Антиобледенение кровли и водостоков

Одним из наиболее востребованных, но и одним из наиболее сложных применений кабельного обогрева являются системы антиобледенения для крыш.
Для большинства современных кровель решить проблему защиты от сосулек можно только с использованием кабельных нагревательных систем. Такое утверждение позволяет сделать пятнадцатилетний опыт нашей работы. Основная задача кабельных систем обогрева - не растопить снежную и ледяную глыбу, а обеспечить сопровождение талой воды с кровли (по водостоку или капелью с кромки крыши). При грамотном выборе кабельной нагревательной системы (специальные кабели, необходимые системы управления и защиты) и профессиональном монтаже система на долгие годы избавит владельца от сосулек и наледи. Анализ показывает, что стоимость системы и текущие затраты электроэнергии с лихвой окупятся экономией на ремонте кровли и фасада, а также предотвращением падения глыб с крыш.


Общая идея довольно проста – в местах (возможного) образования наледи и сосулек и по ходу стока талой воды,  устанавливается специальный нагревательный кабель
Если Ваша кровля уже выдержала зиму, то проектирование системы облегчается тем, что известны места образования сосулек. Дело обстоит не так ясно, если речь идет о только что построенном доме. Даже опытный строитель не сможет гарантировать, что сосулек на кровле не будет. Конечно же, известные строительные организации дорожат своим именем, и сделают все, чтобы не было избыточного выделения тепла и уж тем более  протечек, но застраховать от неожиданностей, увы, нельзя.
Насколько надежна такая система? Помимо гарантийных обязательств, декларируемых по самим материалам есть гарантия на выполненные работы. Если монтажники покидают кабель на крышу, как бог на душу положит, то электричество она потреблять будет и даже местами лед топить, но эффективно бороться с наледями  будет вряд ли. Проблемы в эксплуатации может “подкинуть” и сложная форма кровли.

Иногда бывает, монтажникам приходится делать несколько “шагов”, подбирая необходимую мощность и конфигурацию системы. Отдельная проблема – отключения электричества. Если вы решились на вариант более скромный по деньгам и потребляемой мощности, то одно отключение электричества в нужный момент может серьезно осложнить работу системы.


Нагревательные кабели, используемые для антиобледенения кровель можно разделить на два вида: резистивные кабели и саморегулирующие кабели.

 Резистивный нагревательный кабель

Резистивный нагревательный кабель имеет примерно постоянное сопротивление, которое и определяет выделяемую в нем мощность. Подбирая нагревательный кабель по его удельному сопротивлению, можно подобрать и мощность, требуемую для обогрева конкретного объекта. Обычно для водостока это примерно от 20 до 60 Вт на метр его длины. Для плоскости крыши необходимо от 200 до 300 Вт на м2. Нагревательный кабель имеет в центре обычный высокоомный проводник. Это наипростейший нагревательный элемент, выполненный по такому же принципу, как и спираль бытовой электроплитки или электрокипятильника. 

Недостаток такого кабеля в том, что выделяемая им мощность постоянная. Это значит, что вне зависимости от условий работы системы – светит ли солнце или же сильный мороз – тепловой кабель выдает заложенную в него мощность, что достаточно часто приводит к перерасходу электроэнергии. Тепловой кабель в неблагоприятных условиях может перегреваться до температуры 80 – 100 0С, когда, например, при небольшой плюсовой температуре ярко светит солнце, а нагревательный кабель, в нарушение инструкции по эксплуатации, сверху накрыт слоем листьев, что резко ухудшает условия его охлаждения и, в целом, существенно сокращает Терморегулятор EBERLE EM 524 89срок его службы.
Чтобы сэкономить электроэнергию антиобледенительная система должна иметь более сложное устройство управления подачи напряжения на тепловой кабель. В этом случае, специальные датчики определяют наличие на крыше льда, температуру воздуха, влажность и по заданному алгоритму управляют работой системы. Правда, стоимость такого устройства управления (его часто называют «метеостанция») сводит всю экономию на самом кабеле практически на нет. Поэтому, несмотря на кажущуюся дешевизну, резистивный тепловой кабель отнюдь не оптимальное решение. К этому необходимо добавить то, что сложное устройство управления, с развитой электроникой – это не всегда надежно: чем сложнее устройство, тем выше риск его выхода из строя. Да и датчики на входе устройства управления, - довольно «капризны»: например, датчик наличия осадков и (или) влаги требует достаточно частого обслуживания (2 – 3 раза в сезон) и регулярной замены (раз в 3 - 5 лет).

 Cаморегулирующий нагревательный кабель

Image descriptionВторой вид нагревательного кабеля, используемого для антиобледенительных систем – так называемый «саморегулирующий». Его активный элемент не проволока, а специальная полупроводниковая матрица.
Саморегулирующий нагревательный кабель имеет удельное сопротивление, которое зависит от температуры кабеля. Саморегулирующийся нагревательный кабель при температуре минус 10 0С имеет малое сопротивление, а значит, мощность выделяется большая (например, 40 Вт на 1 метр длины). Если саморегулирующийся нагревательный кабель нагрелся до температуры плюс 50 0С, то его сопротивление увеличивается в несколько раз, и мощность падает в нашем примере до 6 – 8 Вт/метр.
Метеостанция OJ ETR/F-1447 в системе обогрева кровлиБольшую роль в температурном режиме кабеля играет его окружение: если саморегулирующийся тепловой кабель окружен льдом, то температура кабеля ниже 0 0С и в нем выделяется большая мощность, необходимая для быстрого растапливания льда. Но как только лед растаял, кабель разогревается до большей температуры, например, плюс 30 – 40 0С, и его сопротивление увеличивается и мощность падает в 3 – 4 раза, что во столько же раз экономит электроэнергию. Когда же на улице солнышко, весь лед уже растаял, то кабель разогревается еще больше (например до 50 0С), а выделяемая мощность дополнительно уменьшается , в примере до 6 – 8 Вт/метр. Таким образом, саморегулирующийся нагревательный кабель сам автоматически регулирует выделяемую мощность по достаточно оптимальному алгоритму. Электроэнергия при этом не расходуется понапрасну.
Такой саморегулирующийся нагревательный кабель существенно дороже резистивного кабеля, но он и более надежен в эксплуатации: перегреть его практически невозможно даже при самых грубых нарушениях правил его эксплуатации. Рыночная цена саморегулирующегося кабеля от 11 до 23 Евро за 1 метр в зависимости от производителя, качества и его характеристик.

Рекомендации:

  • При борьбе с сосульками техническими средствами применять только кабельные отопительные системы или не применять ничего.
  • При выборе кабельной системы нужно помнить, что невозможно бороться с серьезной проблемой, ничего не заплатив. Система должна иметь реальную стоимость и потреблять реальную мощность.
  • Необходимо помнить, что эффективность работы системы антиобледенения во многом зависит от надежной системы электропитания. При перебоях с электропитанием сосульки могут образовываться очень быстро. Борьба с уже образовавшейся сосулькой существенно сложнее, чем постоянное автоматическое предотвращение.
  • Неправильно рассчитанная или некачественно установленная система антиобледенения хуже, чем её отсутствие.