Устройство системы антиобледенения кровли и водостоков при помощи саморегулирующегося греющего кабеля

Подготовка к монтажным работам

Выбрав кабель для обогрева необходимого внешнего участка здания, можно приступить непосредственно к монтажным работам. Сама укладка термопроводов несложна, ее можно провести своими руками. Но чтобы во время работ не возникло непредвиденных обстоятельств, к монтажу стоит подготовиться заранее.

  • термостат;
  • датчик;
  • защитный автомат УЗО;
  • силовой кабель;
  • крепежные детали;
  • клипсы и хомуты для кабелей.

Из инструментов для монтажных работ своими руками понадобятся:

  • пассатижи;
  • отвертка;
  • клещи;
  • молоток;
  • перфоратор;
  • шуруповерт.

Помимо этого также рекомендуется приобрести строительный скотч и подготовить лестницу. Чтобы обезопасить себя во время работ, желательно соорудить страховочный трос.

Плоские крыши

На плоских крышах, как правило, водосточные трубы проходят внутри здания (рис. 1). Обогревать их на всю длину не нужно в тех случаях, когда трубы проходят в теле теплого здания. Греющий кабель раскладывается на площади 1 кв.м вокруг водоприемной воронки «змейкой» и заводится в воронку на глубину около 1 м до теплой зоны.

Если плоская крыша здания по периметру ограждается парапетом, система организованного водослива представляет собой лотки, вставленные в отверстия парапетов (водометы) и наружные водосточные трубы. В этом случае обогревается площадка 1 кв. м перед водометом, сам лоток или дно водомета и водосточная труба на всю длину. При отсутствии водосточных труб есть опасность того, что талая вода, капая с водомета, частично будет намерзать на фасаде здания и, по мере накопления массы, эта замершая влага с кусками облицовки фасада может падать на тротуары. Именно поэтому при расчете системы обогрева, как и в варианте со скатными кровлями, специалисты рекомендуют сначала установить водосточную систему и затем обогреть ее электрическим кабелем.

Виды нагревательного кабеля для обогрева водостоков

Существует две разновидности нагревательного кабельного элемента, который применяется в системе антиобледенение:

  • резистивный;
  • саморегулирующийся.

Резистивный

Этот первый вид кабеля, который стали использовать в системах обогрева водостоков. Конструктивно это медная жила в двойной изоляционной оболочке. Нагрев происходит за счет ее сопротивления. Особенность элемента – одинаковая выходная мощность по всей длине контура. Тепловыделение у такого кабеля стандартное в пределах 15-30 Вт/м, что позволяет ему нагреваться до +25°С.

Получается, что нагревательный элемент по всей своей длине имеет одинаковую температуру. И она ни при каких условиях не изменяется. К примеру, проложенный кабель расположен под открытым небом, засыпан мусором (листва, мох, веточки и прочее), под снегом. То есть условия его эксплуатации разные, а температуру он имеет одинаковую.

Но, находясь под мусором или снегом, он должен выделять больше тепловой энергии, чтобы справиться с проблемой обледенения. На открытых участках такой энергии требуется меньше. Получается, что некоторые отрезки кабеля впустую расходуют часть тепла. Это говорит лишь об одном – резистивная разновидность частично работает малопродуктивно.

Необходимо обозначить, что нагревательный элемент этого типа делится на две группы – зональные и последовательные.

Последовательные

Это самый простой вид, состоящий из нагревательной жилы и двух слоев оболочек. Между последними сегодня обязательно устанавливают экранирующую оплетку. Она выполняет сразу две функции:

  • заземление;
  • защита от волн электромагнитного типа, которые возникают, когда по кабелю проходит электрический ток.

Свое название материал для обогрева водостоков получил потому, что его сопротивление, а значит, и выделение тепла, зависит от длины контура. Чем длиннее, тем меньше тепловой энергии он будет давать.

