Андрей Смирнов
Время чтения: ~15 мин.
Просмотров: 0

Обогрев крыши: зачем нужен и как сделать всё правильно

Проектирование и расчёт системы антиобледенения

Разработать систему обогрева крыши — задача далеко не самая простая, тем более что в каждом конкретном случае подход требуется индивидуальный. Заниматься проектированием должны специалисты. Но с общими положениями расчёта будущему владельцу ознакомиться всё-таки следует. Хотя бы для того, чтобы не стать жертвой недобросовестного поставщика, пытающегося продать неоправданно дорогую систему.

Итак, в общем случае делают примерно следующее:

Разрабатывают схему укладки греющего кабеля. Если крыша «холодная» (то есть хорошо утеплена) и пологая, можно ограничиться подогревом водосточной системы. На «тёплой» крыше обогреву подлежит ещё и край кровли, граница которого определяется следующим образом: вверх по скату откладывают 30 см от линии пересечения плоскостей наружной стены и ската. На крышах со значительным уклоном ввиду высокой вероятности обрушения снежной массы эту границу нужно отнести ещё выше на 15–20 см. Если крыша плоская, то кабель укладывают вдоль периметра и у сливных воронок.
При большом угле наклона скатов предусматривают также укладку греющего кабеля зигзагом между кромкой кровли и снегозадержателем, который на такой крыше должен устанавливаться в обязательном порядке (ввиду высокой вероятности соскальзывания снежной массы)

Особое внимание следует обратить на места, где стыкуются две части ската с разным уклоном — это долины (сточные грани) на плоских кровлях и ендовы на двускатных. То же можно сказать и про то место, где крыша примыкает к стене

Здесь наледи образуются особенно часто. Кабель нужно укладывать в виде вытянутой петли на 2/3 высоты ендовы или долины. В случае примыкания крыши к стене кабель нужно укладывать в 5 – 8 см от последней, при этом расстояние между нитками вытянутой петли должно составлять 10 – 15 см.
Если крыша водостоком не оборудована, кабель на её кромке располагают по схеме «капающая петля» (при большом уклоне) или «капающая грань» (при малом уклоне). Идея состоит в следующем: петлю подвешивают так, чтобы вода с неё капала прямо на землю. Для укладки по схеме «капающая петля» кабель должен иметь припуск 5 – 8 см.
Вдоль жёлоба шириной до 15 см укладывают одну линию кабеля. Лежащий в жёлобе кабель должен быть заведён «капающей петлёй» длиной 30 – 40 см в воронку водосточной трубы. Так же поступают и при монтаже системы на плоской кровле. В водосточную трубу также запускают одну или две нитки в зависимости от её диаметра. В нижней части водосточной трубы число витков следует увеличить, поскольку она является более холодной, чем верхняя. На кровле кабель укладывается зигзагообразно. Шаг зигзага определяется так: для мягкой кровли из расчёта необходимой удельной мощности (Вт/кв. м), для жёсткой — в соответствии с рисунком кровельного покрытия.
Если средств на закупку саморегулирующегося кабеля в нужном количестве недостаточно, можно применить его только в части системы. Наиболее уместным можно считать использование такого кабеля для обогрева водостока, кровельную же часть можно оснастить дешёвым нерегулируемым кабелем. Далее выбирают местоположение монтажных (соединительных) коробок, так чтобы они были доступны для технического обслуживания. Чаще всего их располагают на кровле рядом с греющим кабелем. Этот элемент можно закрепить где-нибудь под козырьком или на ограждении (на парапете). При наличии чердака можно поместить коробки туда.
Определяют необходимую погонную и общую мощности.

Ориентировочная мощность обогрева для различных элементов кровли составляет:

  • для жёлоба шириной до 150 мм: на «холодной» крыше — 30 – 60 Вт/м, на «тёплой» — 100 Вт/м;
  • для жёлоба шириной свыше 150 мм: 200 Вт/кв. м;
  • на кровле (карнизный свес): на «холодной» крыше — до 150 Вт/кв. м, на «тёплой» — 200 – 250 Вт/кв. м;
  • в ендовах: 250 – 300 Вт/кв. м;
  • на плоских кровлях вокруг сливных лотков, расположенных в зоне примыкания к парапету: 40 – 80 Вт/кв. м.

Если водосточная система собрана из пластмассовых деталей, обогревающие её кабели могут иметь суммарную погонную мощность не более 17 Вт/м. Для крыш с мягким кровельным покрытием максимально допустимая погонная мощность составляет 20 Вт/м.

