Обогрев водостоков и кровли: системы антиобледенения своими руками

Распространенные ошибки при установке

Есть ряд ошибок при монтаже обогреваемых водостоков, которые встречаются чаще всего.

Ошибка в проекте. Это самые распространенные ошибки. Именно здесь случаются игнорирования особенности конкретных кровельных покрытий

Проектируя, мастера не обращают внимание на холодный край, теплый участок, зону водосброса и так далее. Таким образом, некоторые части ската остаются подвержены наледи.
Крепеж системы

Основные ошибки в этом сегменте: провисание кабеля на монтажной ленте, проделанные отверстия в кровельном покрытии, применение ленты, предназначенной для установки теплых полов.
Использование в качестве крепежа пластиковых хомутов. Когда на них будет оказывать воздействие ультрафиолет, пластик станет хрупким и стремительно разрушится (примерно за год-пару лет).
Кабель, подвешенный в водостоке, без дополнительного крепления к тросу будет оборван. К чему приведет тяжесть льда и температурные расширения.
Установка силового кабеля, который не предназначен для монтажа на крыше. В итоге возникнет пробой изоляции.
Монтаж греющей установки в том месте, где в нем нет необходимости. Таким образом, работать устройство будет вхолостую, а хозяин зря платить за электроэнергию.

Выбираем обогревающий кабель

Для обогрева кровли и водостоков применяют резистивные (латынь: resistere — сопротивляться) кабели. Нагрев происходит за счет высокого сопротивления, трансформирующего электрическую энергию в тепловую. Сопротивление бывает постоянным или переменным, значит, кабель — нерегулируемым или саморегулирующимся. Во многих магазинах его делят на резистивный и саморегулирующийся. В таком случае под резистивным надо понимать кабель постоянного сопротивления.

Нерегулируемый

Нерегулируемый кабель бывает одножильным и двужильным. Одножильный можно даже не рассматривать:

1. Необходимость подключения с обоих концов создает сложности и в проектировании, и в монтаже.
2. Кабель нельзя резать — если купили 150 м, надо уложить все 150 м и вернуться обратно в точку подключения.

Двужильный кабель не создает сложностей. Подключение двух концов в одной точке не требуется. Но это единственный плюс, и то относительно одножильного. Нерегулируемый кабель работает на полную мощность вне зависимости от того, сколько нужно тепла. В случае неисправности кабель не подлежит ремонту — менять придется всю секцию. Антиобледенительную систему придется разбивать на множество секций, что значительно усложнит и проектирование, и монтаж.

Саморегулирующийся

Саморегулирующийся кабель состоит из двух жил, матрицы, изоляции, экранирующей оплетки, внешнего защитного слоя. Матрица — основополагающая составляющая. Она реагирует на изменение температуры — это свойство полупроводников: при нагреве сопротивление повышается (сила тока меньше — нагрев меньше), при охлаждении — снижается (сила тока больше — нагрев больше).

Надо ли оснащать термостатами и датчиками систему, основанную на саморегулирующихся кабелях? Необходимо: достигнув нужной температуры, кабель не отключается — он продолжает поддерживать эту температуру, расходуя электроэнергию (хоть и с минимальной мощностью), когда это не требуется. Чтобы система не работала вхолостую, в нее внедряют термостаты и реле, по мере необходимости включающие и отключающие подачу тока.

Кабель с постоянным сопротивлением ощутимо дешевле, но куда менее экономичнее, чем саморегулирующийся. Кабель надо купить один раз, а счетчик электропотребления тикает перманентно.

Производители предлагают готовые секции, их надо лишь подключить. С такими секциями можно смонтировать смешанную систему: использовать кабели обоих типов, установив саморегулирующиеся на сложных участках, а нерегулируемые — на простых, где перекрещивание проводов невозможно технически. Но нужно ли? Саморегулирующийся кабель был очень дорогим, когда только появился. Сейчас разница не столь существенна.