При этом регулировать теплоотдачу невозможно. Поэтому материал этого типа быстро выходит из строя, особенно под слоем мусора, под которыми он перегревается и сгорает. Отремонтировать резистивный вид нельзя. Поэтому рекомендуется при его установке проводить постоянное очищение кровли дома.

Производители кабельной продукции предлагают одножильные и двужильные резистивные модели. Вторые считаются более безопасными, потому что в них происходит так называемое нивелирование электромагнитных лучей.

Резистивный последовательный кабельный элемент для обогрева водостоков

Зональные

Это двухжильные кабели для обогрева водостоков, в конструкцию которых внесены изменения – вокруг жил накручена проволочная нихромовая спираль, обладающая высоким сопротивлением. В изоляции жил сделаны прорези, через которые спираль контактирует с каждой жилой по отдельности.

Они сделаны так, чтобы нихромовая проволока касалась каждой жилы поочередно. То есть сначала с одной, затем с другой. И так по всей длине. Благодаря этому создаются участки, работающие не взаимосвязано. Если один из них ломается, другие сохраняют способность функционировать и выделять тепловую энергию.

Именно конструкция кабеля, разбитая на участки, позволяет нарезать ее по границам зон.

Резистивный зональный кабель для обогрева водостоков

Саморегулирующийся

Это также двухжильный кабель для обогрева водостоков, жилы которого соединены друг с другом матрицей. Последняя – это прослойка из полупроводникового материала. В конструкции тоже присутствуют два слоя изоляции и экранирующая оплетка (фольга или проволока).

Матрица является главным отличительным элементом. Она может менять свое сопротивление в зависимости от условий, в которых работает система. Когда температура воздуха повышается, растет сопротивление, а соответственно степень нагрева кабеля становится меньше. Обратная ситуация приводит к увеличению выделения тепла. Это и является саморегуляцией, отсюда и название.

То есть нагревательный элемент сам контролирует силу подачи тока, соответственно потребление мощности. При этом каждый участок функционирует не связано с другими.Степень нагрева по всей длине системы отличается.

Достоинства модели с функцией саморегуляции:

  • высокий КПД, электричество не расходуется впустую;
  • изменение количества выделяемого тепла в зависимости от условий работы;
  • низкое энергопотребление – 15-20 Вт/м;
  • отсутствие перегрева, приводящее к увеличению работоспособности;
  • простота укладки;
  • возможность делить на отрезки по 20 см минимум.

Недостатки устройства:

  • высокая стоимость по сравнению с резистивным аналогом – в 2-4 раза;
  • большой стартовый ток;
  • продолжительное время, необходимое для нагрева.

Саморегулирующийся кабель

Укладка и монтаж обогревательных кабелей на крыше

Система обогрева кровли состоит из нескольких составляющих: нагревательных кабелей, креплений для крыши и водостока, щитка управления, термостанции или ее элементов.

Греющий кабель укладывается не на всю поверхность крыши. Он монтируется по краям крыши и вдоль ендовы с помощью специальных крепежных элементов на глубину 30–35 см. Эти крепежи можно приобрести в том же магазине или торговой точке, где покупали кабель.

Особенности укладки резистивного греющего кабеля на крыше:

  • Перед монтажом на кровлю замерьте сопротивление всей секции. Оно должно соответствовать паспортным данным
  • Длина одной секции фиксированная. Ее нельзя обрезать или добавить новый кабель. Поэтому необходимо тщательно расчертить и сделать план укладки. Высчитать каждый шаг зигзагообразной петли
  • Одножильный кабель нужно монтировать с учетом возвращения обратного конца к месту подключения к сети
  • Двужильный кабель нужно просто аккуратно зафиксировать в конце крыши
  • В конце обязательно вновь замерьте сопротивление. Если произошли изменения, значит, кабель был поврежден. Его нужно демонтировать с кровли

Монтаж саморегулирующего кабеля происходит проще. Его укладывают на крышу таким же зигзагообразным способом на глубину 30–35 см и шагом от 15–25 см. Длина одной секции может составлять от 0,3 м до 150 м.