Далее подсчитывают общую длину греющего кабеля и определяют количество цепей с учётом того, что длина одной цепи не может превышать 120 – 150 м (зависит от марки кабеля). Каждая цепь должна подключаться через отдельное УЗО.

В последнюю очередь проектируют щит управления с учётом количества цепей и потребляемой ими электрической мощности

Виды кабеля

Нагревательные виды бывают следующих типов:

Резистивный греющий кабель

Резистивные

Обладают более простой конструкцией и предназначены для установки в пол и постановке в трубопроводах, диаметр которых не превышает 40 мм. Принцип работы состоит во включении обогрева при помощи устанавливаемых датчиков температуры. При снижении ниже установленного, система автоматически включается и происходит нагрев током элементов, которые направляют получившееся тепло на трубы.

После достижения необходимой температуры система автоматически отключается. Сам кабель состоит из металлической жилы, обернутой изоляционным материалом. Из-за простоты устройства он обладает возможностью сохранения параметров в течение всего периода работы устройства, а также обладает высоким удельным тепловыделением.

Цена его более дешевая, чем у саморегулирующегося. Самой большой минус у резистивных материалов – это необходимость смены всего нагревательного участка в случае наличия неисправности, так как демонтировать какой-либо участок произвольно недопустимо. В продажу поступает в виде готовых секций определенного размера. При подборе необходимо помнить, что при разной длине секций применяются жилы, обладающие различными материалами.

В случае обрезания происходит увеличение удельного тепловыделения, что вызывает перегрев изоляции и дальнейшую поломку. Максимальный эффект при монтировании данного вида компонентов в трубопровод можно получить при дополнительном проведении изоляции трубы.

Наиболее часто в магазинах можно встретить 4 вида резистивных нагревающих элементов, различающихся наличием жил и дополнительного экранирования (одножильный, одножильный экранированный, двухжильный, двухжильный экранированный). На каждом кабеле нанесена информация о типе, удельной мощности, напряжении и дате изготовления.

Саморегулирующийся греющий кабель

Саморегулирующийся

Саморегулирующийся кабель устанавливается для обогрева трубопроводов большого диаметра, кровли и больших промышленных помещений. Система самостоятельно, без применения каких-либо датчиков, начинает греть, реагируя на уменьшение температуры. В нагревательных компонентах данного типа внутри устанавливается несколько полупроводниковых жил, обладающих возможностью изменять сопротивление при повышении или понижении температуры. В случае падения температуры происходит снижение сопротивления, что автоматически повышает выработку тока и приводит к дальнейшему нагреву.

Саморегулирующийся кабель может сработать на любые, даже небольшие термические изменения, на разных участках поверхности. Соответственно, нагрев на различных частях труб может быть абсолютно разным, что позволяет использовать максимально эффективно и добиться экономичности.

Одним из плюсов – это надежность. Например, он не перегреется и не выйдет из строя, даже если произойдет перехлест на каком-либо его сегменте. Кроме того, можно производить нарезку на любую необходимую величину, что в дальнейшем способствует упрощению монтажа и ремонта греющих компонентов.

Минус является относительно небольшой срок службы полупроводниковой матрицы (в среднем около 20 лет), из-за этого данный вид греющего элемента желательно использовать в открытом доступе. Поэтому для таких работ, как постановка нагревательного кабеля в пол желательно применять резистивный тип.

Зональный нагревательный греющий кабель

Зональный

Зональный нагревательный по характеристикам и стоимости находится между резистивными и саморегулирующимися материалами. Данный вид по многим характеристикам схож с резистивным, но обладает одним из главных плюсов саморегулирующихся элементов:  возможность вырезания сразу на объекте.

Проводники обматываются слоем изоляции, поверх которого укладываются материал из сплавов (например, нихромовая нить), обладающих высоким сопротивлением и осуществляющий обогрев.

Греющий кабель с экраном и без. Какой выбрать?

Греющий кабель саморегулирующийся: виды, монтаж, применение для обогрева кровли, водостоков, труб водопровода

Что можно построить на дачном участке? | ТОП-9 Распространенных дачных построек | (75 Фото & Видео) +Отзывы

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.

Советы по выбору

Плюсом самодельной системы является дешевизна составляющих (вся оборудование в среднем- не дороже 1000рублей), и к тому же кабель легко ремонтировать, он не перегорит, не расплавится. Блок питания при необходимости очень легко заменить.

Минусы — отсутствие автоматизированности процесса, необходимо регулировать температуру вручную и периодически проверять блок питания.

