GB/T 28638-2012 城镇供热管道保温结构散热损失测试与保温效果评定方法

ICS91.140.60

P40百目

中华人民共和国国彖标准

GB/T28638—2012

城镇供热管道保温结构散热损失测试

与保温效果评定方法

Heatlosstestforthermalinsulationstructureandevaluationmethods

forthermalinsulationefficiencyofdistrictheatingpipes

2012-07-31发布2013-02-01实施

GB/T28638—2012

目次

前言m

i范围1

2规范性引用文件1

3术语和定义1

4测试方法2

5测试分级和条件8

6测试程序9

7数据处理11

8测试误差13

9测试结果评定13

10测试报告13

附录A（规范性附录）热流传感器表面热发射率修正系数15

附录B（资料性附录）外护管材料表面热发射率16

附录C（规范性附录）供热管道保温结构外表面总放热系数及其近似计算17

附录D（资料性附录）供热管道沿线情况及气象资料调查表20

附录E（资料性附录）供热管道保温结构散热损失测试数据表21

附录F（资料性附录）供热管道保温结构的最大允许散热损失值23

T

GB/T28638—2012

■ir■■i

刖吕

本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。

本标准由中华人民共和国住房和城乡建设部提出。

本标准由全国城镇供热标准化技术委员会(SAC/TC455)负责归口。

本标准主要起草单位:北京市公用事业科学研究所、北京市建设工程质量第四检测所、北京豪特耐

管道设备有限公司、天津市管道工程集团有限公司保温管厂、大连益多管道有限公司、天津建塑供热管

道设备工程有限公司、天津市宇刚保温建材有限公司、唐山兴邦管道工程设备有限公司、天津天地龙管

业有限公司、北京市育埠保温管厂、青岛热电集团有限责任公司、北京鼎超供热管有限公司、青岛富莱特

管道有限公司、河北华孚管道防腐保温有限公司、中国中元国际工程公司。

本标准主要起草人:杨金麟、白冬军、贾丽华、周曰从、刘瑾、辽彪、叶连基、阎必行、刘秀清、于春清、

李岩曙、冯文亮、邱华伟、叶锡豪、陈洁、王慕翔、段文波、陆君利、胡全喜、高雪、沈旭。

m

GB/T28638—2012

城镇供热管道保温结构散热损失测试

与保温效果评定方法

1范围

本标准规定了城镇供热管道保温结构散热损失测试与保温效果评定的术语和定义、测试方法、测试

分级和条件、测试程序、数据处理、测试误差、测试结果评定及测试报告。

本标准适用于供热介质温度小于或等于150°C的热水、供热介质温度小于或等于350匸的蒸汽的

城镇供热管道、管路附件以及管道接口部位保温结构散热损失测试与保温效果评定。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T4132绝热材料及相关术语

GB/T4272—2008设备及管道绝热技术通则

GB/T8174设备及管道绝热效果的测试与评价

GB/T10295绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法

GB/T10296绝热层稳态传热性质的测定圆管法

GB/T17357设备及管道绝热层表面热损失现场测定热流计法和表面温度法

GB50411建筑节能工程施丁质量验收规范

JJF1059—1999测量不确定度评定与表示

EN12828:2003建筑物热水供热系统设计(Heatingsystemsinbuildings—Designforwater­

basedheatingsystems)