В водосточной системе все просто: измеряете длину трубы или желоба, подбираете резистивную систему или отрезаете необходимую длину саморегулирующего кабеля. Все концы нагревательных кабелей должны быть сведены на крыше в одной точке. Туда же подводят контактные провода от датчиков влажности температуры, которые монтируются в определенном месте водостока с наименьшей вероятностью попадания мусора и листвы.

Почему растут сосульки – корень проблемы

Каскады сосулек и наледи – зрелище красивое, но наблюдать за ним лучше всего в природных заповедниках, а не в городской среде, на козырьках кровли. Борьба с сосульками может кому-то показаться слишком затратным делом, однако на практике вы только сэкономите – в целости и сохранности после затяжной зимы останутся все водостоки, в добром здравии – все члены семьи.

Фото каскада сосулек и наледи

Как ни странно, но сосульки могут при одной и той же погоде расти с разной скоростью, в зависимости от кровли дома. Крыши могут быть холодными и теплыми. Первые либо вообще не утепленные, с температурой воздуха на чердаке, близкой к температуре на улице, либо утепленные настолько хорошо, что практически не пропускают тепло наружу. Второй тип крыш представляет собой плохо утепленное чердачное помещение, которое теряет часть тепла через кровельный материал.

В результате под слоем выпавшего снега образуется плюсовая температура, снег тает, вода стекает вниз, и в водостоках снова преобразуется в лед. Этот вариант еще более опасен, чем в случае с обычной наледью, вызванной оттепелью, поскольку процесс образования сосулек будет продолжаться постоянно, покуда на улице будет минусовая температура, а в помещении под чердаком – плюс. Страдают водостоки, которые несут на себе огромный вес льда, могут пострадать люди, если этот лед сорвется вниз вместе с водостоком.

На фото — образование сосулек на водостоке

В этом случае нужно либо позаботиться об обустройстве лучшего утепления потолка или всей крыши, с правильной толщиной утеплителя и достаточным вентиляционным зазором, либо установить специальный кабель для водостоков, греющий кровлю и желоба, а лучше сделать это в комплексе.

Средства для обогрева водостока и кровельного свеса

Для предотвращения образования наледей в настоящее время используются различные системы обогрева водостоков и кровли, но в основе практически каждой из них лежит применение специального греющего кабеля и средств автоматики.

Рассмотрим подробнее, какие виды греющего кабеля и регулирующего оборудования существуют, какие из них будут предпочтительнее для выбора.

Какой греющий кабель выбрать

Существует два основных типа греющих кабелей для кровли и водостоков:

Резистивный кабель. На практике представляет собой обычный кабель, состоящий из металлической жилы и изоляции. Резистивный кабель обладает постоянным сопротивлением, постоянной температурой нагрева при эксплуатации и неизменной мощностью. Нагрев кабеля происходит от подключенной к электричеству замкнутой цепи. 

Конструкция (схема) резистивного греющего кабеля

Саморегулирующийся кабель для обогрева водостоков и кровельных свесов более технологичен. Он состоит из греющего саморегулирующегося элемента (матрицы), реагирующего на температуру окружающей среды (водосточной трубы) и меняющего в зависимости от этого свое сопротивление и, соответственно, степень нагрева, а также изоляционной оболочки, оплетки и наружной оболочки.

Каждый из видов греющих кабелей способен обеспечить одинаково эффективный обогрев крыши и водостоков. Однако каждый из них обладает свойственными только ему преимуществами. Так, главным достоинством резистивного кабеля является его намного более низкая цена в сравнении с саморегулирующимся. При этом второй вид более эффективен в плане потребления электроэнергии и неприхотлив к условиям прокладки.