Поэтому промышленный вариант все-таки проще. Профессионалы рекомендуют устанавливать комбинированную систему обогрева. В ней резистивный кабель располагается на участках с одинаковой температурой (скат кровли и тп), а саморегулирующийся — в желобах, ендовах, трубах.

Можно сделать ручное включение резистивной части системы для удобства.

Выбираем тип греющего кабеля

Основой всего механизма является греющий кабель. Для кого-то это понятие является чем-то новым, но на самом деле такие решения применяются уже не один год.

Греющий кабель резистивный

Резистивный. По внешнему виду он напоминает обыкновенный одножильный или многожильный алюминиевый кабель в оплетке. Нагревание происходит за счет внутреннего сопротивления проводника. Температура легко поддерживается на одном уровне, что гарантирует надежность системы. Обычно он находится в доступной ценовой категории.

Саморегулирующийся

Саморегулирующийся. Строение этого проводника сложнее, а также выше его стоимость. Как следует из названия, этот кабель может функционировать автономно, без участия пользователя. Это значит, что на различных участках может быть разная температура. Объясняется это следующим механизмом: между двумя жилами находится изолятор, который в определенной мере пропускает электрическую энергию. Чем ниже температура, тем ниже сопротивление, тем больше тока проходит, и тем больше происходит нагревание. После разогрева сопротивление повышается и проходимость уменьшается.

Каждый из этих вариантов обладает своими сильными и слабыми сторонами. Резистивный:

  • быстрый разогрев;
  • простота монтажа двухжильного кабеля;
  • простота расчета мощности на погонный метр;
  • нет особых нюансов с подключением.

К недостаткам можно отнести:

  • необходимость укладки конкретной заявленной длины;
  • перерасход электроэнергии на неравномерных участках;
  • в качестве проверки до монтажа доступно только измерение сопротивления.

К плюсам саморегулирующегося относятся:

  • возможность использования без терморегулятора;
  • монтаж отрезка произвольной длины;
  • устойчивость к физическому воздействию;
  • более экономичное потребление по сравнению с резистивным;
  • устойчивость к перепадам напряжения;

Некоторые минусы:

  • сравнительно высокая цена;
  • медленный разогрев;
  • высокая стартовая мощность.

В некоторых ситуациях ради экономии средств эти два вида комбинируют. Например, по скату крыши, где покров снега или льда примерно одинаковый, пускают резистивный, а в желоба, стоки и воронки укладывают саморегулирующийся кабель.

ТОП-5 лучших производителей теплого кабеля

Ведущими производителями нагревательных кабелей являются:

  1. Шведская компания Thermo Industri AB занимается производством кабелей для обогрева бытовых и магистральных трубопроводов. Для изготовления систем используется автоматическое оборудование, что повышает качество продукции и снижает стоимость изделий. Производитель предлагает термические регуляторы и дополнительные приборы, обеспечивающие надежную работу нагревателей для труб.
  2. Изделия Eltrace выпускаются компанией с французскими корнями. Фирма специализируется на выпуске нагревательных элементов с автоматической регулировкой температуры. Для бытового применения предлагается серия изделий Tubes-heat. Линейка Traceco подходит для монтажа на промышленные трубопроводы. Но допускается применение изделий и в частном секторе.
  3. Изделия Thermon выпускаются американской компанией. Оборудование отличается простотой монтажа и пониженным энергопотреблением. Компания предлагает изделия с саморегуляцией температуры.
  4. Датская компания Devi предлагает нагреватели резистивного типа, а также оборудование с саморегуляцией. Фирма специализируется на выпуске нагревательных элементов более 50 лет. Продукция отличается повышенным качеством и простотой монтажа.
  5. Российский производитель Теплолюкс (ССТ) выпускает нагревательные элементы для труб и пола. Продукция отличается пониженной ценой при высоком качестве изготовления.

Если на участке используется нестандартная разводка труб. То владельцу понадобится самостоятельно создать нагревательный контур или обратиться в компанию. При обустройстве электрической нагревательной цепи следует помнить о безопасности и предусматривать установку защитных элементов, исключающих риск поражения током.

Обзор греющего кабеля и тест, не пропустите видео:

Как греющий кабель подключить к сети:

ПолезноБесполезно

Функции обогрева

На первый взгляд, может показаться, что монтаж системы обогрева является ненужным излишеством, так как веками жители северных регионов обходились без нее. Но раньше большая часть крыш были холодными, под ними располагался неотапливаемый чердак, являющийся естественной изоляцией.

