Главная / Крыша и потолок

Система обогрева кровли и водостоков: принцип действия, расчеты и монтаж своими руками

Своевременный обогрев кровли обеспечивает надежную защиту от появления наледей и снежного покрова, которые могут привести к повреждению кровельного покрытия и водостока, травматизму людей и порче автомобилей.

Для организации эффективной и безопасной системы кровельного антиобледенения используются специальные нагревательные кабели, которые предназначены для устранения неприятных явлений, связанных с атмосферными осадками.

Причины появления наледи на кровельных скатах

К образованию наледи на кровле и отдельных элементах водостока приводит существенная температурная разница между холодным карнизом и подогреваемой частью кровельной конструкции. Причин подобного явления может быть множество.

Низкая теплоизоляционная защита

Недостаточное утепление крыши может привести к теплопотерям дома, скоплению снежного покрова и появлению ледяной корки.

Теплопотери обеспечивают подтаивание снега даже в условиях пониженных температур, в результате чего талая вода движется по всей площади кровельных скатов, а на более холодных участках она превращается в лед.

Недостаточная термозащита может стать причиной разрушения кровельного пирога, гниения утеплителя и появления плесени на внутренних поверхностях стен.

Климатические условия

Не менее серьезную проблему обледенения кровли и водостоков представляют климатические условия региона и суточные колебания температур.

Даже при условии правильной организации кровельной конструкции колебания температур в разное время суток могут привести к появлению наледи.

Перепад температур в ночное и дневное время может отмечаться по всей площади кровли, что в свою очередь чревато промерзанием поверхности. В дневное время суток происходит прогрев поверхности и подтаивание снега, а в ночное время – ее повторное промерзание и образование ледяной корки.

Конструктивные особенности кровли

Нестандартные конструкции кровель и наличие сложных элементов: башен, внутренних углов, воротников, горизонтальных площадок, резных водостоков приводят к образованию дополнительного снежного покрова.

Чтобы избежать проблемы обледенения, специалисты рекомендуют обустраивать геометрически простые кровельные конструкции с наклоном скатов не менее 30 градусов.

Современная система электрического обогрева крыши предусмотрена для установки в зонах, подверженных заснеживанию и обледенению.

Принцип действия системы

Принцип электрообогрева кровель, карнизов и элементов водосточной системы достаточно прост и эффективен. Основной элемент – секционный контур, созданный на основе греющего кабеля, который фиксируется к основанию при помощи надежных крепежных элементов.

Включение и управление электрическими нагревателями обеспечивается за счет температурных и влажностных датчиков, коммутирующих и защитных устройств.

Активация системы осуществляется в ручном и автоматическом режиме с возможностью синхронизации с установленной метеостанцией. Обогрев включается только в условиях низкой влажности, что свидетельствует о появлении наледи. И наоборот, когда датчик погружается в жидкую среду, кабель прекращает греть.

Подобная технология обеспечивает эффективную работу системы без холостых циклов. Конструктивные возможности электрических нагревателей позволяют устанавливать их на кровлях различной конфигурации.

Общее устройство системы подогрева определяется климатическими условиями, типами нагревателей и степенью термоизоляции кровельного пирога.

Составляющие элементы системы «антилед»

Обогрев кровли и водостоков обустраивается при помощи греющего кабеля, схема укладки которого зависит от типа кровельной конструкции и материала водостока. Основные функциональные элементы системы «антилед»:

Распределительный узел

Предназначается для подключения кабелей (силовых и греющих). Может включать такие элементы:

  • Кабель силовой – для соединения нагревателя с электросетью.
  • Кабель сигнальный – для коммутации температурных и влажностных сигнальных датчиков с терморегулятором.
  • Муфты соединения – для создания герметичной системы электрообогрева.
  • Коробки монтажные.

Нагревательный кабель

Основу системы составляет мягкий греющий кабель, который состоит из токопроводящей жилы, помещенной в диэлектрическую защиту.

Для подключения кабеля предусмотрены специальные соединительные муфты и заглушки.

Метеостанция

Представляет собой набор датчиков для измерения влажности и температуры. В более совершенных моделях предусмотрены датчики для замера уровня снеготаяния и количества осадков.

Датчики устанавливаются на кровельных скатах и в основных элементах водосточной системы – воронках, желобах, сливах и трубах. Они обеспечивают своевременный сбор данных для автоматического управления обогревом.

