Обогрев кровли и водостоков: расчет и монтаж антиобледенительных систем своими руками

Кабельный обогрев водостоков и желобов — вариант относительно новый, однако уже популярный. Главное его преимущество — максимальная эффективность.

Содержание

Функции греющего кабеля

Начнем с главных понятий. Что такое греющий кабель? Это проводник тока, способный преобразовывать электрическую энергию в тепловую. Количество выделяемого тепла зависит от силы тока и сопротивления токопроводящего материала. Если вспомнить курс школьной физики, то окажется, что такой способностью обладает любой проводник. Но! Для кабеля электропроводки подобный тепловой эффект является нежелательным, поэтому за счет конструкции его стараются снизить. А для греющего кабеля – наоборот. Чем больше тепла он будет способен преобразовать из электроэнергии, тем лучше.

В системе антиобледенения греющий кабель выполняет важнейшую функцию нагрева элементов водостока и кровли, благодаря чему образование наледи, сосулек и снежных навесов становится невозможным.

Электрообогрев предотвращает:

  • образование сосулек на водостоках и краях кровли;
  • закупорку водостоков льдом;
  • обрушение или деформацию желобов под весом льда, сосулек и снежных масс;
  • разрыв труб под воздействием льда.

Использование греющего кабеля в системе антиобледенения

Обогревать крышу или водосток?

Как подобрать материалы и все правильно смонтировать, не переплачивая за лишнее? Здесь все будет зависеть от теплоизоляции вашей крыши.

Если с ней все хорошо, теплый воздух изнутри дома просто не сможет пробраться наружу, крыша не будет нагреваться, а значит сосулькам просто не из чего будет образовываться.хорошая и плохая теплоизоляция крыши дома как выявить

В этом случае наледь возникнет только при наружных температурах не ниже -5С.

Ошибка №1

В данной ситуации не нужно обогревать саму крышу, а достаточно обойтись обогревом только водосточной системы.

система обогрева водостоков для дома

Теплоизоляция и энергоэффективность, что называется рулят. энергоаудит и обследование теплопотерь дома тепловизором

А вот при некачественной теплоизоляции крыши, снег начинает таять даже при относительно низких температурах воздуха (-10С).

В такой ситуации вода будет стекать к нижнему краю и водостокам.таяние снега на крыше дома

Там же и будет замерзать, превращаясь в куски льда. Здесь уже потребуется проложить кабель для комплексного обогрева:обогрев крыши ото льда

Ошибка №2

Обратите внимание, здесь используется совсем другой нагревательный кабель, отличный от того, что прокладывается в теплых полах внутри дома.

Его оболочка изготавливается из специального теплостойкого светостабилизированного ПВХ пластиката. Данный материал не боится воздействия ультрафиолета и жестких климатических условий.специальный кабель для обогрева кровли

Есть два вида такого кабеля:

Для обычного дома вполне сгодится второй вариант. Он имеет постоянную мощность и помимо недорогой цены, более надежен, чем саморегулирующийся.

Эксплуатационные характеристики греющих кабелей

Электрические кабели для обогрева водоотводов и кровли работают в сложных условиях – под воздействием влаги, отрицательных температур, механических нагрузок. Поэтому необходимо, чтобы кабели обладали следующим набором характеристик:

  • герметичностью оболочки и стойкостью к атмосферной влаге;
  • стойкостью к УФ-излучению;
  • способностью не изменять свои свойства при высоких и низких (отрицательных) температурах;
  • высокой механической прочностью, позволяющей противостоять нагрузкам от снега и льда;
  • безопасностью, связанной с высокими электроизоляционными свойствами.

Поставляются кабели в бухтах или готовых греющих секциях – отрезанных фрагментах фиксированной длины с муфтой и питающим проводом для подключения к сети.

Секции – более удобный вариант, монтировать который проще. Кабель в бухтах, как правило, применяют для водоотливов и кровель сложной конфигурации, для которых стандартные секции не подходят.

Устройство греющего кабеля

Основная рабочая часть любого греющего кабеля – медный двужильный провод, покрытый оловянным, либо медным защитным слоем.

