(yīng)按 GB/T 17357 的規(guī)定執(zhí)行。


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