Логический контроллер

Управляющее устройство, которое обеспечивает слаженную работу всей системы антиобледенения кровель. Простой вариант представлен специальным терморегулирующим прибором, рассчитанным на минимальный температурный диапазон от +2 до -7 градусов.

Для автоматизированного управления системой подогрева предназначен логический электронный контроллер. Подобное оборудование используется для контроля над процессом снеготаяния, измерения уровня осадков и температуры окружающего воздуха.

На основании полученных данных контроллер вносит необходимые изменения и выбирает наиболее эффективный режим работы системы обогрева.

Щит автоматического управления

Оборудование предусмотрено для контроля над безопасной работой всех элементов системы. Для организации щита управления применяются следующие устройства:

  • Входной автоматический выключатель на 3 фазы.
  • Дифференциальный автомат защиты (УЗО).
  • 4-полюсный контактор.
  • Лампа сигнального типа.
  • Защита цепи для терморегулятора.
  • 1-полюсные автоматические выключатели.

Для фиксации устройств используются специальные крепежи: гвозди для кровли, заклепки, шурупы, термоусаживаемые трубки и монтажная лента.

Разновидности греющих кабелей

Для организации надежной и безопасной системы кровельного обогрева предусмотрено два вида кабелей.

Кабель резистивный

Нагревающий кабель резистивного типа состоит из 1 или 2 токопроводящих жил, обеспечивающих постоянное высокое сопротивление, при этом уровень тепловыделения достигает отметки в 35 Вт/м.

Внутренняя конструкция нагревателя состоит из металлического проводника, термоизоляции, медной оплетки и защитной оболочки.

Резистивный нагревательный кабель представлен в продаже отрезками одинаковой длины, каждый из которых обладает постоянным сопротивлением и обеспечивает одинаковое выделение тепла по всей своей длине.

Основными преимуществами резистивного нагревателя является:

  • Простота и надежность конструкции.
  • Хорошие эксплуатационные характеристики.
  • Эластичность термоизоляции.
  • Высокий уровень тепловыделения.
  • Доступная стоимость.

Среди негативных параметров кабелей можно выделить следующее:

  • Сложность монтажных работ, которая предусматривает использование греющего контура фиксированной длины.
  • Вероятность возникновения тепловых напряжений из-за присутствия горячих и холодных наконечников.
  • Вероятность перегрева на отдельных участках кабеля.
  • Низкая ремонтопригодность, когда поврежденные секции требуют только полной замены.

Кабель саморегулирующийся

Конструкция провода саморегулирующегося типа представлена токопроводящими жилами, размещенными в специальном диэлектрике – матрице. Именно она контролирует сопротивление проводника в зависимости от изменения внешней температуры воздуха. Снижение температуры приводит к повышению тепловыделения греющего кабеля и наоборот.

К положительным характеристикам саморегулирующегося нагревателя можно отнести:

  • Высокую экономичность, практичность и безопасность.
  • Легкость выполнения монтажных работ – кабель можно делить на секции различной длины.
  • Отсутствие перегрева даже на участках перехлеста кабеля, а также при повреждениях и деформациях термоизоляции.
  • Изменение тепловыделения на различных участках греющего контура.

Высокая стоимость – единственный недостаток нагревателя, который легко компенсируется длительным сроком службы и эффективной работой.

Резистивный элемент предусмотрен для монтажа на плоских кровельных площадках, а саморегулирующийся – в основных водосточных элементах.

Предварительный расчет элементов системы

Рассмотрим пример расчета для системы с вертикальным водостоком длиной 16 м и диаметром 10 см, трубой-желобом длиной 12 м и диаметром 15 см.

Правильно рассчитать длину нагревателя можно следующим образом:

  1. Обогрев желобов предусматривает две длины кабеля. Требуемая длина кабеля составит: длина желоба × 2 = 12 × 2 = 24 м.
  2. Для обогрева вертикальной трубы достаточно одной длины кабеля. Искомое значение равно: 16 × 1 = 16 м.
  3. Полученные величины горизонтального и вертикального участка суммируются: 24 + 16 = 40 м.

Расчет общей мощности системы:

  1. Оптимальная мощность греющих кабелей для кровельных конструкций – 25 Вт/м.
  2. Общая мощность системы составляет: 40 м × 25 Вт/м = 1000 Вт (1 кВт).

Перед монтажом системы требуется подготовить рабочий чертеж с нанесением всех зон для подогрева и схемы прокладки электрических нагревателей.