Кабель запрессовывают в термопластмассу.

Преимущества и недостатки

Как любое инженерное решение, греющий кабель имеет ряд плюсов и минусов.

Достоинства:

  • Быстрый равномерный прогрев;
  • Долгий срок службы- минимум 10лет;
  • Безопасность и экологичность;
  • Конфигурацию системы можно легко менять;
  • Достаточно низкое энергопотребление.
  • Устойчивость к внешним воздействиям.

Недостатки:

  • Необходимость точного грамотного расчета;
  • Стоимость хорошего кабеля достаточно высока.

Виды греющих кабелей

Системы антиобледенения способны работать на базе двух типов греющих кабелей: резистивных и саморегулирующихся. Разберем особенности каждого из них.

Тип #1. Резистивные кабели

Самый обычный, традиционный вариант, характеризующийся одинаковой выходной мощностью по всей длине и одинаковым тепловыделением. Для обогрева водостоков применяют резистивные кабели c тепловыделением 15-30 Вт/м и рабочей температурой до 250°С.

Резистивный кабель для обогрева водостоков имеет постоянное сопротивление и нагревается одинаково по всей своей поверхности. Степень нагрева зависит только от силы тока, без оглядки на внешние условия. А эти условия для разных частей кабеля могут отличаться.

Например, один участок провода может находиться под открытым небом, другой – в трубе, третий – скрываться под листвой или под снегом. Чтобы предотвратить появление наледи на каждом из этих участков нужно разное количество тепла. Но резистивный кабель не может самоподстраиваться и изменять степень своего нагрева. Любая его часть будет иметь одинаковую мощность и степень нагрева.

Поэтому часть тепловой энергии кабеля будет расходоваться впустую, на обогрев тех частей трубы и кровли, которые и так находятся в «теплых» условиях. За счет этого потребление электричества резистивным кабелем всегда сравнительно высокое, но частично непродуктивное.

В зависимости от конструкции, резистивные кабели подразделяются на 2 типа: последовательные и зональные.

Последовательные кабели

Строение последовательного кабеля очень простое. Внутри его, по всей длине тянется сплошная токопроводящая жила, покрытая сверху изоляцией. Жила – это медный провод.

Чтобы он не стал причиной негативного электромагнитного излучения, поверх провода размещают экранирующую оплетку. Дополнительно она выполняет роль заземления. Внешний слой резистивного кабеля – это полимерная оболочка, служащая для предотвращения короткого замыкания и защиты от внешних условий.

Строение резистивного последовательного кабеля

Особенностью последовательного кабеля является то, что его общее сопротивление равно сумме сопротивлений всех его кусков. Поэтому при изменении длины провода меняется и его тепловая мощность.

Так как процесс теплоотдачи нельзя отрегулировать, требуется постоянный контроль за кабелем, включающий уборку скопившегося мусора. Листва, ветки и другой мусор могут привести к перегреву и перегоранию кабеля. Восстановлению он не подлежит.

Последовательные кабели могут быть одножильными и двужильными. В одножильном проводнике имеется одна жила. В двужильном – две жилы, идущие параллельно и проводящие токи в противоположных направлениях. В результате происходит нивелирование электромагнитного излучения, за счет чего двужильные кабели являются более безопасными.

Последовательные резистивные кабели имеют следующие сильные стороны:

  • доступная цена;
  • гибкость, дающая возможность размещать кабель на поверхностях различной конфигурации;
  • простой монтаж, при котором нет необходимости задействовать «лишние» детали.

К недостаткам относятся стабильное тепловыделение, не зависящее от погодных условий, и выход из строя всего кабеля при самопересечении или перегреве в одной точке.

Зональные кабели

Кроме обычного резистивного кабеля существует его усовершенствованная версия – кабель зональный (параллельный). В его конструкции имеется две параллельно расположенные изолированные токопроводящие жилы. Вокруг них – накрученная спиралью нагревающая проволока с высоким сопротивлением.

Эта спираль (обычно нихромовая) через контактные окна в изоляции замыкается поочередно то к первой, то ко второй жиле. Образуются независимые друг от друга зоны тепловыделения. При перегреве и перегорании кабеля в одной точке выходит из строя только одна зона, остальные продолжают работать.

Так как зональный греющий кабель для кровли и водостоков представляет собой цепочку из независимых тепловыделяющих участков, существует возможность нарезать его на фрагменты непосредственно на месте укладки. При этом длина нарезаемых кусков должна быть кратна величине тепловыделяющей зоны (0,7-2 м).

Строение и принцип работы резистивного зонального кабеля

Преимущества использования зонального кабеля:

  • доступная цена;
  • независимые зоны тепловыделения, наличие которых позволяют не бояться перегрева;
  • несложный монтаж.

Среди недостатков выделяют стабильное тепловыделение (как и у последовательного кабеля) и то, что величина нарезаемых для монтажа кусков зависит от длины обогревающей зоны.

Тип #2. Саморегулирующиеся кабели

Этот тип кабелей обладает большими возможностями в системе обогрева водостоков и кровли.

Его строение более сложное, чем у резистивного аналога. Внутри элемента находятся две токопроводящие жилы (как у двужильного резистивного кабеля), соединенные полупроводниковой прослойкой – матрицей. Далее слои располагаются так: внутренняя фотополимерная изоляция, экранирующая оболочка (фольга или оплетка из проволоки), пластиковая наружная изоляция. Два слоя изоляции (внутри и снаружи) делают кабель устойчивым к ударным нагрузкам и повышают его диэлектрическую прочность.

Основной отличительной деталью саморегулирующегося кабеля является матрица, меняющая свое сопротивление в зависимости от температуры окружающего воздуха. Чем выше температура окружающей среды, тем больше сопротивление матрицы и меньше нагрев самого кабеля. И наоборот. В этом и проявляется эффект саморегуляции.

Кабель автоматически и самостоятельно регулирует потребляемую мощность и степень нагрева. При этом каждый участок кабеля работает автономно и независимо от других участков подбирает под себя степень нагрева.

Как работает саморегулирующийся кабель

Кабель с эффектом саморегуляции стоит дороже резистивного в 2-4 раза. Но он имеет и множество преимуществ, наиболее заметные из них такие:

  • изменение степени нагрева в зависимости от условий окружающей среды;
  • экономичный расход электроэнергии;
  • невысокая потребляемая мощность (около 15-20 Вт/м в среднем);
  • долговечность, связанная с отсутствием риска перегрева и перегораний;
  • несложный монтаж на любой кровле;
  • возможность нарезки на подходящие куски (длиной от 20 см) непосредственно на месте укладки.

Кроме высокой цены к недостаткам данного варианта можно отнести долгий нагрев, а также высокую величину стартового тока при низких окружающих температурах.

Обогрев водосточных труб греющим кабелем – специальное предложение нашего интернет-магазина в Москве

Мы предлагаем недорого широкий выбор кабелей для обогрева водостоков – это автономный саморегулируемый комплекс, который можно собрать из товаров нашего каталога. Такая система включается только в тот период, когда это необходимо.

Обогрев водостоков кровли с помощью саморегулирующегося кабеля – это системы со специальными терморегуляторами и датчиками воздуха, вы сможете приобрести этот товар по низким ценам в период скидок, в розницу или оптом. Основой проекта, помимо саморегулирующегося проводника, может быть и резистивный кабель.

Технические требования

Системы антиобледенения должны выдерживать все капризы природы, не теряя эффективности. А так как по тепловому контуру проходит ток, нарушение целостности контура может стать причиной электрического удара или пожара.

К нагревающему кабелю предъявляются серьёзные требования, соответствие которым сделает систему не только эффективной, но долговечной и безопасной.