Схема подключения датчиков и метеостанции системы антиобледенения крыши

В щитке управления монтируете все вышеперечисленные элементы. В качестве термостата возьмем модель от Spyheat SMT 527D.

Первым делом от щитка до каждой рапредкоробки, ранее установленных на стенах, необходимо протянуть трехжильный кабель питания ВВГ.

Сечение кабеля выбирайте исходя из общей мощности обогрева кровли.

Каждый кабель отдельной секции маркируется и подключается на свой автомат.

Кстати, некоторые специалисты целенаправленно отказываются от соединения силового кабеля питания с нагревательным кабелем в уличных распредкоробках. Вместо этого они монтируют переходные герметичные муфты.

С чем это связано? Коробки очень часто затекают, в результате появляются утечки по току.

А вследствие того, что в одной коробке зачастую соединяют сразу несколько секций, при утечке и срабатывании УЗО, ваша система становится полностью неработоспособной.

При стыковке разных секций через независимые муфты такого не происходит.

Помимо силовых кабелей в распаечную коробку на стенке прокладывают и контрольный 7-ми жильный кабель КВВГ. Он подключается к проводам от датчиков.

Каждая жила контрольного кабеля с обоих сторон подписывается в зависимости от вашей марки терморегулятора. Для нашей выбранной модели SMT 527D маркировка будет следующей.

жилы на датчик осадков – 13,14,23

на датчик температуры – 17,18

на датчик влажности – 19,20

Датчик температуры монтируется в тени, на северной стороне дома.

Ошибка №8
Нельзя его размещать под прямыми солнечными лучами или вблизи самого кабеля обогрева.

Концы кабеля заводятся в общую коробку, куда приходят все провода с щитовой и с крыши.

Датчики влажности и осадков кладут на дно желоба водостока.

Концы кабеля опять же протягиваются в общую распаечную коробку. В этой коробке провода соединяются по следующей схеме.

Сначала подключаются силовые кабеля питания 220В. Их жилы фаза-ноль-земля через опрессовку или винтовые зажимы соединяются с жилами нагревательных кабелей на крыше дома и водостока.

Каждая секция запитывается от отдельной линии. После этого можно переходить к контрольным датчикам.

Датчик осадков – жилы 13,14,23

Датчик температуры – жилы 17 и 18

Датчик влажности – жилы 19,20

После чего плотно закрываете коробку и переходите к сборке схемы автоматики в распредщитке.

Схема подключения для выбранного нами терморегулятора будет выглядеть следующим образом.

Имейте в виду, что терморегулятор SMD 527D имеет три независимых канала (5-6, 7-8, 9-10). На вышеприведенной схеме они условно объединены.

В действительности их можно выводить по отдельности, либо вообще задействовать только один единственный. Например 5-6.

При раздельной работе каналы будут включаться по-разному, в зависимости от срабатывания того или иного датчика. Вот алгоритм работы всей системы.

В случае, если нагрузка вашего нагревательного кабеля на кровле менее 3,5квт на канал, можно исключить из схемы пускатель, подсоединив все напрямую.

Включаете автомат питания и проверяете работоспособность системы.

В конце осени, перед каждой зимой, обязательно проверяйте все контакты в распределительных коробках и очищайте от листьев водосточные лотки.

Налипание грязи и посторонних предметов на греющий кабель нередко приводят к его выходу из строя.

Ошибка №9
Еще запомните – нельзя упускать момент запуска системы антиобледенения. Ручной режим здесь категорически не рекомендуется в качестве основного.

Допустим за ночь с отключенным кабелем прошел большой снегопад, и у вас на крыше образовалась приличная шапка снега. Если утром в минусовую температуру включить обогрев, то эта шапка скорее всего не исчезнет.

Кабель прогреет под собой всего пару сантиметров, а основная верхняя масса так и не сдвинется с места. Падающий сверху снежок, только прибавит проблем и объема.

Хотя в самом желобе и будет тепло, но верхняя шапка не растопится в ближайшие часы. На это может уйти несколько дней.

Поэтому вся система антиобледенения кровли и водостоков должна включаться автоматически, как только начинают идти осадки.

Грубо говоря, снег должен падать уже на горячий кабель, чтобы таять сразу, а не собираться горкой вокруг него.

Ошибка №10
Без терморегулятора и датчиков в этом деле не обойтись. Также, как и без УЗО!

Не забывайте, что кабель у вас фактически будет лежать в воде.

И при повреждении изоляции и отсутствии УЗО или диффа, удар током от металлических конструкций дома, вопрос времени.

https://youtube.com/watch?v=RLWYfGA0_9E%3F

Источники — cable.ru, Кабель.РФ

Использование резистивных кабелей

Достоинством резистивного кабеля является простота его установки и невысокая стоимость изделия. Внутри такого нагревательного элемента проходит проводник, который обладает постоянным сопротивлением, и при нагревании обеспечивает непрерывный температурный режим.

Одножильный электрокабель имеет одну жилу, а двужильный резистивный провод – нагревательную и проводящую ток жилы. Изготавливают такие кабели только одной стандартной длины. Внутреннее сопротивление в кабеле способствует нагреву металлических жил. Используется резистивный нагревательный элемент для длинных участков кровли и водосточной системы.

Укладка греющего кабеля выполняется не на всей площади крыши, а только по ее краям. Также монтируется электрический провод вдоль ендовы. Фиксируют его по всей длине на глубине 35 сантиметров специальными крепежными деталями.

Резистентный кабель

Монтаж резистивного нагревательного кабеля довольно просто уложить самостоятельно:

1. Изначально измеряется во всей секции сопротивление, которое должно соответствовать указанным в паспорте показателям.
2. Так как длина резистивного кабеля фиксированная, то перед его укладкой следует точно рассчитать каждое расстояние волнообразной петли. Монтаж кабеля начинается от места подключения к сети. Заканчивать прокладку одножильного провода можно возвращением обратного конца к началу укладки. Двужильный кабель просто заканчивают крепить в противоположном конце крыши.
3. В водосточных трубах и желобах кабель для обогрева фиксируют монтажной лентой. От толщины такого крепления зависит прочность сцепление и долговечность укладки. Ленту устанавливают с шагом в 25 сантиметров. В желобах она крепится поперек.
4. После укладки всего кабеля устанавливается монтажная коробка и обязательно второй раз проводятся замеры сопротивления. Изменение показателей свидетельствует о повреждении нагревательного провода.
5. После проверки проводятся кабели – сигнальный и силовой, а также ставятся датчики термостата. Монтируется шкаф управления.

Когда все кабель и все элементы системы обогрева кровли установлены, следует отрегулировать термостат, прозвонить сигнальные и силовые проводники и проверить работу защитного отключения.

Чаще всего для обогрева кровли используют резистивный кабель зонального типа. Его нагревательная жила изготовлена из нихромового сплава. Такой кабель можно нарезать.

Советы по эксплуатации системы таяния льда

Надёжную, долговечную работу системы антиобледенения гарантирует не только правильно выполненный монтаж, но и регулярное, своевременное обслуживание. Приводим несколько правил эксплуатации, которые способствуют безотказной работе оборудования:

1. В начале каждого сезона, а именно после того, как с деревьев опадут листья, кровлю и элементы водостоков очищают от мусора и грязи. Чтобы не повредить кабели и датчики, уборку выполняют мягкими щётками. В местах сильных загрязнений используют воду.
2. Систему включают в диапазоне температур наружного воздуха от -15 до +5 °C.
3. Один раз в три месяца делают осмотр и профилактические работы, которые включают подтяжку резьбовых соединений и восстановление повреждённой изоляции. Кроме этого, проверяют работоспособность устройства защитного отключения.
4. Для защиты кабелей от механических повреждений в местах возможного обрушения снега и наледи устанавливают заградительные сооружения.

