22.11.2019

Обогрев водосточных труб и желобов саморегулирующим кабелем

Обогрев водостоков и желобов

Основная причина неработоспособности водосточной системы здания в холодное время года – это скопление льда в желобах и водосточных трубах.

В случае если крыша холодная, то есть не имеет больших теплопотерь, и подтаек снега на самой кровле не происходит, то для решения проблемы обледенения достаточно укладки нагревательного кабеля в желобах и водосточных трубах.

Если же крыша теплая, то потребуется уже комплексное решение – см.: обогрев кровли, обогрев капельника.

Подбор кабеля

Погонная мощность подбирается исходя из диаметра водосточных труб и ширины желобов. Меньшее значение имеет материал водосточной системы – пластик прогревается чуть хуже металла – нужно больше мощности. В таблице №1 приводятся усредненные значения. Для сложных условий – высотность, ветровая нагрузка – мощности должны быть увеличены, если наледи немного, то мощности можно и снизить.

Диаметр труб/
Ширина желобов

менее 100 мм	120-150 мм	150-160 мм	200 мм
Требуемая погонная мощность на участок	30-40 Вт/м	50-60 Вт/м	60-100 Вт/м	80-120 Вт/м
Греющие кабели Х кол-во ниток	Raychem GM2-X х 1 HeatTrace GT-2 x 1 Nelson SLT2 x 1 Nexans DeFrost Pipe 20 x 1	Raychem GM2-X-C x 1 Nelson LT-28-jt x 1 Nelson CLTR-28-JT x 1 Nexans DeFrost Pipe 30 x 1 FreezStop 25K x 1	GM2-X-C x 1 LT-210-jt x 1 DeFrost Pipe 30 x 1 FreezStop 25K x 2	GM2-X-C x 2 LT-28-jt x 2 LT-210-jt x 2 DeFrost Pipe 30 x 2 FreezStop 25K x 2

Резистивный кабель на данных участках следует использовать с осторожностью, т.к. он в отличие от саморегулирующегося не является стойким к локальным перегревам. А желоба и водостоки – это как раз те участки, на которых скапливается листва и грязь.
Использовать саморегулирующийся кабель выгодней еще и потому, что при монтаже внутри водосточной трубы он значительно экономит электроэнергию находясь в сухом состоянии.

А теперь детально разберем монтаж греющего кабеля на различных участках водосточной системы здания:

Водосточные трубы

В любой водосточной трубе всегда есть восходящий поток воздуха. Фактически водосточная труба работает как поддувало. При установке греющего кабеля внутри водостока поток воздуха даже немного усиливается. Поэтому необходимо выполнять усиление, а именно закладывать дополнительные петли у отмета и вокруг водоприемной воронки. Таким образом, получается что на каждую водосточную трубу потребуется дополнительно 1,5-2 м греющего кабеля.

Если изучать методические рекомендации производителей, то они гласят, что если высота водостока менее 4 м, то кабель можно опустить внутри нее без дополнительных приспособлений. Однако, наш опыт показывает, что для увеличения срока службы нагревательного кабеля необходимо закреплять его на тросе чтобы механическую нагрузку нес не сам кабель, а трос. Желательно также защитить кабель в месте выхода из трубы с помощью металлической накладки.

Внутренние водостоки

В случае внутренних водосточных труб получается, что большая часть водосточной трубы находится в теплом помещении. Поэтому в большинстве случаев достаточно обогревать верхнюю часть трубы, т.е. опускать греющий кабель сверху до перекрытия, на глубину – 0,8-1,5 м, и дополнительно обогревать небольшую площадь вокруг воронки. Это удобно сделать закрепив кабель на металлической сетке. Слабым местом является также выход из трубы (она работает как поддувало). В таком случае электропитание подводится снизу: греющий кабель вводится в трубу через хомут с сальником. Правда подводить электропитание питание и снизу и сверху к одной и той же трубе достаточно трудозатратно, что в некоторых случаях (высота менее 8 м) может свести на нет экономию метража греющего кабеля.