Используемый кабель должен иметь следующие качества:

  • герметичность внешней оплётки,
  • высокий уровень электроизоляции,
  • устойчивость к сдавливанию,
  • устойчивость к воде и ультрафиолету,
  • сохранение всех свойств при любых температурах,

Конструкция системы антиобледенения

Как уже было отмечено, кабель является главным (греющим) элементом системы антиобледенения водостоков и крыш. Но не единственным. Для сборки полноценно работающей системы применяют следующие компоненты:

  • нагревающий кабель;
  • подводящий провод, использующийся для подачи напряжения (он не нагревается);
  • крепежи;
  • соединительные муфты;
  • блок питания;
  • УЗО;
  • терморегулятор.

Продуктивность работы нагревательной системы во многом зависит от терморегулятора. Это устройство позволяет включать и выключать нагревательные секции (кабель), ограничивая их работу в заранее зафиксированном диапазоне погодных условий. Определять их величину терморегулятор может за счет специальных датчиков, которые устанавливаются в местах наибольшего скопления воды.

Обычный терморегулятор характеризуется наличием датчика температуры. Как правило, для небольших систем, применяют двухдиапазонный терморегулятор с возможностью настройки температуры включения и выключения кабеля.

Более эффективно контролирует работу системы специализированный терморегулятор, именуемый метеостанцией. Он содержит несколько датчиков, фиксирующих не только температуру, но и ряд других параметров, влияющих на образование наледи. Например, влажность воздуха, наличие остаточной влаги на трубах и кровле. Метеостанции работают в режиме установленных программ и позволяют экономить до 80% электроэнергии.

Управление системой антиобледенения

Мощность и продолжительность работы

Мощность кабеля зависит от его температурного класса.

  • Низкотемпературный. Нагрев до 65С, мощность до 15 Вт/м;
  • Среднетемпературный проводник. Нагревается до 120С, мощность 10-33Вт/м;
  • Высокотемпературный. Самый мощный – до 95Вт/м, нагревается без проблем до 190С. Рассчитан на промышленные предприятия и трубы больших диаметров.

Рационально для разных коммуникаций подбирать провод подходящей мощности, ее занижение приведет к плохому прогреву, а завышение – к повышенному расходу электроэнергии.

Выбор мощности кабеля в зависимости от диаметра труб водостока:

  • Наружный диаметр трубы (D) от 15 до 25 мм – мощность 10Вт/м:
  • D25-40мм- 16Вт/м;
  • D40-60мм — 24Вт/м;
  • D60-80мм -30Вт/м;
  • D 80-300мм- 40Вт/м;

Условия выбора кабелей

В продаже есть системы антиобледенения кровли нескольких видов. Каждая из них отличается мощностью, конструкция тоже разная. Выбор кабеля зависит от того, для обогрева какого объекта он требуется.

Важно уделить внимание выбору способов обогрева канализационных коллекторов и крыш.

Имеет значение следующее:

  • расположение объекта;
  • конструктивные особенности здания и вид кровельной поверхности;
  • длина водостока или кровли.

При выборе кабеля нужно учитывать, из какого материала сделаны желоба.

Стандартные расчеты мощности

Если здание построено в регионе с суровыми зимами, для качественного обогрева следует приобрести саморегулирующийся кабель. Его мощность должна составлять от 40 до 50 ватт/м², а 30 ватт/м² хватит для хорошо утепленной крыши. Часто система обогрева нужна для отопления какого-то одного участка. В этом случае требуется электрокабель на 300-400 ватт/м².

Монтаж нагревательного кабеля

Для монтажа системы антиобледенения, греющие кабели прокладывают:

  • на краю кровли;
  • в ендовах;
  • по линии пересечений кровли и смежных стен;
  • в горизонтальных желобах;
  • в вертикальных водосточных трубах.

Основные зоны обогрева при устройстве системы антиобледенения

Особенности укладки кабеля в этих зонах имеют свои отличия и особенности.

На краю кровли

В этой зоне кабель укладывают змейкой так, чтобы она оказалась выше края наружной стены на 30 см. Высота змейки при таком раскладе оказывается 0,6, 0,9 или 1,2 м.