Современные кровельные конструкции относятся к теплому типу, потому что под ними размещаются отапливаемые мансарды, которые нагревают поверхность крыши изнутри и подтапливают снежную шапку. Обогрев водотока в этом случае выполняет следующие функции:

  1. Предохраняет свес крыши от образования сосулек, которые являются прямой угрозой жизни прохожих, увеличивают нагрузку на карниз, приводя к обрушению конструкции.
  2. Предотвращает образование наледи на поверхности крыши, увеличивая срок эксплуатации кровельного материала. Ледяная корка, соскальзывая со ската, оставляет на покрытии царапины, особенно опасные для кровельных материалов на основе металла.
  3. Повышает эффективность водостока. Нагревательный кабель подтапливает снег и лед вокруг водосточных желобов и воронок, превращая в воду, которая поступает в ливневую канализацию. При накапливании снеговой массы на поверхности крыши увеличивается нагрузка, от которой может пострадать внешний водосток.

  4. Снижает риск разрыва и деформации водосточных труб. Водосток из пластика при воздействии низких температур может лопнуть, поэтому ему требуется обогрев. А , сваренный из стали без компенсационных элементов, деформируется без антиобледенительной системы.

Монтаж нагревательного кабеля вокруг водоприемной воронки

Установка обогрева на свес и водосточный желоб кровли

Термокабель, установленный на отвод водостока

Какой кабель выбрать

Для установки систем обогрева применяются три основных типа нагревательных кабелей – резистивный, саморегулирующийся и композитный.

Резистивный очень схож по структуре с типичным двухжильным силовым кабелем. Состоит он из нескольких слоев изоляции, внутри которых расположены изолированные друг от друга греющие жилы, подключаемые в цепь питания. Температура, до которой прогревается провод, всегда постоянна, как полезная мощность и величина сопротивления. На фото ниже представлена его структура:

Саморегулирующий греющий проводник для обогрева кровли и водостоков производится по особой технологии и, исходя из своего названия, способен самостоятельно подстраивать температуру нагрева. Это позволяет сделать его особая структура. В его состав входит матрица (сама регулирует степень нагрева в зависимости от температуры окружающей среды, следовательно, изменяет и сопротивление) и наружная изоляция, с изолирующей оболочкой и оплеткой внутри. На фото ниже показано из чего состоит провод:

Композитный нагревательный кабель — имеет две токопроводящие жилы, встроенную систему резервирования и оболочку из композитных материалов. Композитная оболочка плотная, однородная, эластичная и устойчива к высоким температурам. На фото ниже показано из чего состоит провод:

Чтобы определиться с выбором нагревательного элемента системы, обратимся к их преимуществам и недостаткам. Так, резистивный проводник по стоимости обходится ощутимо дешевле, но его срок службы меньше, чем у саморегулирующегося и композитного кабелей. Кроме этого резистивный кабель имеет строго определенную длину секции и его оболочка не выдерживает более 80 градусов, а это значит, что пересекать такой кабель категорически запрещено и установка в водосточных трубах также не рекомендуется. Саморегулирующийся кабель регулирует свое тепловыделение в зависимости от температуры окружающей среды и изменяет мощность на разных участках, он не боится самопересечения и не перегреет себя сам. Однако этот кабель имеет большие пусковые токи, кроме этого, его матрица со временем стареет и теряет мощность, а еще кабель имеет минимальный радиус изгиба (повреждается матрица).

Композитный нагревательный кабель не имеет пусковых токов, не боится самопересечения, не имеет минимальный радиус изгиба (можно использовать в труднодоступных участках), его можно отрезать любой длины кратно метру. Оболочка кабеля плотная, без воздушных прослоек, выдерживает температуру 180 C. Благодаря композитной оболочке энергоэффективность и теплоотдача кабеля выше на 30% по сравнению с резистивным и саморегулирующимся. Обычно, композитный кабель, применяемый для кровли, имеет постоянную мощность 20 Вт/м, которой вполне достаточно для эффективной работы системы обогрева. Малая мощность позволяет сэкономить на стоимости системы электрораспределения и на затратах на электричество.

Так какой же сделать выбор? При монтаже обогрева водостоков и кровли можно использовать резистивный и саморегулирующийся кабели вместе. Их комбинированное применение снижает общую стоимость проекта и положительно сказывается на окончательном качестве системы. Принято для крыши использовать резистивные, а для водоотводов саморегулирующиеся элементы.

Однако рациональным решением будет применение композитного нагревательного кабеля для всей системы обогрева кровли. Т.к. этот кабель не перегорает в водосточных трубах (как резистивный), имеет УФ защиту и служит долго. По стоимости такая система не уступает комбинации резистивного и саморегулирующегося кабелей, а по долговечности превосходит ее.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации