Организация системы снеготаяния и анти обледенения кровли и водостоков с помощью Умного Дома

Организация умного дома на KNX своими руками – программирование и оборудование

Российские зимы с метелями и снегопадами вполне привычное явление. Но иногда большое количество снега на крыше здания может привести к негативным последствиям. Это не только травмы прохожих, вызванные неожиданным сходом снега или льда с крыши, но и повреждение самой кровли, строений и личного имущества. Для предотвращения таких последствий в частном или многоквартирном доме может быть  предусмотрена система антиобледенения и снеготаяния.

Принцип действия системы

Российские зимы характеризуются нестабильными температурными уровнями, когда вслед за сильными снегопадами и морозами, наступает кратковременная оттепель. В результате таких температурных перепадов на краях двухскатных крыш и в водостоках образуются целые залежи снега и льда. Когда наступает критический момент, вся эта масса срывается вниз, ломая водостоки, нанося травмы прохожим и плюща припаркованные автомобили. Страдают от ледяных заторов и водосточные трубы. Поэтому после наступления тепла на крыши домов выходят целые бригады рабочих для ремонта и замены всего, что было повреждено. Избежать неоправданных расходов поможет антиобледенительная система.

Такая конструкция монтируется на крышах, водостоках и в горловинах водосточных труб и состоит из двух основных частей:

  • Нагреваемый кабель (термокабель)
  • Блок управления и автоматики

Кабель, разогреваемый до определённой температуры с помощью электричества, практически ничем не отличается от кабеля, используемого в системах «Тёплый пол». На жилы специального кабеля подаётся напряжение, вызывая его разогрев. При этом в месте прокладки кабеля происходит активное таяние снега. Гибким термокабелем можно оборудовать любые элементы строительных конструкций, где необходимо избежать скапливания больших снежных и ледяных масс.

Кроме термокабеля и блока электроники для монтажа потребуются следующие изделия:

  • Силовой кабель
  • Герметичные муфты
  • Распределительные коробки
  • Крепёжные элементы

Силовым кабелем осуществляется подача сетевого напряжения от блока управления на термокабель. Муфты применяются для создания законцовок кабеля, а в распределительных коробках выполняются все соединения. Крепление кабеля осуществляется в зависимости от места установки. Если необходимо создать нагреваемую зону на большой площади лучше всего использовать специальную решётку. Она укладывается на нужную поверхность и к ней с помощью пластиковых стяжек легко крепится термокабель.

На больших площадях, нагреваемый кабель прокладывается зигзагом или в виде синусоиды.

Если крыша покрыта волнистым шифером или черепицей, то для прокладки термокабеля используется оцинкованная лента, которая прокладывается двумя параллельными линиями, повторяющими изгибы черепицы. Кабель можно крепить и отдельными крепёжными элементами в зависимости от конфигурации поверхности.

В водосточные желоба обычно прокладываются две параллельные линии кабеля, но при маленьком сечении жёлоба достаточно будет и одной линии. В горловине водосточной трубы из термокабеля делается кольцевая петля, нагревание которой препятствует образованию в трубе снежной пробки. Монтаж системы снеготаяния и антиобледенения выполняется один раз, а срок службы качественно выполненной конструкции может составлять десять и более лет.

Виды нагреваемого кабеля

В системах принудительного снеготаяния могут применять различные виды термокабеля. Они отличаются конструктивными особенностями, мощностью и ценой.

Чаще всего используются следующие виды кабелей:

  • Резистивный
  • Саморегулирующийся
  • Индукционный

Резистивный

Резистивный линейный термокабель состоит из одного или двух спиральных проводников имеющих постоянное сопротивление. При использовании двух проводников они изолируются друг от друга. Подача напряжения вызывает нагревание проводника по всей длине кабеля. Внешняя оболочка кабеля может быть выполнена из полиэтилена или тефлона. Кабель с тефлоновым покрытием стоит дороже, но отличается высокой надёжностью. Он способен без растрескивания выдерживать очень низкие температуры, поэтому его применение оправдано в северных районах, где другой тип изоляции может быть повреждён.