При монтаже кабеля на металлочерепице, виток провода укладывают в каждой нижней точке волны. Монтаж на металлической фальцевой кровле требует иного подхода. Кабель поднимается по первому шву на нужную высоту, затем спускается к водосточному желобу с другой стороны этого же шва. Проходит по желобу, доходит до следующего шва и повторяет цикл заново.

Размещение кабеля по краю кровли

Если на скатной кровле нет желобов, то на ее грани могут формироваться значительные ледяные наросты и сосульки. Чтобы этого не случилось, кабель укладывают по одной из двух возможных схем: «капающая» петля или «капающая» грань.

Схема «капающей» петли предполагает,  что тающая вода будет стекать  и капать непосредственно с кабеля. Для этого кабель монтируют змейкой так, чтобы он свисал с края крыши на 5-8 см.

Схему «капающей» грани организовывают по похожему принципу. Только кабель закрепляют на грани кровли (капельнике), прокладывая его традиционно змейкой.

В ендовах и местах пересечения крыши и стены

Наледь легко образуется в ендовах и других местах на стыке скатов кровли. Кабель здесь прокладывают в 2 нити, вдоль стыка, на 2/3 его длины. За счет этого образуется непромерзающий проход, через который могут стекать талые воды.

Похожий метод устройства непромерзающего прохода используется для мест пересечения крыши и стены. Здесь кабель также укладывают в 2 нити на 2/3 высоты ската. Расстояние от кабеля до стены – 5-8 см, а расстояние между его нитями – 10-15 см.

Укладка кабеля в ендовах и местах пересечений крыши и стены

В желобах

В горизонтальном желобе кабель укладывают по всей длине в одну или несколько параллельных нитей. Количество нитей зависит от ширины желоба. Если в лоток шириной до 10 см достаточно положить одну нить кабеля, то в лоток шириной 10-20 – уже две нити. Для более широкого желоба (более 20 см) их количество увеличивают, добавляя по одной нити на каждые следующие 10 см ширины. Укладывают кабель так, чтобы между нитями оставалось пространство 10-15 см.

Для крепления кабеля в желобах применяют монтажную ленту или специальные пластиковые клипсы. Также существует возможность изготовить крепления в нужных количествах самостоятельно – из стальной ленты, которой легко можно придать форму зажима. Зажимы и элементы монтажной ленты закрепляют на стенках желобов саморезами. Образованные в результате отверстия герметизируют силиконовым герметиком. Между элементами крепления соблюдают расстояние 0,3-0,5 м.

В водосточных трубах

Наледь часто формируется в сливных воронках, закрывая путь для стока талой воды с крыши. Поэтому укладка кабеля является здесь обязательной. В трубу с диаметром до 10 см помещают одну нитку кабеля, с диаметром 10-30 см – две нитки. На входе в трубу кабель закрепляют к стенкам при помощи стальных скоб.

В верхней и нижней части трубы необходим усиленный подогрев, который осуществляют путем укладки дополнительных нитей кабеля – в виде «капающей» петли или нескольких спиральных витков.

Если длина трубы превышает 3 метра, для спуска кабеля и его фиксации используют цепь или трос с крепежными элементами. Цепь (трос) подвешивают на ввинченный в деревянные элементы кровли крюк или металлический прут, закрепленный на желобе.

Размещение кабеля в водосточных желобах и трубах

Сделать самому или купить

Ассортимент греющих кабелей в магазинах очень велик. Но существует несколько способов сделать провод своими руками. Приведу пример устройства кабеля «домашнего изготовления»:

  1. Берем двужильный медный провод в двойной изоляции и блок питания на 300Вт (подойдет компьютерный), кроме того, для замеров параметров понадобиться датчик температуры.
  2. Замыкаем провод на 5В выход блока питания.
  3. Через 10 минут температура кабеля достигнет примерно 50 С- , для обогрева водостока этого вполне достаточно.

Простая схема подключения обогрева кровли

Самая простая схема состоит из одиночного терморегулятора на одну зону.простой терморегулятор рт330

Ее используют при обогреве малых площадей.

