1. Расчет источника тепла
На выбор необходимой мощности на 1 м2 влияет большое количество факторов: интенсивность снегопада, скорость ветра, температура. Если учитывать все эти факторы и рассчитывать исходя из этого мощность источника тепла, получится слишком большое значение. Поэтому при нормальных условиях можно пользоваться значением 200-300 Вт с 1 м2.
Процесс снеготаяния можно разделить на две стадии: нагрев снега до 0℃ и перевод снега в жидкое состояние (плавление снега). Причем температура на улице (температура снега) влияет на общую необходимую мощность незначительно - нагрев снега до 0℃ составляет не более 10% от общей необходимой мощности. Ниже приведена таблица необходимой мощности для нагрева и таяния снежного покрова при выпадении осадков 5 мм водяного столба.
Мощность нагрева и таяния снежного покрова осадков (5мм)
| Первоначальная температура снега, 0℃ | Мощность, Вт/кв.м | |
| Нагреть снег до 0℃ | -20 | 58 |
| -10 | 29 | |
| -5 | 14,5 | |
| Растопить снег | 463 |
- с тротуарной плиткой
- с бетонной поверхностью
- с асфальтированной поверхностью
- для газонов и поверхностей с травяным покрытием
Система снеготаяния на площадях с тротуарной плиткой
Трубы укладываются в слой песка под тротуарной плиткой. При монтаже труб используются пластмассовые рельсы, допускается использование арматурной сетки и хомутов для крепежа трубы. Желательно обеспечить минимально возможный (защитный) слой песка над трубами 20-30 мм. Система должна находиться под давлением до окончания работ по укладке тротуарной плитки.
1 - Гравий, фракция 0-30 мм
2 - Песок
3 - Труба сшитый полиэтилен
4 - Тротуарная плитка
А - Толщина плитки 30-60 мм
В - Глубина укладки трубы не более 100 мм
D - Слой песка, толщина в соответствии
с требованием укладки тротуарной плитки (50-100 мм)
Е - Слой гравия, толщина в соответствии с требованием
укладки тротуарной плитки (100-200 мм)
F - Шаг укладки
Система снеготаяния для бетонных поверхностей
Система идентичная ”бетонной” напольной системе отопления. Трубы крепятся к арматурной сетке с помощью пластиковых хомутов, либо при монтаже используются пластмассовые рельсы. Желательно обеспечить минимально возможный слой бетона над трубами 30-40 мм. Система должна находиться под давлением до окончания работ по укладке бетона.
1 - Гравий, фракция 0-30 мм
2 - Бетонная плита
3 - Труба сшитый полиэтилен
В - Глубина укладки труб не более 100-120 мм
D - Бетонная плита (армированная). Толщина в соответствии
с требованиями по нагрузке (50-200 мм)
Е - Слой гравия, толщина в соответствии с требованием по нагрузке
F
- Шаг укладки
Система снеготаяния для асфальтированных поверхностей
При монтаже труб используются пластмассовые рельсы. Максимальная температура асфальта при укладке +120℃. Во время укладки асфальта необходимо обеспечить циркуляцию холодной (20-25℃) воды в трубах. Система должна находиться под давлением до окончания работ по укладке асфальта. При укладке асфальта техникой, труба не должна нести нагрузки, для этого используется специальная арматура.
1 - Гравий, фракция 0-30 мм
2 - Асфальт, греющий слой
3 - Асфальт, защитный слой
4 - Асфальт, износостойкий
слой
5 - Труба сшитый полиэтилен
В - Глубина укладки труб не более 100-120 мм
D - Толщина греющего и защитного слоя 50-60 мм (каждый)
Е
- Слой гравия, толщина и наличия слоя в соответствии с требованиями по нагрузке
F - Шаг укладки
Система снеготаяния для газонов и поверхностей с травяным покрытием
Трубы укладываются в слой земли. При монтаже труб используются пластмассовые рельсы. Допускается использование арматурной сетки и хомутов для крепежа трубы при монтаже. Желательно обеспечить минимально возможный (защитный) слой земли над трубами - 30-40 мм. Система должна находиться под давлением до окончания работ по укладке земли/дёрна.
1 - Гравий, фракция 0-30 мм
2 - Труба сшитый полиэтилен
3 - Земля
В - Глубина укладки трубы не более 150-170 мм
D - Земля/дёрн, толщина в соответствии с требованиями по
зелёным насаждениями
Е - Слой гравия, толщина и наличия слоя в соответствии с нагрузкой и дренажными стоками
F - Шаг укладки
3. Рекомендации по выбору температуры теплоносителя, перепада температуры и типа укладки труб
Температура теплоносителя в трубах в основном зависит от необходимой мощности теплосъема с одного м2, шага укладки трубы и толщины покрытия над трубой. Для слоя покрытия 50 мм, рекомендуемая температура около 30-35℃. При толщине покрытия 100 мм - около 35-40℃. Особенно не рекомендуется делать толстую бетонную стяжку (более 100мм). Во всяком случае, если не предполагается отказаться от системы автоматики и держать систему снеготаяния включенной целый год.
| Диаметр трубы, мм | 17 | 20 | 26 | 32 |
| Шаг укладки, мм (F) | 150 | 200 | 250 | 250 |
| Съем тепла с 1 кв.м., Вт | 300 | 300 | 300 | 300 |
| Максимальная длина контура | 60 | 90 | 130 | 180 |
При укладке трубы в песок с последующей укладкой тротуарной плитки или дерна -от 40 до 45℃. Корректировку температуры теплоносителя можно произвести уже при смонтированной системе - температура на поверхности бетона (дорожного покрытия) должна быть от +2 до +5℃.
