Zautomatyzowane i skuteczne systemy przeciwoblodzeniowe

2007-03-21

Kable grzejne są najczęściej instalowane w budynkach mieszkalnych jako ogrzewanie podłogowe. Gdy jednak umieścimy je na zewnątrz pod płytami chodnikowymi, nawierzchnią asfaltową lub betonową, będą skutecznie topić śnieg i lód w miejscach, które powinny być w czasie zimy suche i bezpieczne.
Liczba działających instalacji tego typu stale się zwiększa, a ich użytkownicy z miłym zaskoczeniem odkrywają, że energia elektryczna skuteczniej kruszy śnieg i lód niż kilof i sól.


Artykuł sponsorowany

Kable grzejne są najczęściej instalowane w budynkach mieszkalnych jako ogrzewanie podłogowe. Gdy jednak umieścimy je na zewnątrz pod płytami chodnikowymi, nawierzchnią asfaltową lub betonową, będą skutecznie topić śnieg i lód w miejscach, które powinny być w czasie zimy suche i bezpieczne.
Liczba działających instalacji tego typu stale się zwiększa, a ich użytkownicy z miłym zaskoczeniem odkrywają, że energia elektryczna skuteczniej kruszy śnieg i lód niż kilof i sól.

Podstawową cechą systemów przeciwoblodzeniowych jest zapobieganie powstawaniu lodu i gromadzeniu się śniegu na powierzchniach lub konstrukcjach narażonych na bezpośrednie działanie zimy.
Mogą to być następujące powierzchnie lub konstrukcje zewnętrzne:

ciągi piesze i jezdne
schody i zjazdy do garaży
parkingi
rampy i place załadunkowe
mosty, wiadukty, kładki
dachy i instalacje rynnowe

Systemy przeciwoblodzeniowe wykorzystujące energię elektryczną składają się najczęściej z typowych, stało–rezystancyjnych kabli grzejnych stosowanych powszechnie do ogrzewania pomieszczeń mieszkalnych oraz odpowiedniej automatyki sterującej wraz z zestawem czujników wilgoci i temperatury (fot .1).


Fot. 1

Kable grzejne mogą być instalowane w warstwie piasku pod typowymi nawierzchniami takimi jak kostka brukowa, płyty chodnikowe lub bezpośrednio w betonie. Dzięki temu mogą pracować bezawaryjnie przez długie lata. Instalacja grzewcza jest również całkowicie bezpieczna. Nawet przy dużej wilgotności, nie powoduje żadnych dodatkowych zagrożeń, ani dla pieszych, ani dla kierowców (kable grzejne posiadają ekran ochronny podłączony do automatyki przeciwporażeniowej).
Określając moc grzewczą instalacji przeciwoblodzeniowej należy uwzględnić szereg różnych czynników. Najważniejsze z nich to:

lokalizacja danej instalacji
sposób jej wykonania
zakres stawianych przed nią wymagań.




W zależności od rodzaju ogrzewanej powierzchni i czasu wymaganego do roztopienia śniegu i lodu przyjmuje się w Polsce moc rzędu 250–300 W/m². Większa moc jest wymagana w przypadku instalacji układanych na mostach i rampach załadunkowych, które są narażone na działanie wiatru i niskiej temperatury także od spodu. Dla tego rodzaju konstrukcji moc systemu grzewczego powinna być zwiększona nawet o 50% (375 W/m²). Z tego powodu zaleca się wykonanie dodatkowej izolacji cieplnej zapobiegającej utracie ciepła od spodu konstrukcji. Warto w tym miejscu zaznaczyć, że pomijając ostatni przykład oraz zastosowania bardzo specyficzne – stosowanie dodatkowej izolacji cieplnej nie jest zalecane. Podwyższa ona koszt wykonania całej instalacji, komplikuje projektowanie (dodatkowe obliczenia wytrzymałościowe) i wykonanie nawierzchni a tylko w niewielkim stopniu zwiększa efektywność działania systemu (np. zastosowanie 5 cm warstwy materiału izolacyjnego poprawia skuteczność działania instalacji tylko o ok. 5–6%).  
{mospagebreak}
Totalna kontrola