Грубо говоря, подключили один термодатчик и выкрутили ручку регулятора (РТ 330 или другого) на нужную температуру, например, ноль градусов цельсия.китайская вебасто для отопления гаража без газа, дров и электричества

Получается, что при возникновении этой температуры, система антиобледенения будет самостоятельно запускаться и топить лед.простая схема обогрева кровли и водостоков с одним терморегулятором

Схема простая, но имеет свои недостатки. Данная система не будет понимать, идет за окном снег или нет.

А значит очень часто будет бесполезно греть вашу крышу, сжигая лишние киловатты в никуда. Такой способ хоть и дешевый, но не очень экономный.сколько электроэнергии потребялет электрический теплый пол как рассчитать

Поэтому давайте рассмотрим более рациональный вариант, с применением полноценной программируемой метеостанции и комбинацией всех датчиков.

Обогрев основных элементов водосточной системы

Обогрев водосборного лотка

Евгений Щипунов

Проверил: Евгений Щипунов

Главный инженер ООО «СКО Альфа-проджект»

Установочные работы

Монтаж обогрева кровли делается пошагово. Для начала нужно наметить участки прокладки проводов, при этом необходимо учитывать повороты и другие факторы.

Схема подключения греющего кабеля для водостоков

Если повороты очень крутые, то кабель разрезается на мелкие части и крепится с применением муфт. На фото показано как правильно устанавливать кабель для обогрева кровли.

Полезное видео по теме

Основные принципы монтажа греющего кабеля в составе системы антиобледенения затронуты в видео-сюжете:

Получается, что ничего сложного в монтаже греющего кабеля нет. Разобравшись в несложных характеристиках кабелей и нюансах их укладки, можно за короткий срок соорудить надежную систему антиобледенения.

Потребляя совсем немного электроэнергии, эта конструкция поможет вам надолго забыть про сосульки и наледь на водостоках и крыше вашего дома.

Другие статьи на тему

Помощь инженера

Бесплатный расчет обогрева водостоков за 2 часа

  • Рассчитаем требуемую мощность
  • Подберем кабель и крепления, подходящий для Вашего объекта
  • Порекомендуем удобную систему управления

Спасибо, наш менеджер свяжется с вами в ближайшее время

Заполните обязательные поля

Расчеты будут отправлены на Ваш e-mail, внимательно проверьте данные при отправке.

Установка монтажных коробок и датчиков

Чтобы поставить коробки необходимо подобрать нужное место для этого. Когда коробка уже установлена, проводятся кабеля, монтируются датчики и прикрепляются изолирующими муфтами.

Схема подключения греющего кабеля для водостоков

Датчики лучше всего ставить где больше всего скопление осадков. Чтобы соединить их с контроллером в ход идут электрические провода. Если крыша большая, то измерительные приборы ставятся по всему периметру и соединяются с контроллером.

Схема подключения греющего кабеля для водостоков

Видео по монтажу

Несколько полезных видео для наглядности:

Бюджетный вариант:

Обслуживание

Обслуживание системы сводится к контролю ее работы, периодической проверке всех датчиков и визуальному осмотру целостности.

Современные обогреватели водостока оборудованы специальными термореле со светодиодными лампочками. Если лампочка горит, значит идет нагрев, отключилась – необходимая температура достигнута.  Если нагрев не происходит — ищите причину неисправности. Основные причины перечислены в предыдущем пункте.

Советы специалистов

Несколько полезных советов:

  • Кабель может прокладываться и внутри и снаружи трубы. Обычно трубы диаметром больше 40мм обвязываются саморегулирующим кабелем снаружи. Если диаметр трубы меньше — подойдет использование внутреннего резистивного;
  • Не лишним будет попросить у производителя гигиенический сертификат (особенно важно при нагреве труб с питьевой водой);
  • Новый кабель с пищевой оплеткой может в начале использования издавать резкий запах — это не страшно;
  • Перед покупкой – уточните уровень потребления энергии
  • Если планируется открытая прокладка — желательно наличие уф/защиты. При внутренней укладке – необходима водонепроницаемая оболочка.
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...