Система антиобледенения с применением резистивного кабеля, по расходам, может считаться самой экономичной.

Саморегулирующийся

Саморегулирующийся термокабель имеет более сложную конструкцию и высокую стоимость. Он состоит из двух металлических жил, которые проложены внутри токопроводящей полимерной матрицы. Матрица состоит из отдельных элементов, которые изменяют своё сопротивление в зависимости от окружающей температуры. Иначе говоря, такой кабель греет только там, где температура ниже определённого порога. Когда температура дойдёт до нужного уровня, кабель будет продолжать нагрев, но его мощность будет значительно снижена. Применение такого кабеля позволяет значительно экономить на электроэнергии.

Индукционные

Индуктивный нагреваемый кабель представляет собой спираль, выполненную из изолированных токопроводящих линий. Внутренность кабеля заполнена ферромагнитными элементами. При прохождении тока через катушку индуктивности, которой является кабель, ферромагнитные элементы разогреваются и отдают тепло во внешнюю среду. Такой кабель отличается большей мощностью на погонный метр, чем другие виды кабелей.

Для повышения надёжности поверх внутренней изоляции навивается экранирующая металлическая оплётка, за которой следует внешняя высокопрочная изоляция. В случае повреждения или пробоя внутренней изоляции, питающее сетевое напряжение замкнётся на экран, что вызовет мгновенное срабатывание автомата питания. Цена за один метр термокабеля зависит от его типа и компании изготовителя. Она может варьироваться от 150 до 700 рублей.

Блок управления и автоматики

Антиобледенительная система может работать как в ручном, так и в автоматическом режиме. В целях экономии можно просто подключить нагреваемый кабель через отдельный автомат на электрощитке и в случае необходимости вручную включать и выключать устройство. Более совершенной является система с использование датчиков температуры.

Она может состоять из следующих частей:

  • Нагревающийся кабель
  • Датчик температуры
  • Микроконтроллер
  • Релейный блок

Контроллер программируется на определённую температуру, появление которой фиксируется термодатчиком. После этого контроллер через релейный модуль подаёт питание на термокабель. Через определённое время электропитание выключается. Весь процесс повторяется циклически.

В автоматизированной системе управления инженерными коммуникациями «Умный дом» может быть использована гораздо более сложная конструкция. Антиобледенение кровли и водостоков так же работает под управлением центрального контроллера системы, только число внешних датчиков может быть расширено за счёт использования домашней метеостанции. В неё кроме датчиков температуры входят сенсоры таяния снега, датчики осадков, давления, направления и силы ветра. Такой комплекс рассчитан на длительную эксплуатацию без вмешательства человека. В случае возникновения аварийной ситуации система снеготаяния будет отключена, а хозяев дома получат SMS-извещение.

Монтаж антиобледенительной системы

Автономную систему антиобледенения и снеготаяния на частном доме можно выполнить самостоятельно. Сначала необходимо произвести разметку крыши и наметить точки крепления термокабеля. Затем установить элементы крепления и проложить и зафиксировать кабель. Если кабель обрезается, то его концы необходимо заделать в герметичные муфты, а в точке подключения силового кабеля установить влагонепроницаемую соединительную коробку.

Концы кабеля зачищаются, после чего замеряется его электрическое сопротивление с помощью мультиметра. Затем выполняется подключение силового кабеля, который может идти к автомату на силовом щитке или на блок управления.

 Заключение

Монтаж антиобледенения и снеготаяния лучше провести задолго до наступления холодов, чтобы убедиться в надёжности и работоспособности конструкции. Поскольку вся наружная часть системы постоянно будет находиться в жёстких климатических условиях с высокой влажностью, сильным обогревом и перепадами температуры, следует очень тщательно отнестись к выполняемой работе.