При повышении температуры на улице в матрице кабеля понижается количество проводящих ток путей, благодаря чему мощность и количество потребляемой электроэнергии падает. Температура саморегулирующего кабеля также снижается. Все это позволяет избежать необходимости в использовании датчика температуры, автоматически регулирующего работу кабеля.

Совет от профессионала: Наиболее эффективной по соотношению стоимости и качества принято считать комбинированную систему греющих кабелей. Обычно в кровельной части системы используют недорогие резистивные кабеля, тогда как обогрев водостоков и желобов обеспечивается саморегулирующимися кабелями.

Конструкция (схема) саморегулирующегося греющего кабеля Devi

Что касается расчета энергопотребления и выбора мощности греющих кабелей, то здесь нормой для изделий резистивного типа является кабель мощностью в пределах 18-22 Вт на погонный метр, для саморегулирующихся – 15-30 Вт на метр. Однако следует учесть, что в случае наличия водосточной системы из полимерных материалов мощность кабеля не должна превышать 17 Вт на метр погонный, иначе есть риск повреждения водостока вследствие чрезмерно высокой температуры нагрева.

Состав системы обогрева водостока и кровли

Помимо, собственно, греющих кабелей, системы обогрева также состоят из следующих основных компонентов:

  • Крепежных элементов.
  • Щита управления, обычно состоящего из:
  1. входного трехфазного защитного автомата;
  2. устройства защитного отключения, как правило, 30мА чувствительностью;
  3. четырехполюсного контактора;
  4. однополюсных автоматов защиты на каждую фазу;
  5. автомата защиты цепи управления термостата;
  6. сигнальной лампы.

Компонентов распределительной сети:

  1. силовых кабелей, служащих для питания греющих кабелей;
  2. сигнальных кабелей, соединяющих датчики термостатов с блоком управления;
  3. монтажных коробок;
  4. муфт, обеспечивающих герметичность соединений и законцовок всех типов кабелей.

Схема подключения греющего кабеля

Терморегулятора. Регулировка работы кабельной системы обогрева может осуществляться при помощи устройств двух типов:

  1. Собственно, терморегулятора. Данный прибор призван включать в работу систему обогрева в заданном диапазоне температур. Обычно рабочий диапазон устанавливается в пределах -8..+3 градуса.
  2. Метеостанции. Помимо определенного диапазона температур, метеостанция способна осуществлять контроль наличия осадков и их таяния на крыше. В состав станции входит не только температурный сенсор, но и датчик влажности, а некоторые метеостанции оснащены одновременно и сенсором осадков, и сенсором таяния (влажности).

При использовании в кабельной системе обычного терморегулятора, пользователю потребуется самостоятельно включать систему в работу при наличии осадков и выключать при их отсутствии. Метеостанция же позволяет полностью автоматизировать процесс работы системы и даже запрограммировать задержки ее отключения по времени. В прочем, по стоимости обычные терморегуляторы существенно более выгодны.

Обогрев крыши и водостоков: как это работает

Кровля и водостоки находятся в безопасности и могут нормально выполнять свои функции ровно до того момента, пока температура воздуха не достигнет отрицательных значений. После этого начинается процесс кристаллизации воды, который сопровождается негативными явлениями:

  • на поверхности желобов и труб образуется наледь, которая снижает их пропускную способность и препятствует отводу осадочных и талых вод с крыши;
  • переход жидкости в твёрдое состояние сопровождается увеличением объёма, что чревато повреждением кровли и водоотводящей магистрали;
  • ухудшение эффективности водостоков и, как следствие, накопление воды на крыше, является причиной протечек во время активного таяния снега;
  • образование пробок в трубах приводит к тому, что вода начинает стекать по стенам и фундаменту, ухудшая внешний вид строения и способствуя его разрушению.

Чтобы система отвода осадков успешно работала даже в самый сильный мороз, в наиболее ответственных местах монтируют электрические нагреватели. Они предупреждают скопление снега и появление ледяной корки, способствуя снижению механической нагрузки на крышу и не допуская заторов на пути талой воды.