В завершение хочется дать совет: не допускайте к работам по монтажу и обслуживанию контура случайных людей. Только квалифицированные работники, прошедшие специализированную подготовку, знают, как обращаться со столь деликатной и чувствительной системой.

Управление

Система управления — готовый модуль. К нему подсоединяют провода от датчиков температуры и осадков. Датчик осадков — греющийся элемент с 2 электродами. Снег, попадая на теплый датчик, тает, талая вода меняет сопротивление между электродами — на блок управления поступает сигнал об осадках. Для большей экономии применяют датчики влаги, работающие, как датчики осадков. Их устанавливают в лотках и желобах. Когда вода уйдет с этих участков, система отключит секции (применимо в многосекционной системе).

Подключение датчиков к БУ: 1  — датчик температуры; 2 — блок управления; 3 — датчик осадков; 4 — датчик воды; 5 — греющий кабель

При секционной конфигурации возможно использование независимых реле, отвечающих за работу секции длиной до 30 м.

Разновидности греющих кабелей

Существует две разновидности систем антиобледенения: саморегулирующая и резистивная.

Резистивный кабель является самым простым вариантом и обладает общей выходной мощностью и интенсивностью выделения тепла по всей длине, а также постоянным сопротивлением. Интенсивность обогрева зависит от мощности электротока. Системы резистивного типа отличаются доступной стоимостью и простотой прокладки.

Кабели саморегулирующегося типа имеют расширенные возможности и более сложную конструкцию, чем резистентные устройства. В каждом элементе расположена пара жил, которые соединены друг с другом матрицей (прослойкой из полупроводникового материала). Остальные слои — оболочка, фотополимерная изоляция и полимерная внешняя защитная изоляция. Благодаря наличию нескольких слоев обогрев водосточных труб и желобов саморегулирующим кабелем является более надежным и качественным.

Температура этого типа изделий регулируется автоматически, в зависимости от внешних условий. Такой эффект достигается благодаря наличию полупроводниковой матрицы, которая корректирует свое сопротивление с учетом температурных показателей воздуха. Чем теплее на улице, тем меньше нагревается саморегулирующий кабель. В такой системе каждая секция функционирует независимо и нагревается до определенной температуры.

Стоимость такой системы в 2−4 раза выше, чем резистивной. Это обусловлено следующими преимуществами саморегулирующих изделий:

• регуляцией интенсивности нагрева с учетом внешней температуры;
• экономией электрической энергии;
• продолжительным сроком службы;
• простым креплением на кровле любого типа.

Из недостатков этого варианта можно отметить длительный нагрев.

Каким бывает управление обогревом

Как показывает практический опыт, в течении пары лет после монтажа обогрева кровли и водостоков система антиобледенения полностью окупается. В дальнейшем начинают экономиться значительные финансы за счет снижение потребления энергии. Стоимость устройства во многом зависит от типа используемого кабеля. Резистивные системы считаются более дешевыми.

Экономичность приспособления зависит также от типа используемого управления:

1. Ручное. Недорогой вариант, лишенный возможности самостоятельной реакции на температурные колебания на улице. Используя ручную систему регулировки, нужно быть готовым к некоторым энергетическим потерям.
2. Автоматическое. Оперативно перестраивает работу кровельного обогрева в случае климатических изменений. В комплектацию такого прибора входят специальные температурные датчики, измеряющие температуру поверхности крыши. Другие датчики способны реагировать на воду и снег. Исходя из поступивших данных модулем управление избирается наиболее оптимальный режим работы системы, что сводит энергетические потери к минимуму. 