Подвесные желоба

На горизонтальных участках водосточной системы здания греющий кабель закрепляется через каждые 0,3-0,5 м с помощью отрезков монтажной ленты. Сама лента крепится к желобу с помощью заклепок (на металлический желоб) или саморезов (пластиковый желоб). Мощность кабеля подбирается согласно таблице №1. При наличии метеостанции датчик влаги также устанавливается в желобе.

Разуклонные желоба

Поскольку термин “ширина” к разуклонке не применим, то при подборе греющего кабеля ориентируются на количество образующейся наледи. Если наледи образуется много – применяется 30-ватный кабель, если не очень – применяется 25- или даже 18-ватные кабели.

Разветвление

Дабы упростить подсистему подвода питания при большом количестве желобов и водосточных труб применяются узлы разветвления:

тройниковая монтажная коробка: универсальное решение, которое однако требует создания трех муфтовых соединений;
КСР3/20: это промышленный узел сращивания-разветвления, но клеммы не самые удобные;
RayClick PT-02, RayClick T-02: элегантные решения для греющих кабелей марки Raychem.

Обогрев водостоков греющим кабелем

Водосточная система кровли состоит из водосборных лотков, водосточных труб и ливневой канализации и может быть самостоятельным объектом обогрева (без края кровли). Это возможно в случае, когда конфигурация кровли позволяет избежать значительного скопления снежных масс и льда (достаточно крутой скат, хорошая теплоизоляция и т.д.).

Система антиобледенения препятствует засорам водостоков льдом, образованным в результате подтаивания снега на скатах кровли и в водосборных лотках, продлевая срок службы объекта.

Кроме того для антиоблединительных систем используется только кабель с защитной оплеткой (экраном), чтобы исключить механические повреждения.

Греющий кабель
Крепления
Система управления
Система питания

При проектировании обогрева водосточной системы кровли учитывается общая длина водосборных лотков/желобов, водосточных труб и количество других элементов (воронок, капельников, водометов). Исходя из этого определяется общая мощность и подбирается система управления обогревом.

Состав системы обогрева водостоков

Саморегулирующийся кабель

Резистивный или саморегулирующийся. Резистивный кабель дешевле, он продается готовыми секциями определенной общей мощности, которая напрямую зависит от его длины. Саморегулирующийся греющий кабель нарезается секциями любой длины, не боится перегрева и может использоваться даже без терморегулятора (если подключено не более 1 линии обогрева).

Крепления для греющего кабеля

Для монтажа системы обогрева в лотках и водостоках используется перфорированная монтажная лента, зажимы (в зависимости от количества ниток кабеля), трос или цепь для прокладки кабеля в водосточной трубе, а также саморезы.

Система управления обогрева

Система представлена чаще всего шкафом управления, выполняющего защитную функцию. Применение шкафа управления позволяет системе работать в автоматическом режиме при помощи датчиков температуры и терморегуляторов. В системах мощностью менее 1,5 кВт может быть применен только терморегулятор с датчиками температуры и влажности, но для большей надежности систему оснащают автоматами дифференциальной защиты.

Система питания

Сечение питающего провода определяется мощностью системы в момент старта (стартовым током).

Пример укладки кабеля на водостоках кровли

Расчетная длина нагревательных секций

Режим работы системы обогрева водостока

Задача системы обогрева водостока – препятствие замерзанию воды и скоплению льда в водосборных лотках и водосточных трубах. Режим работы настраивается таким образом, чтобы снег стаивал по мере выпадения. Схематично это можно изобразить так:

Система управления настраивается таким образом, чтобы обеспечивать работу греющего кабеля в диапазоне -15°С…+5°С. В этом диапазоне температур наиболее вероятно выпадение осадков и стаивание происходит эффективнее .

При температуре меньше -15°С работа системы не целесообразна, так как во первых – в мороз снегопады маловероятны, а во вторых при низких температурах мощность кабеля будет недостаточной для отведения талой воды. В этом случае подтаеный снег будет заледеневать, закупоривая водосточные трубы.
В диапазоне -15°С…+5°С система включается и происходит стаивание снега. Датчики температуры устанавливаются на северной стороне здания.
При температуре выше +5°С система отключается.