Инструкция по самостоятельной установке системы электрообогрева кровли

Для самостоятельного монтажа системы греющего кабеля на кровле и в водосточных элементах предлагаем воспользоваться пошаговой инструкцией. Все работы по прокладке кабеля осуществляются поэтапно.

Подготовка к монтажу

Начало работ предусматривает разметку участков для прокладки кабеля с учетом всех имеющихся поворотов и плоскостей. Нагреватели нарезаются на отрезки требуемой длины для дальнейшего соединения при помощи муфт.

Рабочие поверхности очищаются от загрязнений, устраняются все неровности и острые предметы, которые могут привести к повреждению кабеля.

Процесс монтажа

Сборка системы антиобледенения начинается с установки контроллера в защитном коробе. Далее выполняется установка основных конструктивных элементов в следующем порядке:

  1. Установка сигнальных датчиков. Температурные датчики фиксируются в местах, защищенных от солнечных лучей, отопительных и климатических приборов. Датчики осадков устанавливаются на кровле, а датчики влажности – в зонах воздействия талых вод.
  2. Прокладка сигнальных и силовых кабелей с фиксацией при помощи нейлоновых стяжек и пластиковых фиксаторов. Дополнительный замер сопротивления термозащиты кабелей.
  3. Укладка греющих кабелей с фиксацией на кронштейны, зажимы, накладки, монтажную ленту. При этом важно предотвратить воздушное провисание проводов.
  4. Подключение кабелей к распределительным коробкам и замер сопротивления для исключения возможного пробоя термозащиты. Допустимое значение – 10 Мом/м. В водостоках греющий кабель для кровли следует фиксировать при помощи металлических тросиков. Проведение дополнительных мероприятий: намотка изоляции на фиксаторы и заглушка всех кабелей.
  5. Подсоединение кабелей (греющих, сигнальных и силовых) в единую систему и подключение к управляющему блоку согласно коммутационной схеме. Заземление нагревательных элементов и распределительного узла.
  6. Запуск готовой системы на 60 минут и контрольный замер тока на каждом участке обогрева. Если в контрольный период будут выявлены существенные отклонения полученных значений от нормы, проводится диагностика системы и устранение неполадок.

Типичные ошибки при установке системы

Часто домашние мастера, которые впервые монтируют систему обогрева, допускают наиболее типичные ошибки:

  • Неправильные расчеты элементов системы для конкретного типа кровельной конструкции. В таких случаях редко учитываются наличие холодных и теплых участков кровли, особенности водосборных зон и количество имеющихся поворотов.
  • Нарушение технологии прокладки электрического нагревателя: высокая подвижность и провисание кабеля, повреждения кровли из-за наличия сквозных отверстий для крепежа, применение фиксаторов, не предназначенных для наружных работ.
  • Установка кабеля в водосточной системе без дополнительной фиксации при помощи металлического троса, что может привести к его повреждению или обрыву.
  • Использование силовых кабелей, не предназначенных для эксплуатации на кровельной конструкции. Это может стать причиной пробоев в термоизоляции и поражения электрическим током.

Выбор оборудования управления и защиты

Управляющее оборудование предназначено для автоматизации рабочих процессов системы обледенения водостоков и кровли, а оборудование защиты – для предотвращения аварий в цепи электрического тока.

Существует два типа оборудования управления:

  • Терморегулятор предназначен для регулировки температуры нагрева кабелей на основании сигналов, принятых от температурных датчиков.
  • Метеорологическая станция используется для обработки данных, полученных от контрольных датчиков температуры, влажности и уровня осадков. Обладает более широким функционалом и возможностями.

Оборудование защиты состоит из функциональных устройств:

  • Вводного автоматического выключателя.
  • Защитного автоматического терморегулятора.
  • Пускателя на магнитной основе.
  • Диффавтомата.
  • Защитного автомата электроцепи.
  • Аварийной сигнализации.

Дополнительно оборудование может комплектоваться временным реле, трансформатором тока, плавным пускателем и контроллером.

Современная система электрообогрева кровель и водостоков обеспечит своевременную защиту от скопления снежного покрова, образования наледи и промерзания кровельного пирога. Организовать подобную систему своими руками достаточно просто, главное, правильно рассчитать длину нагревательного элемента и определить зоны для его прокладки.

Оценка статьи:
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...
Понравилась статья?
Поделиcь с друзьями!
Добавить комментарий