3术语和定义

GB/T4132和GB/T8174界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

热流传感器的亚稳态pseudosteadystateofheatfluxtransducer

在州个连续的5min周期内，热流传感器的读数平均值相差不超过2%时的传热状态。

3.2

实验室测试testinlaboratory

实验室中，模拟供热管道的环境条件和运行工况，所进行的管道保温结构散热损失测试。

3.3

供热管道保温结构表观导热系数equivalentthermalconductivityofthermalinsulation

constructionforheatingpipeline

实验室测试时，由供热管道上测定的热流密度、工作管表面温度和外护管表面温度计算所得的保温

结构绝热层导热系数。

1

GB/T28638—2012

4测试方法

4.1热流计法

4.1.1采用热阻式热流传感器（热流测头）和测量指示仪表,直接测量供热管道保温结构的散热热流密

度。当热流Q垂直流过热流传感器时，散热热流密度按式（1）计算：

q=cXE（1）

式中：

q一一散热热流密度，单位为瓦每平方米（W/m2）；

c测头系数，单位为瓦每平方米毫伏［W/（m2-mV）］；

E——热流传感器的输出电势，单位为毫伏（mV）。

4.1.2测头系数值应按GB/T10295的方法，经标定后给出。可绘制出系数r（c=g/E）与被测表面温

度（视作热流传感器的温度）的标定曲线，该曲线应表示出丁作温度和热流密度的范围。

4.1.3热流计法的使用范围应符合下列规定：

）适用于现场和实验室的测试；

b）适用于架空、地沟和直埋敷设的供热管道的测试；

c）适用于保温结构内外表面存在一定温差、环境条件变化对测试结果产生的影响小、保温结构散

热较均匀的代表性管段上进行的测试。

4.1.4测试方法应按GB/T17357的规定执行。

4.1.5热流传感器的贴附应符合下列规定：

）热流传感器应与热流方向垂直，且热流传感器表面应处于等温面中；

b）热流传感器宜预先埋设在保温结构的内部，不具备内部设置条件时，可贴附在保温结构的外

表面；

c）在保温结构外表面贴附时，热流传感器与被测表面的接触应良好。贴附表面应平整、无间隙和

气泡；

d）贴附前应清除贴附表面的尘土，在贴附面涂敷适量减小附着热阻的热接触材料，并可使用压敏

胶带或弹性圈等材料压紧。热接触材料可采用黄油、硅脂、导热脂、导热环氧树脂等；

e）在架空或管沟敷设的供热管道保温结构外表面贴附时，热流传感器表面的热发射率（表面黑

度）应与被测管道表面的热发射率保持一致。当热流传感器表面的热发射率与被测管道表面

的热发射率不一致时，可在传感器表面涂敷与被测表面热发射率相近的涂料或贴附热发射率

相近的薄膜；当不能用上述方法进行处理时，则应按附录A给出的修正系数和公式对测试结

果进行修正；

f）保温结构外表面热发射率宜采用实际测试值,也可参照附录B的列表选定；

g）直埋供热管道散热损失测试时，宜将传感器设置在保温结构外护管内。当地卜•水位较高，且在

保温结构外表面贴附传感器时,应对热流传感器及其接线处采取防水措施，热接触面间不得有

水渗入。

4.1.6当热流传感器贴附部位的温度高于或低于传感器标定的温度时，应按产品检定证书给定的标定

系数，按式（2）对仪表显示的热流密度值进行修正：

qt—sXq（2）

式中：

<7,——实际热流密度，单位为瓦每平方米（W/m2）；

s——热流传感器产品检定证书给定的与标定温度偏离时的修正系数；

2

GB/T28638—2012

q一一仪表显示的热流密度值，单位为瓦每平方米（W/m2）0

4.1.7热流传感器输出电势的测量指示仪表或计算机输入转换模块的准确度应与热流传感器的准确

度相匹配。当测定的热流密度因环境影响而波动时，宜使用累积式仪表。

4.1.8现场应用热流传感器测定热流密度时，应符合下列规定：

）测试应在一维稳态传热条件下进行；

b）应在达到亚稳态条件时读取测定数据；

c）现场风速不应大于0.5m/s,不能满足时应设挡风装置；

d）传感器不应受阳光直接辐射，宜选择阴天或夜间进行测定，或加装遮阳装置；

e）不应在雨雪天气时进行测定。

4.1.9测试现场环境温度、湿度的测点应在距热流密度测定位置1m远处，且不得受其他热源的

影响。

4.1.10测试现场地温的测点应在距热流密度测定位置10m远处，且在相同埋深的自然土壤中。

4.2表面温度法

4.2.1通过测定保温结构外表面温度、环境温度、风向和风速、表面热发射率及保温结构外形尺寸，散

热热流密度按式（3）计算：

q=（/w—&）（3）

式中：

——总放热系数，单位为瓦每平方米•开［W/（m2•K）］;

——保温结构外表面温度，单位为开（K）；

k——环境温度，单位为开（K）。

4.2.2总放热系数应按附录C的规定计算。

4.2.3表面温度法的使用范围应符合下列规定：

）适用于现场和实验室的测定；

b）适用于架空、地沟敷设的供热管道的测试。

4.2.4测试方法应按GB/T17357的规定执行。

4.2.5保温结构外表面温度的测定可采用表面温度计法、热电偶法、热电阻法或红外辐射测温仪法。

4.2.5.1表面温度计法直接测定保温结构的外表面温度应符合下列规定：

）表面温度计应采用热容小、反应灵敏、接触面积大、热阻小、时间常数小于1s的传感器；

b）表面温度计的传感器应与被测表面保持紧密接触；

c）应减少对传感器周围被测表面温度场的干扰。

4.2.5.2热电偶法应符合下列规定：

）热电偶丝的直径不应大于0.4mm,其表面应有良好绝缘层；

b）热电偶与被测表面的接触良好，应采用以下的贴附方式：

1）加集热铜片的贴附方式:将热电偶焊接在导热性好的集热铜片上，再将其整体贴附在被测

表面上，如图l）所示；

2）表面接触贴附方式:将热电偶沿被测表面紧密接触10mm〜20mm,如图lb）所示；

3）嵌入贴附方式:将热电偶嵌入被测表面上开凿的紧固槽或孔中，如图lc）所示；

4）埋入贴附方式:将热电偶端部的结点埋入被测体3mm〜5mm,如图Id）所示。

3

GB/T28638—2012

d）埋入贴附方式

图1热电偶贴附方式

C）应采用毫伏计、电位差计或计算机输入转换摸块读取测定值,并应进行参比端温度补偿。

4.2.5.3热电阻法应符合下列规定：

）热电阻护套应紧密贴附在被测温度表面，使热电阻与被测表面接触良好；

b）采用三线制测量线路，接入桥式或电位差的二次显示仪表,或接入计算机输入转换模块读取测

定值。

注：热电阻法宜采用PHOOB级工业用热电阻。

4.2.5.4红外辐射测温仪法应符合下列规定：

）采用非接触式红外辐射测温仪测定保温结构外表面温度时，应按仪表使用要求正确选择测温

仪与被测点的距离及发射角；

b）当保温结构外表面为有机材料或油漆和氧化表面时，应对被测表面比辐射率及环境辐射进行

修正，应按仪表使用要求调整仪表的发射率读数。

4.2.6环境温度的测定应使用符合精度等级要求的温度计，同步测定保温结构表面温度和环境温度，

并按下列条件选择环境温度测点位置：

）架空敷设的供热管道，环境温度应在距保温结构外表面1m处测定空气的温度；

b）地沟敷设的供热管道，环境温度应在环地沟内壁附近测定平均空气温度。

4.2.7环境风速测定应使用符合精度等级要求的风速仪，在测量保温结构外表面温度时，同步测量风

向和风速。

4.3温差法

4.3.1通过测定供热管道保温结构各层材料厚度、各层分界面上的温度、以及各层材料在使用温度下

的导热系数，计算保温结构的散热热流密度。

4.3.1.1架空和地沟敷设的单层保温结构供热管道，散热热流密度和单位长度线热流密度按式（4）和

式（5）计算：

q_5(4)

7tD

Ct—/w)

(5)