Лучше всего для монтажа обогрева кровли и водостоков использовать саморегулирующуюся кабельную продукцию, которую не нужно дополнительно обогревать. Для оснащения затененных кровельных участков можно применить более дешевые резистивные нагревательные провода.

https://youtube.com/watch?v=YdOe5Ollimg

Порядок монтажа системы антиобледенения

После выполнения всех необходимых расчётов приступают к подготовительным мероприятиям, собирают необходимый инструмент и закупают материалы и оборудование. После этого начинают монтаж системы «антилёд».

Подготовительный этап

Подготовка основания включает в себя удаление неработоспособных элементов старой системы снеготаяния, если такая была ранее установлены. Места укладки греющего кабеля очищают от накопившегося мусора и грязи. Кроме того, осматривают кровлю с целью выявления предметов и острых краёв, таящих в себе опасность повреждения кабеля.

Монтажные работы

Сборку обогревающей системы начинают с крепления электронного модуля. Лучше всего для его установки использовать отдельный шкаф управления. Монтаж других элементов конструкции ведут в такой последовательности:

1. Устанавливают сигнальные сенсоры. Датчик температуры следует закрепить в месте, исключающем попадание прямых солнечных лучей, вдали от систем отопления, вентиляции и кондиционирования. Сенсор выпадения осадков монтируют на открытом участке крыши. Датчики влажности крепят в зонах, которые первыми оказываются под действием талой воды.

   Сигнальные датчики устанавливают таким образом, чтобы обеспечить возможность их чёткого и своевременного срабатывания

2. Прокладывают силовые и сигнальные кабели. Для их крепления используют нейлоновые стяжки и пластиковые фиксаторы. После укладки проводники следует прозвонить, а в силовых линиях дополнительно измерить сопротивление изоляции.

3. Укладывают греющие кабели. Для их фиксации используют предусмотренные производителем кронштейны, металлические зажимы и накладки. Можно также использовать перфорированную монтажную ленту с тем условием, чтобы не были повреждены оболочки нагревателей. При укладке следует исключить возможность свободного провисания обогревающих линий в воздухе.

   Для крепления греющего кабеля можно использовать специальную перфорированную ленту

4. Концы кабелей заводят в распределительные коробки, замеряют сопротивление и отсутствие пробоя изоляции у каждой секции. Минимальное значение, которое при этом должен показать мегомметр, — 10 Мом/м.

   Для монтажа и крепления греющего кабеля в водостоках длиной более 3 м используют металлический трос

5. Выполняют электрические подключения греющих, силовых и сигнальных кабелей между собой и с блоком управления. Нагревательные секции и шкаф управления заземляют.

   Подключение нагревательных кабелей выполняют в строгом соответствии со схемой коммутации и защиты

6. При подходящей температуре наружного воздуха проводят включение антиобледенительной системы на 1 час, после чего замеряют потребляемый каждой секцией ток. В случае отклонения от номинальных значений, выявляют и устраняют причины неполадок. Для проверки работоспособности датчиков воды и осадков при чистом небе допускается их полив водой.

Видео: анимированная инструкция по монтажу нагревательного кабеля

Согласно СНиПу 3.05.06–85, который регламентирует порядок установки и эксплуатации электротехнических устройств, монтаж греющих кабелей можно вести при температуре наружного воздуха не ниже минус 15 °C. Установку нагревателей необходимо завершить до выпадения первого снега и образования наледи на крыше. Лучшим временем для монтажа можно считать последние недели осени. Если же по какой-либо причине работы затянулись до появления снежных шапок и ледяных пробок на крыше и в водостоке, то потребуется тщательная очистка мест укладки кабеля от осадков.

Типы кабеля: как выбрать ↑

kabel-1
kabel-2

Греющие кабели в сочетании с автоматикой обеспечивают качественную работу подогрева крыши и водостоков. Чаще всего подбирают один из двух типов нагревательного элемента, которые имеют свои преимущества и недостатки. Именно отталкиваясь от показателей, осуществляется подбор главной детали.