Выбор мощности саморегулирующегося греющего кабеля для водостока

Металлические желоба и лотки	мощность 40 Вт/м	диаметр 100-150мм	в 2 нитки
диаметр более 150мм	мощность 40 Вт/м	в 3 нитки и более
Пластиковые желоба и лотки	мощность 30 Вт/м	диаметр 100-150мм	в 2 нитки
диаметр более 150мм	мощность 30 Вт/м	в 3 нитки и более
Металлические водосточные трубы	мощность 40 Вт/м	диаметр 80-150мм	в 1 нитку
диаметр более 150мм	мощность 40 Вт/м	в 2 нитки
Пластиковые водосточные трубы	мощность 30 Вт/м	диаметр 80-150мм	в 1 нитку
диаметр более 150мм	мощность 30 Вт/м	в 2 нитки

В южных регионах возможно использование греющего кабеля 24 Вт/м , так как при отсутствии суровых морозов этой мощности достаточно для прогрева системы и успешного стаивания снега в водостоках.

Расчет длины греющего кабеля для водостоков

При расчетах учитывается длина всех обогреваемых водосточных труб и водосборных лотков, а также наличие дополнительных элементов (воронок, капельников, водометов и так далее). Исходя из принципов приведенных выше расчитывается общая длина кабеля, необходимого для системы обогрева.

общая длина пластиковых желобов диаметром 150мм – 54м,
общая длина 4 пластиковых водосточных труб высотой 6м диаметром 150 – 36м.
Укладываем кабель в водосборных лотках в 2 нитки, и в 1 нитку в водосточных трубах- получаем 108м+36м=144м греющего кабеля мощностью 30Вт/м.

Кроме того закладываем дополнительную длину для усиления нижней части водосточной трубы, прибавляя на каждый водосток по 1-1,5м греющего кабеля.

При расчетах системы необходимо учитывать максимальную длину секции греющего кабеля.

Для греющего кабеля 30 Вт/м с экраном – максимальная длина секции – 75м.
Для греющего кабеля 40 Вт/м с экраном – максимальная длина секции – 55м.

Исходя из максимальной длины рассчитывается количество отрезков кабеля, и далее подбираются комплектующие (соединительные коробки, комплекты для муфтирования, крепления и элементы управления).

Инструкция по установке и эксплуатации саморегулирующихся нагревательных кабелей для обогрева кровли, водостоков и водосточных желобов для моделей кабеля: “SRL 16 – 2”; “SRL 16 – 2 CR”; “SRL 24 – 2 CR”; “SRL 30 – 2 CR”;

Назначение:

Назначение системы обогрева кровли и водостоков – последовательный отвод талой воды с крыши здания, вследствие предотвращения закупорки льдом элементов самой кровли и водосточной системы. Система антиобледенения и снеготаяния работает при температуре воздуха в диапазоне от +5. до -15 °С. Именно в этом интервале при переходе температуры через ноль, и происходит образование наледи. Работа системы за пределами данного диапазона не имеет смысла, т.к. при нижней плюсовой границе наледь не образовывается, также, как и при верхней минусовой из-за отсутствия влаги. Кроме этого, при температуре воздуха ниже -15°С резко уменьшается вероятность выпадения осадков.