4

GB/T28638—2012

式中：

<7.——单位长度线热流密度，单位为瓦每米（W/m）；

A——保温材料在使用温度下的导热系数，单位为瓦每米•开［W/（m•K）］；

f——工作钢管中介质温度，单位为开（K）；

d——保温层内径（可视为工作钢管外径），单位为米（m）；

D——保温结构外径，单位为米（m）。

4.3.1.2架空和地沟敷设的多层保温结构供热管道，热流密度和单位长度线热流密度按式（4）和式（6）

计算：

式中：

A,——第/层保温材料在使用温度下的导热系数,单位为瓦每米•开［W/（m•K）］；

d,——第，层保温材料外径，单位为米（m）；

t/,-i第i层保温材料内径，单位为米（m）；

"——保温材料层数。

4.3.1.3直埋供热管道的保温结构，热流密度和单位长度线热流密度计算，按式（4）和式（7）计算:

式中：

&一一直埋管道周边环境温度（当He/D<2时，取地表大气温度；当He/D>2时,取直埋管道中

心处地温），单位为开（K）；

WE——直埋管道中心至地表面深度，单位为米（m）；

&—管道保温结构综合热阻，单位为米•开每瓦（m•K/W）；

Re-直埋管道周围土壤热阻，单位为米•开每瓦（m•K/W）。

）管道保温结构综合热阻按式（8）计算：

说》

(8)

b)直埋管道周围土壤热阻按式（9）和式（10）计算：

1）当He/D<2时：

o1、/j2He

&=£〒><arcosh—(9)

2）当He/D>2时，可简化为:

p1、/]4XHe(10)

