Обзор нагревательных кабелей для систем антиобледенения

Установка любой системы антиобледенения начинается с прокладки нагревательных кабелей. Последние различаются по типу (саморегулирующиеся и резистивные), характеристикам, способу применения и, как следствие, по цене.

Резистивный кабель
Данное изделие относительно недорого. Тем не менее его погонная мощность весьма велика, что позволяет сильно сократить используемую длину кабеля и уменьшить число крепежных элементов.

Благодаря гибкости он подходит для кровли любой сложности — немалое достоинство!
Резистивный греющий кабель состоит из выделяющей тепло металлической токопроводящей жилы, изоляции, экранирующей оплетки и высокопрочной внешней оболочки из ПВХ или фторполимера.

Бывают варианты одножильные и двухжильные (первый элемент греющий, второй — соединительный), последние дороже, но и в монтаже удобнее. Дело в том, что в отличие от "солитеров", подключаемых к питающей сети с обоих концов, здесь достаточно одного: с другой стороны просто ставят соединяющую заглушку.

Выходная мощность данных устройств постоянна и зависит от подаваемого напряжения, погонного сопротивления жилы и длины "шнура".
Есть у резистивных моделей и недостаток — постоянное сопротивление по всей длине.

Такой кабель везде греет одинаково, что приводит к излишним затратам энергии, ведь условия теплоотдачи на разных участках могут быть различными: например, где-то линия засыпана палой листвой, затененная часть карниза, по которому она проходит, покрыта наледью, а далее следует чистая, по большей части освещенная солнцем зона. Система включается сообразуясь с показаниями датчика, расположенного у замерзшего района, но эффективно работает лишь сегмент, находящийся поблизости со льдом.

Остальные компоненты термоэлемента попросту греют воздух, впустую расходуя электроэнергию.
Другой минус — необходимость постоянного ухода и обслуживания оборудования, (в частности, удаление с крыши веток, опавшей листвы и т. п.)
При укладке обычно используют готовые кабельные секции, свернутые в бухты.

Это отрезки определенной длины, соединенные термоусаживаемой муфтой с питающим кабелем длиной 0,75–3,0 м. Концы последних подключают к распределительной коробке, а к ней, в свою очередь, подводят напряжение от силового щита. Самопроизвольно уменьшать размер фрагмента нельзя, иначе изменится сопротивление в проводах, и они будут перегреваться. "По науке" делить бухту на куски нужной длины в зависимости от требуемой величины удельной мощности тепловыделения должен специалист.

Если кусок будет короче, чем надо, кабель перегреется, а если длиннее — он попросту не выйдет на расчетную погонную мощность.
На кровлях, в длинных водостоках и тех местах, где необходимо полностью исключить возникновение наледи, рекомендуют применять так называемые зональные модели нагревателей, также относящиеся к классу резистивных.

Основным элементом в них является спиральная навивка из проволоки с высоким сопротивлением поверх изоляции токопроводящих жил. Длина такого изделия — около метра. Концы спиралей подсоединяют к токопроводящим жилам параллельно.

Такой кабель можно резать на фрагменты, кратные длине греющей зоны, непосредственно на объекте. Тем самым уменьшается расход кабеля, и отпадают заботы о правильности функционирования всей цепи.

Саморегулирующиеся кабели
SnowClear System
По сравнению с резистивными они сложнее с технической точки зрения, по максимуму защищены от возгорания, короткого замыкания и других нештатных ситуаций, как того требует "жизнь" на крыше в потоках талой воды. Нагревательным элементом здесь является матрица с токопроводящим углеродосодержащим наполнителем.

Она расположена между двумя токоведущими жилами с навитой поверх слоя изоляции каждой из них теплоизлучающей спиралью из проволоки с высоким сопротивлением. Материал греющего компонента основы имеет значительный коэффициент теплового расширения, поэтому, когда температура окружающей среды понижается, тот сжимается, его сопротивление уменьшается, а величина тока, проходящего через устройство, возрастает.