Основной функцией системы антиобледенения является предотвращение накопления снега и льда на потенциально опасных участках крыши

Чаще всего греющими кабелями оборудуют следующие элементы водостоков:

  • снегозадержатели;
  • сборные лотки и воронки;
  • желоба;
  • вертикальные трубы.

Кроме того, электрическим обогревом оснащают зоны сбора стоков у ливнёвок, а также лотки и другие элементы дренажной системы.

Устройство системы антиобледенения

Принцип обогрева крыш и водостоков во многом сходен с функционированием тёплых полов. Главным элементом электрической системы антиобледенения является нагревательный контур, который включает одну или несколько секций греющего кабеля, а также крепёжные и изолирующие элементы для его монтажа. Работоспособность электронагревателей обеспечивают силовые и сигнальные кабели, а также разнообразные переключающие и коммутирующие устройства. Для управления нагревом используется терморегулятор, датчики температуры и влажности, реле времени и аппаратура защиты (безопасности). Включение системы антиобледенения может выполняться в простом или интеллектуальном режиме, который предусматривает синхронизацию с метеостанцией.

Работа системы обогрева крыш и водостоков в автоматическом режиме возможна благодаря блоку управления (термостат или метеостанция) и датчикам, которые отслеживают состояние окружающей среды

Принцип действия

Работа обогревающего контура отличается простотой и надёжностью. Включение нагревателей происходит по сигналам с датчиков температуры и влажности, которые устанавливают в затенённых местах и верхних точках водостоков. При падении температуры воздуха ниже установленного значения, термодатчик даст команду на включение нагревателей. Однако подача напряжения к кабелю произойдёт только в случае определённого состояния датчика влажности. Обогрев включится лишь при низких значениях влажности, свидетельствующих о замерзании жидкости. Подача питания прекратится тогда, когда сигнальный сенсор окажется в воде. Подобный алгоритм предотвращает работу системы вхолостую и способствует её экономичности.

Работоспособность систем «антилёд» обеспечивает греющий кабель .который укладывают по краю крыши, в водостоках и других местах возможного скопления снега и льда

Типичные ошибки при монтаже системы

Опытные монтажники выделяют типичные ошибки, которые нередко допускают те, кто впервые самостоятельно устанавливает обогрев водостоков:

Ошибки в проектировании. Самая распространенная – игнорирование особенностей конкретной кровли

При проектировании не обращается внимание на холодные края, теплые участки, зоны водосброса и т.п. В результате на некоторых участках крыши продолжает образовываться наледь.
Ошибки в закреплении греющего кабеля: подвижный провод, «висящий» на монтажной ленте, отверстия в кровле под крепеж, использование ленты, которая предназначена для монтажа теплого пола, на крыше.
Установка пластиковых хомутов, предназначенных для внутренних работ, в качестве крепежей

Под воздействием ультрафиолета они станут хрупкими и разрушатся меньше, чем за год.
Подвешивание греющего кабеля в водосток без дополнительного закрепления на трос. Приводит к обрыву провода по причине температурных расширений и тяжести льда.
Монтаж силовых кабелей, которые не предназначены для укладки на кровле. В результате возникает пробой изоляции, что угрожает поражением током.

К ошибкам можно отнести и подключение греющего кабеля на участках, где его использование не требуется. Его работа будет бесполезна, а владельцу придется ее оплачивать.

Почему скапливается лед

Причины появления наледи относятся к внешним и внутренним факторам:

  • Частые изменения температуры. Это приводит к тому, что слой снега, который уже лежал, мог подтаять, после температура упала, он замерз и его накрыл следующий.
  • Несоблюдение угла ската крыши. Он должен рассчитываться в согласии с климатическими особенностями конкретной территории.
  • Непрочищенные сливные каналы. В осенний период желоба могло засыпать листвой. Она забивает отверстия, что препятствует оттоку воды.
  • Недостаточное утепление чердачного пространства.
  • Наличие мансардного помещения. При использовании чердачного помещения как жилого выделяется пар, кроме того, это приводит к повышению температуры настила. От этого снег подтаивает, и вода замерзает на морозе.
  • Нерегулярная очистка крыши .