R^2^Xin—D~

式中：

Ae——实测土壤导热系数,单位为瓦每米•开［W/（m•K）］o

4.3.2温差法的使用范围应符合下列规定：

）适用于现场和实验室的测试；

b）适用于供热管道保温结构预制时及现场施工时预埋测温传感器的测试。

4.3.3稳态传热时，保温材料首层内表面与工作钢管接触良好的条件下，供热管道内的介质温度可视

为保温材料首层内表面温度。

4.3.4当保温结构外护管较厚时，应将外护管作为保温结构中的一层来计算热流密度。

5

GB/T28638—2012

4.3.5保温结构各层界面的温度可采用预埋的热电偶或热电阻测量，并应符合4.2.5.2和4.2.5.3的

规定。测得的各层温度平均值，可作为该层保温材料导热系数实测时的使用温度。

4.3.6直埋供热管道保温结构中温度传感器在外护管上的引线穿孔应进行密封，不得渗漏。

4.3.7保温结构的各层外径，应为测试截面处的实际结构尺寸。

4.3.8保温结构各层保温材料导热系数的确定,应在实际被测供热管道的保温结构中取样，并分别按

实际平均T作温度测定。

4.3.9直埋供热管道的土壤导热系数，应取管道工程现场的土壤试样测定。

4.4热平衡法

4.4.1在供热管道稳定运行工况下，现场测定被测管段的介质流量、管段起点和终点的介质温度和

（或）压力，根据熠差法或能量平衡原理，计算该管段的全程散热损失值。

4.4.1.1对于管段全程均为过热蒸汽的供热管道，全程散热损失按式（H）计算：

Q=0.278SX（川一加）（11）

式中：

Q——管段的全程散热损失，单位为瓦（W）；

S蒸汽质量流量，单位为千克每小时（kg/h）；

h、、h2——据蒸汽参数查得的被测管段进出口蒸汽比熔，单位为千焦每千克（kj/kg）o

4.4.1.2对于管段中有饱和蒸汽及冷凝水的供热管道,全程散热损失（冷凝水回收时，按实际计量的回

收热量确定）按式（12）计算：

Q=0.278X（GqlXA,-Gq2XA2）（12）

式中：

Gql、（兔2——管段进出口处测得的蒸汽质量流量，单位为千克每小时（kg/h）o

4.4.1.3对于热水供热管道，可用测定的热水流量和管段进、出口热水温度和焙值，按式（11）计算全程

散热损失，也可按式（13）计算：

Q=0.278GX（“Xh—exX心）（13）

式中：

Gs热水质量流量，单位为千克每小时（kg/h）；

ci、C2据热水温度查得的被测管段进出口热水比热容，单位为千焦每千克•开［kj/（kg•K）］；

八、仇一一被测管段进出口热水温度，单位为开（K）。

4.4.2热平衡法的使用范围应符合下列规定：

）无支管、无途中泄漏和排放的供热管线或管段；

b）架空、地沟和直埋敷设的供热管道保温结构散热损失测试；

c）具有一定传输长度和一定介质温降的供热管道保温结构散热损失的现场测试，对于管段全程

温降较小，测温传感器精度和分辨率不满足要求时，不应采用热平衡法。

4.4.3被测管段进出口处应按测试等级精度要求设置流量、温度和（或）压力测量仪表。当使用管段进

出口处已安装的仪表时，应检验其精度和有效性。

4.5实验室测试

4.5.1实验室模拟环境和运行条件下的供热管道保温结构散热损失测试方法，应按GB/T10296的规

定执行。

4.5.2实验室测试的使用范围应符合下列规定：

）适用于架空、地沟和直埋敷设的供热管道保温结构散热损失的模拟测试，可作为提供保温结构

设计计算和材料选择的依据；

6

GB/T28638—2012

b）适用于对丁程现场所采用的保温管道产品进行保温效果的检验测试和评定；

c）适用于对保温管道生产企业的保温管道产品进行型式检验，可用作管道保温性能和加速老化

性能测试。

4.5.3实验室测试系统的加热热源，应设置对T作钢管内的介质温度调节、控制装置，并应符合下列

规定：

）最高温度应大于或等于350°C；

b）温度控制精度应小于或等于±0.5°C。

4.5.4实验室测试系统的恒温小室应符合下列规定：

）室内空气温度调节范围为10°C~35°C，控制精度应小于或等于±1°C;

b）室内空气相对湿度的调节范围为30%RH〜60%RH,控制精度应小于或等于±5%;

c）测试段处的风速应小于或等于0.5m/s0

4.5.5当被试验管道工作管的直径小于500mm时，试验管段长度宜为3m；当丁作管直径大于或等

于5C0mm时,试验管段长度应大于或等于5mo

4.5.6在被试验管段保温结构的两端，距端头大于或等于0.5m处，应按GB/T10296的规定，采取隔

缝防护。

4.5.7在被试验管段中间选择1个〜2个垂直于管段轴线的测试截面，2个测试截面的间距应为

100mm〜200mm。

4.5.8选择并列2个测试截面时，管段散热损失应取2个截面测试结果的平均值。

4.5.9实验室模拟环境和运行条件下，宜采用热流计法直接测得架空、地沟敷设管道保温结构的散热

损失。

4.5.10对于直埋供热管道，实验室测试的结果还应按下列方法换算为直埋供热管道的散热损失，并应

符合下列规定：

）由实验室测试中测得的管道保温结构单位长度线热流密度可用式（14）表达，并按式（15）计算

保温结构的表观导热系数：

(14)

2^Xln(7)

(15)

2kX(z—t、J

式中：

<7i.av——试验管段单位长度线热流密度,单位为瓦每米（W/m）；

AP——试验管段保温结构的表观导热系数，单位为瓦每米•开［W/（m•K）］o

b）直埋供热管道单管敷设时,散热损失按式（7）计算；

1）管道保温结构综合热阻E按式（16）计算：

R\XIn（16）

Z7tApcl

2）土壤热阻Re应按式（9）或式（10）计算。

c）直埋供热管道双管敷设时,散热损失按式（17）计算：

t—&(17)

R+Re+Rs

式中:

Rs——直埋管道双管敷设，因相互间温度场的影响产生的附加热阻，单位为米•开每瓦（Hi・K/W）。

7

GB/T28638—2012

1）两条管道的附加热阻按式（18）和式（19）计算。

第一条管道的附加热阻：

_(心一乙)＞〈Ei—a5—厲)x心2