Подготовительные работы перед установкой системы обогрева кровли и водостоков:

Для монтажа системы обогрева кровли понадобятся:

Нагревательные секции из саморегулируемого нагревательного кабеля. Являются основным элементом системы обогрева кровли.
Терморегулятор или метеостанция. Терморегулятор оснащен датчиком температуры воздуха и позволяет автоматически задавать температурные рамки включения и выключения системы обогрева кровли. Метеостанция, в отличие от терморегулятора, оснащена рядом дополнительных датчиков. Фиксируя осадки или талую воду на кровле, она способна быстро и эффективно реагировать на любые вызовы погоды.
Крепежные элементы. Применяются для фиксации нагревательного кабеля на кровле.
Монтажные коробки во влагозащищенном исполнении с комплектов сальников. Необходимы для объединения ряда нагревательных секций с целью построения экономичной и эффективной питающей части системы антиобледенения.
УЗО. Используется для защиты системы от перепадов напряжения и поражения электрическим током.
Гофрированная труба. Применяется для укладки силового кабеля от терморегулятора до нагревательной системы.
Нейтральный клей на силиконовой основе (при необходимости). Клей необходим для герметизации отверстий при монтаже крепежных элементов.

Перед началом монтажа спланируйте размещение нагревательного кабеля, силового кабеля и терморегулятора. Предусмотрите дополнительную длину нагревательного кабеля для всех кабельных секций, а также точек подключения системы электропитания, сращивания и разветвления. Необходимо учесть все элементы, препятствующие размещению нагревательного элемента. Определите количество нагревательных секций (цепей) и максимальную силу тока.

Максимальная сила тока в цепи рассчитывается по формуле:

Максимальная сила тока в цепи = (Длина кабеля в цепи x Удельную мощность кабеля)/ Напряжение электрической сети.

Перед установкой нагревательного кабеля:

Проверьте сопротивление нагревательного кабеля для того, чтобы убедиться, что кабель не был поврежден во время перевозки, доставки.
Визуально проверьте компоненты на повреждения.
Убедитесь, что в системе будет использоваться устройство защитного отключения (УЗО) с номиналом 30 мА.
Защитите концы саморегулируемого нагревательного кабеля от влаги и механических повреждений до момента установки концевых и соединительных заделок.

Система управления обогревом кровли (крыши) и водостоков:

Под системой управления подразумевают шкаф управления, специальные терморегуляторы, датчики температуры, осадков и воды, пускорегулирующую и защитную аппаратуру. Особое внимание следует уделить терморегулирующей аппаратуре, так как во многом эффективность системы антиобледенения кровли зависит от алгоритма работы терморегулятора.

Метеостанция

Наиболее эффективный алгоритм работы реализован в специализированных терморегуляторах, которые часто называют метеостанциями. За счет наличия ряда датчиков, фиксирующих одновременно несколько параметров влияющих на формирование ледяных и снежных массивов на кровле. Метеостанции могут иметь датчик температуры окружающего воздуха, датчик, фиксирующий осадки и остаточную влагу на кровле. Метеостанции имеют несколько предустановленных программ работы и функцию временной задержки отключения обогрева после окончания осадков. Кроме этого метеостанции позволяют экономить значительное количество электроэнергии, затрачиваемой на работу системы. Часто экономия достигает до 80%.

Терморегулятор с датчиком температуры окружающей среды.

Для работы небольших систем антиобледенения или обогрева отдельных элементов кровли можно применять двух диапазонный терморегулятор с датчиком температуры воздуха, выставив температуру включения и отключения системы, вы ограничите ее работу в необходимом вам температурном коридоре, как правило, он составляет от +5 °С до -15 °С.

Такой диапазон температур не случаен, он позволяет охватить все негативные температуры, которые могут повлиять на образовании наледи. Стоит отметить, что работа системы антиобледенения кровли при температуре ниже -15 °С не целесообразна. На, то есть несколько причин. Во-первых, при температуре ниже -15 °С осадки выпадают крайне редко. Во-вторых, при данных температурах наледь уже не образовывается. Именно по этим причинам принято ограничивать нижний температурный предел на уровне -15 °С.

Крепежные элементы для систем снеготаяния кровли и водосточных систем:

Для изготовления крепежных элементов применяйте стальную оцинкованную ленту (с перфорацией или без). При помощи таких инструментов как плоскогубцы, круглогубцы, ножницы по металлу возможно быстро и с минимальными усилиями изготовить необходимый крепеж в любых количествах.

На сегодня это оптимальный способ с минимальными издержками изготовить необходимый крепеж для кабельных систем обогрева кровли.