.png)
Šildymo kabelis – pagrindinis elementas ledui neleidžiančiose susidaryti sistemose. Šildymo kabeliams keliami reikalavimai: atsparumas drėgmei, temperatūros svyravimams, mechaninėms apkrovoms, o atvirai montuojamiems kabeliams – ir saulės spinduliams. Leidžiama eksploatavimo ir montavimo temperatūra priklauso nuo kabelio konstrukcijos, todėl visiems kabeliams vienodas temperatūrų diapazonas netaikomas. Lauko dangoms, stogams ir lietaus nuvedimo sistemoms parenkami konkrečiai paskirčiai tinkami kabeliai su apsaugine izoliacija, metaliniu ekranu arba apipynu ir aplinkos poveikiui atspariu apvalku.
Rezistiniai šildymo kabeliai
Šildymo elementas – elektrinės varžos metalinė gysla. Lauko sniego ir ledo tirpinimo sistemose naudojami, pavyzdžiui, 20–30 W/m linijinės galios kabeliai. Linijinė galia nurodo, kiek šilumos išskiria vienas kabelio metras.
Gamyklinės kabelio sekcijos turi fiksuotą ilgį ir galią. Jų šildomosios dalies negalima savavališkai trumpinti, todėl sekcijos parenkamos pagal šildomo ploto dydį ir klojimo žingsnį. Sudėtingos formos plotuose gali prireikti kelių atskirų sekcijų.
Rezistinio kabelio linijinė galia išilgai šildomosios dalies yra beveik vienoda, nors šilumos poreikis skirtingose vietose gali skirtis. Horizontaliuose latakuose, lietvamzdžiuose ir atvirose aikštelėse tai įvertinama parenkant kabelio galią, linijų skaičių, atstumus tarp jų ir valdymą. Rezistiniai kabeliai tebenaudojami tiek stogams bei jų dalims, tiek lauko dangoms šildyti. Jų veikimui reikalingas tinkamas temperatūros reguliavimas.
Savireguliuojantys šildymo kabeliai
Šildymo elementas – tarp dviejų laidininkų esanti elektrai laidi polimerinė matrica. Jos varža keičiasi priklausomai nuo temperatūros: kabeliui vėstant išskiriama daugiau šilumos, šylant – mažiau. Kiekviena kabelio atkarpa reaguoja į vietines temperatūros sąlygas.
Linijinė galia nurodoma esant konkrečiai temperatūrai ir aplinkai. Pavyzdžiui, tas pats latakams skirtas kabelis 0 °C temperatūros ore gali išskirti 18 W/m, o lediniame vandenyje – 36 W/m. Todėl lyginant kabelius svarbu vertinti ne tik galios skaičių, bet ir jo nustatymo sąlygas.
Kabelį galima pjauti reikiamo ilgio objekte, jeigu tai numatyta jo montavimo instrukcijoje. Maksimalų vienos grandinės ilgį riboja kabelio charakteristikos, maitinimo įtampa, paleidimo temperatūra ir apsaugos aparato parametrai. Vienodas 60–150 m ilgio intervalas visiems savireguliuojantiems kabeliams netaikomas.
Projektuojant svarbu įvertinti paleidimo srovę, kuri šaltam kabeliui gali būti gerokai didesnė už nusistovėjusią darbinę srovę. Pagal ją parenkami apsaugos ir įjungimo aparatai bei maitinimo laidai.
Savireguliuojantys kabeliai paprastai kainuoja daugiau už rezistinius. Galimybė pritaikyti jų ilgį ir vietinis galios kitimas gali būti naudingi nevienodomis sąlygomis veikiančiose sistemose. Tačiau savireguliacija nepakeičia automatinio valdymo: temperatūros ir drėgmės davikliai leidžia išjungti šildymą, kai ledo susidarymo pavojaus nėra.
Zoniniai šildymo kabeliai
Šildymo elementas – didelės elektrinės varžos lydinio viela, nustatytais intervalais prijungta prie dviejų maitinimo gyslų. Taip sudaromos atskiros, lygiagrečiai maitinamos šildymo zonos.
Zoniniai kabeliai išskiria nustatytą šilumos kiekį vienam metrui ir šiuo požiūriu panašūs į rezistinius. Tačiau jų ilgį galima pritaikyti objekte, laikantis šildymo zonų ilgio ir galų užbaigimo reikalavimų. Pjovimo vieta turi įtakos prie kabelio galo liekančios nešildomos atkarpos ilgiui.