Теплоизоляция
Для больших площадей и при постоянном использовании системы (всю зиму) теплоизоляция
снизу играет незначительную роль. Основные потери тепла происходят при включении системе и разогреве почвы. Однако,
по сравнению с потребляемой ”полезной” мощностью эти потери составляют около 10%. В большинстве случаев система
совсем не требует теплоизоляции.
Теплоноситель
В системе используется незамерзающий теплоноситель для систем отопления, например,
раствор этиленгликоля. Концентрация рассчитывается соответственно расчетной температуре на улице и рекомендациям
производителя, указанных на упаковке. Как правило, это 20-50% раствор.
4. Тепломеханическая схема организации системы снеготаяния. Расчет данных
Тепломеханическая схема организации системы снеготаяния. Расчетные данные.
Подбор модуля быстрого монтажа для загрузки теплообменника
| Площадь отапливаемых дорожек, м2 | Артикул | Наименование |
| От 16 До 70 | 01030011 | Модуль смесительный с Grundfos UPSO 25-55 МКС 100 |
| 01070007 | Модуль смесительный с электроприводом с Grundfos UPSO 25-55 МКС 100 | |
| От 70 До 85 | 01030011 | Модуль смесительный с Grundfos UPSO 25-55 МКС 100 |
| 01070008 | Модуль смесительный с электроприводом с Grundfos UPSO 25-65 МКС 100 | |
| От 86 До 105 | 01030013 | Модуль смесительный с Grundfos UPS 25-80 МКС 100 |
| 01070008 | Модуль смесительный с электроприводом с Grundfos UPSO 25-65 МКС 100 | |
| От 106 До 144 | 01070009 | Модуль смесительный с электроприводом с Grundfos UPS 25-80 МКС 100 |
Выбор циркуляционного насоса в системе снеготаяния
(теплоноситель 50% полипропиленгликоль)
| S, кв.м. | до 18 | до 36 | до 54 | до 72 | до 90 | до 108 | до 126 | до 144 |
| Кол-во петель (труба д20) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Суммарная длина петель, куб.м./ч | 0,18 | 0,72 | 1,62 | 2,88 | 4,5 | 6,48 | 8,82 | 11,52 |
| Насос (пример) | RS 25/4 | RS 25/4 | RS 25/6 | TOP-S 25/4 | TOP-S 25/4 | TOP-S 25/4 | TOP-S 25/7 | TOP-S 25/10 |
Рекомендуется организовывать систему снеготаяния через разделительный теплообменник (даже в случаях, если на всем объекте применяется незамерзающий теплоноситель). Эта рекомендация обусловлена тем, что температура обратной линии в системе снеготаяния может достигать 0°С или даже отрицательных температур, что негативно скажется на продолжительности работы котла.
Перепад температуры Δt = 0 – 40 °С, т.е. Δt принимается 40°С
Теплопотери
p = 300 Вт / кв.м = 0,3 кВт
Общие теплопотери с площади поверхности расчитываются по формуле:
Р = 0,3 * S
где S – площадь уличных дорожек
Количество теплоносителя в контуре системы снеготаяния рассчитывается по формуле:
Q = P * 1,38 / Δt
где P – общие теплопотери с площади всей поверхности системы снеготаяния
Δt
– перепад температура
Таким образом конечные формулы для расчета выглядят следующим образом:
(требуемая мощность
системы для прогрева снега до 0°С и его растапливании на заданную площадь)
Q = S * 0,01
P = S * 0,3
Пример организации системы снеготаяния на придомовой площади 100 кв.м.
Кол-во теплоносителя требуемое для системы снеготаяния:
Q = S * 0,01 = 100 * 0,01 = 1 куб.м./ч
Требуемая мощность:
P = S * 0,3 = 100 * 0,3 = 30 кВт
По Таблице 1 определяем модуль быстрого монтажа, для загрузки теплообменника.
Для
100 кв.м. подбираем модуль смесительный с Grundfos UPS 25-80
По Таблице 2. определяем кол-во петель для системы снеготаяния, а также циркуляционный насос.
Для
100 кв.м. необходимо организовать 6 петель (труба до 20 м) Насос для циркуляции теплоносителя в системе снеготаяния
будет TOP-S 25/4
Важно! Максимальная площадь уличных отапливаемых дорожек для оборудования GEFFEN арт. 01040050 Модуль разделительный 40 кВт с теплообменником МКС 100 составляет 144 кв.м.
Разделительный модуль устанавливается на смесительный модуль быстрого монтажа системы МКС 100.
5. Автоматизация
Использование автоматики позволяет включать систему по необходимости и существенно экономить ресурсы на теплоснабжение.
Варианты автоматизации:
1. Термостат с выносным уличным датчиком.
Для включения необходимо чтобы наружная температура была ниже установленного на термостате значения.
2. Контроллер снеготаяния. Включает в себя ряд датчиков: температурно-влажностный, датчик температуры подачи теплоносителя, датчик температуры обратки теплоносителя. Контроллер с помощью температурно-влажностного датчика регистрирует температуру и влажность на улице и система снеготаяния включается при наличии снега и льда, а не только при регистрации заданной температуры.
3. Выключатель. Насосы включаются когда необходимо растопить снег.