Чем грозит обледенение водостоков Система обогрева водостоков обычно монтируется совместно с обогревом некоторых участков кровли. Перед устройством такого типа стоят следующие задачи:

  • Удаление сосулек и намерзших наплывов на кровле.
  • Предотвращение прогнивания кровельного настила вследствие скопления влаги.
  • Освобождение отверстий от заторов для прохождения жидкости.
  • Предотвращение резких перепадов температуры, что может привести к повреждению некоторых материалов.
  • Уменьшение веса налегающего слоя осадков, чтобы снизить нагрузку.
  • Продление срока службы настила и всей стропильной системы .
  • Автоматизация очистки крыши.

Монтируется обычно вместе с обогревом крыши

Общие технологические требования

Электрическая система во время эксплуатации на открытом пространстве подвергается негативному влиянию влаги и перепадам температуры. Поэтому, чтобы снизить механические повреждения, электрический кабель должен соответствовать следующим технологическим требованиям:

  1. Устойчивость к ультра-фиолетовому излучению;
  2. Не подвергаться разрушению при перепадах природного климата;
  3. Хорошо противостоять высокому электрическому напряжению;
  4. Иметь высокую прочность при нагрузке снега;
  5. Надежную безопасность при контакте с электрической энергией;
  6. Хорошую герметичность к влаге.

Производятся кабеля муфтами или бухтами.

Следует знать! Как показала практика, для монтажа электрической системы на крыше лучше приобрести провода секциями. При таком выборе укладка кабеля будет продвигаться быстрее. Для водосточных труб рекомендуется приобрести кабель в бухте.

Какие кабели используют для обогрева кровли и водостоков?

  1. Резистивный. Считается классическим и самым доступным вариантом. Это термопровод с одинаковой мощностью по всей длине. Внутри кабеля находятся медные токопроводящие жилы, а сверху он покрыт специальной защитной оболочкой. При выборе модели кабеля по мощности необходимо учитывать такой параметр как тепловыделение. Например, в случае обогрева водостоков рекомендуется выбрать кабельную продукцию с мощностью от 30 Вт/м и более, и с рабочей температурой до 25 С°. Резистивные кабеля бывают последовательные и зональные. Первые обладают одной или двумя токопроводящими жилами. Возможны вариации подключения: один конец или оба. Самый простой и доступный вид греющего кабеля. Вторые характеризуются присутствием двух медных жил с параллельным расположением, что в процессе подключения обеспечивает две токопроводящие зоны. Обеспечивают обогрев конкретного участка без взаимодействия разных зон между собой.
     
  2. Саморегулирующийся. Характеризуется присутствием специальной матрицы, которая обеспечивает выделение тепла. За счет изменения объема матрицы от внешних температурных условий происходит изменение уровня обогрева. Тем самым оптимальные температуры для обогрева подбираются автоматически, что удобно и экономично. На рынке представлены преимущественно саморегулирующиеся кабеля с мощностями 6-100 Вт/м. Кабельная жила имеет сечение 1-1,5 мм и состоит из 17-19 проводников. Лучше выбрать модели с 19 проводниками, потому что они обеспечивают создание круглого поперечного сечения, что способствует отсутствию как таковых воздушных зазоров при экструзии материалов греющей матрицы.  Очевидными достоинствами использования саморегулирующихся кабельных систем считаются возможность использовать любые удобные отрезки длиной от 20 см, и отсутствие локального перегрева при укладке внахлест нескольких кусков.
Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitter
Напишите комментарий