Niezmiernie istotnym elementem pracy całego systemu przeciwoblodzeniowego jest sterująca nim automatyka. Powinna ona nie tylko na bieżąco kontrolować stan ochranianej nawierzchni, ale również analizować trendy zmian najważniejszych parametrów po to, aby załączać układy grzejne z odpowiednim wyprzedzeniem i z odpowiednią mocą. Najlepsze obecnie stosowane rozwiązania to układy mikroprocesorowe współpracujące ze zintegrowanym czujnikiem wilgoci i temperatury. Przykładem takiego układu jest sterownik devireg 850. Jego konstrukcję oparto na zaawansowanej technice cyfrowej oraz technologii „Fuzzy Logic” (logika zbiorów rozmytych). Pozwala to na bardziej precyzyjne i energooszczędne działanie systemów przeciwoblodzeniowych.
Sterownik w zależności od wartości zmierzonych przez czujniki oraz zaprogramowanych nastaw, decyduje o tym, czy należy załączyć system grzewczy. System grzewczy zostanie załączony wówczas, gdy temperatura powietrza lub gruntu spadnie poniżej zaprogramowanej wartości i równocześnie na ochranianej powierzchni wystąpi wilgoć. Pomiary temperatury i poziomu wilgoci dotyczą oczywiście obszaru chronionej powierzchni gruntu lub konstrukcji.
Koszty

Koszt zakupu wszystkich elementów instalacji przeciwoblodzeniowej ochraniającej np. zjazd do garażu o powierzchni 10 m² (dwa pasy na koła o wymiarach 0,5 x 10 m) oraz schody wejściowe o powierzchni 5 m² (10 stopni plus podest przed drzwiami) to wydatek rzędu 3000 – 4000 zł. Czyli ok. 200–270 zł za 1m². Doliczyć należy jeszcze koszty montażu stanowiące ok. 20–30% wartości systemu. Dla większych powierzchni jednostkowe koszty będą mniejsze i np. dla powierzchni 50 m² wyniosą niewiele więcej niż 100 zł za 1 m².
Szacunkowe koszty eksploatacyjne wynoszą 180–200 kWh/m²/rok, co przy obecnych cenach energii elektrycznej (0,3 zł/1KWh) daje kwotę  ok. 50–60 zł za 1 m²  ochranianej powierzchni w ciągu roku. Są to średnie wartości uzyskane z działających już instalacji. Ilość zużywanej energii elektrycznej w konkretnym przypadku może się znacznie różnić, co jest związane z panującymi lokalnie warunkami atmosferycznymi, grubością chronionej warstwy nad
kablem, itp.


Sucho i bezpiecznie

Na obszarze, pod którym ułożono system grzejny, nie występuje oblodzenie i nie zalega śnieg. Pozwala to uniknąć rozmrażania za pomocą mieszanek zawierających sól oraz ręcznego odśnieżania (praca kosztuje!). System przeciwoblodzeniowy w odróżnieniu od wszelkiego typu metod tradycyjnych nigdy nie dopuści do wystąpienia oblodzenia, ponieważ dostosowuje swoją wydajność do aktualnych warunków atmosferycznych. Jeżeli zależy nam na bezpieczeństwie – praktycznie nie ma obecnie lepszych rozwiązań. Ponadto należy pamiętać, że stosowanie mieszanek rozmrażających wpływa szkodliwie na środowisko naturalne oraz niszczy wszelkiego rodzaju instalacje i konstrukcje budowlane (koszty napraw nawierzchni!). Biorąc wszystkie te czynniki pod uwagę system przeciwoblodzeniowy może okazać się bardzo skuteczną i funkcjonalną alternatywą.




ZAMÓW PRENUMERATĘ

Artykuł zamieszczony 
w "Inżynierze budownictwa", 
marzec 2007.