Šie kabeliai naudojami vamzdynų, talpyklų ir kitų įrenginių apsaugai nuo užšalimo bei temperatūrai palaikyti. Tinkamumas stogams ar lauko dangoms šildyti turi būti nurodytas kabelio dokumentacijoje. Vien zoninė konstrukcija negarantuoja, kad sistema neapledės bet kokiomis sąlygomis.
Šarvuoti šildymo kabeliai
Šarvuoti kabeliai turi papildomą mechaninę apsaugą. Šarvas apibūdina kabelio konstrukciją, o ne atskirą šilumos išskyrimo principą. Šildymo elementas gali būti rezistinė metalinė gysla, o mechaninę apsaugą sudaryti metalinis apipynas ar kitas apsauginis sluoksnis.
Šarvas savaime nepadidina kabelio linijinės galios ir nesuteikia galimybės jo trumpinti. Galia, leidžiama temperatūra, atsparumas gniuždymui ir montavimo būdas nurodomi konkretaus kabelio techniniuose duomenyse.
Į betoną galima montuoti ne tik šarvuotus kabelius. Tam naudojami ir kitos konstrukcijos rezistiniai bei savireguliuojantys kabeliai, jeigu jie skirti tokiam montavimui. Asfaltui parenkami kabeliai, atsparūs numatytai klojimo temperatūrai ir dangos tankinimo apkrovoms.
Šildymo kabelių sistema ir jos sudėtinės dalys
Ledo ir sniego tirpinimo sistemos montuojamos šaligatviuose, automobilių stovėjimo aikštelėse, įvažiavimuose, pandusuose ir laiptuose – ten, kur reikia mažinti apledėjimo pavojų pėstiesiems ir transportui. Naudojant automatinį valdymą, šildymas įjungiamas pagal temperatūros ir drėgmės daviklių duomenis.
Sistema projektuojama numatytoms oro sąlygoms. Jos galios turi pakakti paviršiui šildyti, šilumos nuostoliams kompensuoti ir sniegui tirpinti. Esant didesniam nei numatyta šalčiui, vėjui ar kritulių kiekiui, sniegas gali tirpti lėčiau ir kauptis ant dangos. Taip pat reikia pasirūpinti, kad tirpsmo vanduo laisvai nutekėtų į lietaus nuotekų sistemą ir pakeliui neužšaltų.
Aikštelės (laiptų) šildymo sistemos sudėtis:
Šildomoji dalis – lauko dangai tinkamas šildymo kabelis arba kabelių kilimėlis; tvirtinimo elementai, padedantys išlaikyti numatytą klojimo žingsnį; energijos paskirstymo sistema su maitinimo kabeliais, jungtimis, dėžutėmis ir apsaugos aparatais; automatinė valdymo sistema su temperatūros ir drėgmės davikliais.
Daviklių skaičius ir tipas priklauso nuo valdiklio bei šildomo ploto. Dangos temperatūra ir drėgmė gali būti matuojamos vienu bendru davikliu, o oro temperatūros daviklis naudojamas papildomai. Valdant pagal temperatūrą ir drėgmę, šildymas neveikia vien dėl to, kad lauke šalta, kai danga sausa.
Skaičiuojant reikiamą galią įvertinama objekto vieta, žiemos temperatūra, vėjas, krituliai, dangos konstrukcija ir sistemai keliami reikalavimai. Lauko aikštelėms dažnai numatoma apie 300–350 W/m², tačiau tai nėra visoms sąlygoms tinkama norma. Atviroms, iš apačios vėsinamoms konstrukcijoms ir didesnio patikimumo reikalaujantiems plotams gali reikėti daugiau galios. Vienodas 50 proc. priedas visiems tiltams ar krovimo platformoms netaikomas.
Reikiama paviršiaus galia susiejama su kabelio linijine galia ir klojimo žingsniu. Pavyzdžiui, 30 W/m kabelį klojant kas 10 cm, gaunama apie 300 W/m² įrengtoji galia.
Šilumos izoliacija po šildoma konstrukcija mažina nuostolius žemyn, ypač kai laiptų ar platformos apačia atvira. Jos poreikis ir storis parenkami pagal konstrukciją. Jei izoliacijos įrengti negalima, papildomi šilumos nuostoliai įtraukiami į galios skaičiavimą.
Prieš klojant kabelį nuo pagrindo pašalinami akmenys, aštrios atplaišos ir kiti kabelį galintys pažeisti daiktai. Kabelis tvirtinamas ant paruošto pagrindo ir įterpiamas į jo paskirčiai tinkamą dangos sluoksnį. Aplink kabelį neturi likti šilumos perdavimą bloginančių tuštumų.