Соответственно, увеличивается и тепловыделение. При потеплении сопротивление, напротив, растет, а количество выделяемого тепла падает — это предотвращает перегрев.

Такие кабели не боятся перепадов температур, влаги, химических реагентов, огнеупорны и пожаробезопасны, не сбоят при эксплуатации на солнце, при скоплениях мусора и палой листвы… Их применение гарантирует максимальную результативность антиобледенительного комплекса. Кроме того, нагреватель данного типа при необходимости легко разрезать на участки любой длины (до 60 м) и выложить в любых комбинациях вне зависимости от сложности кровельной архитектуры.

Эти замечательные современные изделия с полным правом называют энергосберегающими: платить по счетчику при их использовании придется по минимуму. Проектировать и монтировать установки, снабженные "умными" шнурами, довольно просто, а для включения и термостат не потребуется.

Другое дело — подобная конструкция капризнее в эксплуатации, не так надежна и долговечна. Матрица способна выдержать лишь определенное количество циклов "нагрев — охлаждение", а потом выходит из строя.

Поэтому саморегулирующийся кабель приходится менять чаще, чем резистивный.
Поскольку изделие можно нарезать на куски практически любой длины (от 20 см) и даже "огрызок" подключить к электросети, его часто применяют для обогрева небольших зон: скажем, для поддержания необходимой температуры сливной трубки обыкновенного оконного кондиционера.

Мощность антиобледенительной системы, сделанной на основе саморегулирующегося кабеля (имеющего ступенчатую удельную характеристику), меняется в зависимости от температуры окружающего воздуха: например, при нуле градусов она составляет 18 Вт/п. м на открытом воздухе (нагреватель работает с половинной отдачей) или 36 Вт/п. м при нахождении секции в талой воде (максимальная отдача). С наступлением потепления данный параметр автоматически снижается.

Выбор и монтаж
Выбор правильного кабеля обусловлен нуждами заказчика, а его "могущество" высчитывают в зависимости от объема покрытия. Для желоба шириной 100–150 мм и водосточной трубы диаметром 100–150 мм потребуется 30–60 Вт на 1 погонный метр.

Если сечение шире 150 мм, то расчетная величина должна составлять 200 Вт.
Процесс прокладки на кровле осуществляют на протяжении всего пути талой воды, начиная с горизонтальных желобов и лотков и заканчивая выходами из водостоков.

Для этого используют специальные крепежные приспособления: крючки для подвески в водосточных трубах, монтажную ленту для фиксации на скатах и водостоках. Шаг между отрезками обычно составляет 300–350 мм.

Уже установленные секции защищают от механических повреждений особым снегоотбойником.
Распределительный шкаф — электрическое сердце системы, как правило, размещают до окончания кровельных работ.

После укладывают греющую сеть и монтируют сенсоры, затем — управляющую и коммутирующую аппаратуру. И всю систему испытывают.

Греющие элементы работают от стандартной электросети, а систему питания кроме защиты от перегрузок в обязательном порядке оснащают датчиками контроля изоляции или устройством защитного отключения (УЗО), что наряду с заземленной оплеткой работающего кабеля обеспечит полную электробезопасность конструкции для человека.
За правильным функционированием комплекса следит специальный автоматический терморегулятор.

Он собирает с нескольких установленных на крыше датчиков информацию о градусах по Цельсию, относительной влажности воздуха и наличии наверху воды. Первый аппарат по снятию показаний располагают вдали от источников тепла, второй — на открытом месте, а третий — на самом низком участке водостока.

По мере получения тревожных сигналов, например о выпадении осадков в холодное время года или капельном таянии снега во время оттепели, блок управления автоматически включает подачу электроэнергии, и нагреватель начинает выделять тепло. Образующаяся при этом жидкость стекает на землю по желобам и водостокам. Соответственно, при отсутствии условий для образования льда все отключается, и система переходит в режим ожидания.
Источник: "Обустройство & ремонт" №51