• Резистивные типы кабеля. Данный элемент самый простой. Линия состоит из собственно нагревательной жилы, и изолирующих материалов. Резистивный тип кабеля имеет постоянные показатели температуры подогрева во время использования, неизменяющейся мощностью и сопротивлением. Нагревание происходит за счет подключения к электрической сети замкнутого типа.
• Саморегулирующиеся виды кабеля. Это более высокотехнологический продукт. Данный элемент состоит с саморегулирующегося нагревательного сердечника (матрица), изоляционных оболочек и оплетки. Особенность в том, что кабель за счет своей матрицы реагирует на изменения в окружающем пространстве, вследствие чего меняет сопротивление и мощность.

Несмотря на такие конструктивные отличия оба типа кабелей способны обеспечить полноценную работоспособность системы, однако, резистивные виды имеют низкую цену, а саморегулирующиеся выгодны в плане экономии энергопотребления, в сочетании с простотой монтажа, но при этом стоимость их выше.

На заметку
Снижение потребления электричества при установке саморегулирующихся кабелей достигается за счет понижения мощности нагревателя, когда температура на улице повышается. Это возможно именно за счет матрицы, которая в определенных условиях (положительных температурах) уменьшает количество проводящих ток путей. С установкой такого типа кабеля отпадает нужда в монтаже датчика температур, линия сама реагирует на изменения.

Как подобрать соответствующий тип кабеля для крыши своего дома? Отталкиваться нужно от типа конструкции крыши.

https://youtube.com/watch?v=JFF14C2V380%3F

С «теплым» кровельным пирогом, когда необходимо смонтировать подогрев карниза и водостоков, специалисты рекомендуют комбинировать типы кабеля. На кромку настила укладывается более дешевый резистивный тип, а в водоотводы саморегулирующийся. Это позволяет получить оптимальное соотношение по схеме цена-функциональность.

На «холодный» вид кровли можно уложить резистивные линии, но с обязательными датчиками контроля температуры.

Расчет мощности всего устройства проводится исходя из следующих данных.

• Для резистивных кабелей норматив составляет от 18 до 22 Вт.
• Саморегулирующиеся варианты нагревательного элемента рассчитывают на 15-30Вт на 1 погонный метр.

Внимание
Однако при проектировании не стоит забывать о некоторых условиях.

• Во-первых, о соответствующем наращивании мощности на линейных элементах (в водосточных желобах), учете площади.
• Также следует знать, что если водоотводящие системы собраны с полимерных материалов, то в них подогрев не должен превышать 17 Вт на 1 погонный метр, иначе неизбежны деформации деталей!

Для чего устанавливают системы антиобледенения?

Отрицательная температура негативно влияет на водосточные каналы. Зимой трубы подвержены большой нагрузке, особенно, когда с крыши сходит много снега. Также система водостока оказывается под нагрузкой из-за скопления льда в желобах. Самым эффективным методом решения проблемы является создание системы антиобледенения крыши, и водосточных каналов. Для этого в желоба прокладывают электрические провода, при нагревании, вода не замерзает, а удаляется из канала. При низкой температуре воздуха, вода в желобах кристаллизуется, это приводит к неправильной работе стока.

1. Пропускная функция желобов снижается в несколько раз, так как нарастающая ледяная корка мешает выходу жидкости. 
2. При замерзании, увеличивается объем воды, это способствует повреждению труб или соединений. 
3. В результате скопления различного мусора, в желобе может возникнуть ледяная пробка, которая препятствует стоку воду. Вода начинает стекать через желоба по стенам, и фундаменту, система работы водоотвода считается нарушенной. 

Чтобы соорудить антиобледенителльную систему, необходимо провести специальные кабели, которые будут нагревать кровлю, и водосток. При этом не образуется наледь, а система стока работает в полноценном режиме. Для регулирования температуры нагрева, устанавливают специальные датчики или терморегуляторы.