Šildant laiptus į kabelio ilgį įskaičiuojami perėjimai tarp pakopų. Kabelio linijos išdėstomos taip, kad šiltų ir priekinė pakopos dalis, tačiau išlaikomi instrukcijoje nurodyti atstumai nuo kraštų bei minimalūs lenkimo spinduliai. Tirpsmo vanduo turi būti nuvedamas taip, kad neužšaltų laiptų apačioje esančioje aikštelėje.
Įvažiavimuose galima šildyti visą paviršių arba tik ratų važiavimo juostas. Šildant visą plotą mažiau lieka nešildomų vietų, kuriose gali kauptis sniegas ir ledas. Šildant tik ratų juostas sumažėja įrengtoji galia, tačiau reikia įvertinti transporto judėjimo trajektorijas, vandens nutekėjimą ir likusio ploto valymą.
Po grindinio trinkelėmis kabelis įrengiamas jam tinkamame pakloto arba betoniniame sluoksnyje. Betonuojant jis patikimai pritvirtinamas, kad nepasislinktų pilant betoną. Asfalto dangose naudojami būtent tokiam montavimui skirti kabeliai.
Kabelis tvirtinamas montavimo juostomis, laikikliais arba leidžiamomis apkabomis. Tvirtinimo atstumai ir minimalus lenkimo spindulys parenkami pagal kabelio instrukciją. Apkabas reikia užveržti tiek, kad kabelis laikytųsi vietoje, tačiau nebūtų suspaustas ar pažeistas jo apvalkalas.
Vamzdelyje montuojamas temperatūros daviklis įrengiamas tarp kabelio linijų, jų neliesdamas. Vamzdelio galas užsandarinamas, kad nepatektų skiedinio ir prireikus daviklį būtų galima pakeisti. Paviršinis temperatūros ir drėgmės daviklis montuojamas jam skirtame korpuse, dangos lygyje, kur gali fiksuoti sniegą ir tirpsmo vandenį.
Šilumos izoliacija turi būti tinkama lauko dangos drėgmės sąlygoms ir numatytoms apkrovoms. Kabelis nuo jos atskiriamas pagal pasirinktos sistemos konstrukciją. Bendro reikalavimo įrengti 30 cm smėlio ar betono sluoksnį tarp kabelio ir izoliacijos nėra. Sluoksnių storiai nustatomi pagal dangos konstrukciją ir kabelio montavimo reikalavimus.
Prieš uždengiant kabelį ir užbaigus dangos darbus atliekami numatyti elektriniai matavimai. Rezistiniams kabeliams tikrinama šildomosios grandinės varža, visoms sistemoms – izoliacijos būklė ir apsauginio laidininko vientisumas pagal jų instrukcijas. Išsaugomas kabelių klojimo planas, pažymimos jungčių, galinių movų ir daviklių vietos.
Kaip išsirinkti šildymo kabelį
Pirmiausia įvertinama kabelio paskirtis: latakams skirtas kabelis nebūtinai tinka betonui, o betonui skirtas – karštam asfaltui. Parenkama linijinė galia, bendras ilgis, maitinimo įtampa, apvalko atsparumas ir valdymo sistema.
Šildymo kabelis klojamas laikantis jo montavimo instrukcijos. Elektrinę dalį prijungia kvalifikuotas elektrikas. Metalinis ekranas arba apsauginis apipynas prijungiamas prie apsauginio įžeminimo laidininko. Grandinei numatoma apsauga nuo viršsrovių ir nuotėkio srovės.
Gamyklinių rezistinių sekcijų šildomosios dalies trumpinti negalima. Savireguliuojantys ir zoniniai kabeliai pjaunami bei užbaigiami tik jų konstrukcijai tinkamu būdu, naudojant numatytas jungtis. Kabelio negalima tempti už jungiamųjų ar galinių movų, laužti ar apkrauti didesne nei leidžiama mechanine apkrova. Vienoda 25 kg riba visiems kabeliams netaikoma.
Minimali montavimo temperatūra nurodoma kabelio dokumentacijoje ir gali skirtis nuo minimalios eksploatavimo temperatūros. Šaltyje sustingęs kabelis prieš montuojant gali būti palaikomas šiltoje patalpoje. Jo įjungimas pašildymui galimas tik tada, kai tai aiškiai leidžiama instrukcijoje; suvynioto kabelio jungti negalima.
Didelius plotus tikslinga padalyti į atskirai valdomas zonas pagal jų paskirtį, saulės ir vėjo poveikį bei turimą elektros galią. Trifazėje sistemoje apkrovos paskirstomos pagal grandinių galią ir srovę. Kabelių ar sekcijų skaičius neprivalo dalytis iš trijų – svarbu tolygiai apkrauti fazes ir kiekvieną grandinę prijungti prie jai numatytos įtampos.
