Система снеготаяния - Snowmelt system

Обогреваемый тротуар в Голландия, Мичиган

Монтаж теплого пола в Рейкьявик, Исландия

Коврики для подогрева

А система снеготаяния предотвращает образование снега и льда на велосипедных дорожках, пешеходные дорожки, патио и проезжей части, или, что более экономично, только часть площади, например пара следов шин шириной 2 фута (0,61 м) на подъездная дорога или 3 фута (0,91 м) центральной части тротуар и т. д. Он также используется для защиты от снега целых проездов и патио в условиях склонного к снегу климата. Система «таяния снега» предназначена для работы во время шторма, что повышает безопасность и устраняет необходимость в проведении работ по техническому обслуживанию в зимний период, включая уборку лопатой или вспашку снега, а также разбрасывание противообледенительной соли или песка (песка). Система снеготаяния может продлить срок службы бетона, асфальта или асфальта за счет отказа от использования соли или другой антиобледенение химические вещества и физический ущерб от автомобили зимнего обслуживания. Многие системы полностью автоматические и не требуют участия человека для поддержания горизонтальной поверхности снега / льда.

Доступны три основных типа систем в зависимости от источника тепла: тепло электрического сопротивления, тепло от обычного котла (или печи) или геотермальное тепло. гидронно (в жидкости). Возможно, электрические системы снеготаяния требуют меньшего обслуживания, чем гидравлические системы снеготаяния, потому что в них минимальное количество движущихся частей и отсутствуют коррозионные агенты. Однако электрические системы снеготаяния, как правило, намного дороже в эксплуатации.

Большинство новых систем снеготаяния работают вместе с устройством автоматической активации, которое включает систему, когда обнаруживает осадки и отрицательные температуры, и выключайте систему, когда температура выше нуля. Эти типы устройств обеспечивают работу системы только в период полезного использования и сокращают потери энергии. Термостат верхнего предела дополнительно увеличивает эффективность при установке вместе с автоматическим контроллером таяния снега для временного отключения системы, когда плита / поверхность достигают достаточной температуры таяния снега. Некоторые строительные нормы и правила требуют наличия термостата верхнего предела для предотвращения потерь энергии. Общее воздействие на окружающую среду зависит от используемого источника энергии.

Затраты на эксплуатацию

Операционные расходы зависят от региона, источника энергии (электричество, газ, пропан и т. д.) и связанные с этим расходы. В Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха имеет стандарты, предназначенные для достижения удовлетворительных результатов и минимизации энергопотребления из-за превышения размеров или чрезмерного проектирования системы. Системы обычно рассчитаны на производство 70–170 БТЕ на квадратный фут-час в соответствии с рекомендациями ASHRAE по регионам. Время, необходимое для таяния снега с поверхности, зависит от шторма и мощности системы.

Электрические системы снеготаяния

Системы электрического снеготаяния состоят из трех основных компонентов: нагревательного кабеля, блока управления и устройства активации.

Нагревательный кабель рассчитан на работу в суровых условиях и подходит для использования на открытом воздухе. Кабель должен быть внесен в список стандартов UL Национально признанная испытательная лаборатория и многие состоят из одного или двух проводов с защитным покрытием и / или изоляцией. Многие кабели рассчитаны на температуру 105 ° C (221 ° F) и вырабатывают 6–50 Вт на фут. Мощность на площадь определяется нагревательный элемент интервал.

Блоки управления обычно представляют собой настенные панели управления и могут быть установлены в корпусе NEMA. Блоки управления различаются в зависимости от технологии за счет использования клеммных блоков линии и нагрузки, реле, клемм активации, трансформаторов, а также контрольной электроники.

Гидравлические системы снеготаяния

Нагревательный элемент в гидравлической системе представляет собой трубку с замкнутым контуром или модульную термапанельную систему, изготовленную из гибкого полимер или же синтетическая резина циркулирует смесь горячей воды и пропиленгликоль (антифриз). Жидкость нагревается до температуры от 16 ° C (61 ° F) до 60 ° C (140 ° F), чтобы нагреть окружающие бетон / асфальт / бетонные покрытия и растопить снег и лед. Технология механических систем для гидравлических систем снеготаяния основана на той же технологии, что и лучистое отопление системы.

Наиболее важная часть успешной системы водяного отопления на основе трубок зависит от правильного расположения и расположения труб. Рекомендуется укладывать трубки по спирали или змеевику, чтобы тепло распределялось равномерно. Спецификации расстояния зависят от производителя. Более высокая скорость таяния снега потребует более близкого расстояния между трубами, типичное расстояние составляет 6-8 дюймов. Другим ключевым фактором является количество изоляции, используемой под плитой.

Гидравлические трубы, залитые в бетонные плиты, создадут неравномерный рисунок нагрева в бетоне, что приведет к возникновению неравномерных напряжений внутри бетонной плиты. Использование высокотемпературной жидкости, поступающей в очень холодную плиту, приведет к образованию трещин от напряжения и возможному отслаиванию бетонной поверхности. Близкое расстояние между трубками и контролируемое медленное повышение температуры уменьшат отрицательные эффекты системы на основе трубок. Другой метод - поддерживать минимальную температуру плиты выше точки замерзания в течение всего зимнего сезона.

Альтернативой системам на основе трубок являются предизолированные, HDPE модульные теплообменные тепловые панели. Модульные панели HDPE подходят для брусчатки, устанавливаемой на пьедестал (обычно используемой на крышах), в модульной сетке с размерами от 23,5 до 26 дюймов по центру. Они также могут использоваться с любым типом монтируемых на земле, монолитных бетонных плит или брусчатки, установленных на палубе, деревянных или поливинилхлоридных настилов.

Как и электрические системы снеготаяния, гидронные системы снеготаяния могут быть установлены внутри или под материалом основания (песком). Перед началом установки трубы или термапанели земляное полотно должно быть хорошо утрамбовано соответствующим материалом основания дороги, отвечающим требованиям ICPI (Международный институт бетоноукладчиков) или инструкциям производителя асфальтоукладчика. Неравномерная осадка может привести к повреждению системы и создать слабое покрытие. Трубку можно закрепить с помощью кабельных стяжек либо к сетке, либо к сетке. арматура или прикреплены скобами к изоляции под плитой. Изолированные модульные термопанельные системы не требуют повторной сетки или арматуры и укладываются предварительно соединенными рядами на уплотненное основание. Когда модульная термапанельная система устанавливается под бетонной плитой, может потребоваться повторная сетка или арматура внутри бетонного монолита.

Гидравлические трубки не следует размещать непосредственно на твердой поверхности. коренная порода; это приведет к тому, что нагревательные трубы будут проводить тепло в землю. Предварительно изолированные модульные термапанельные системы можно укладывать непосредственно на скальную породу или конструкционное бетонное основание.

Чтобы соответствовать гарантиям большинства производителей асфальтоукладчиков и спецификациям ICPI (Международного института бетоноукладчиков), для асфальтоукладчиков следует использовать до 1 дюйма подстилки и не должно превышать максимум 1 1/2 дюйма. Это может быть проблемой для систем на основе труб и арматуры, поскольку для них обычно требуется более 1 1/2 дюйма подстилочного песка. Избыток подсыпного песка со временем приведет к оседанию брусчатки. Песок, используемый для подсыпки и соединения, должен быть чистым бетоном. песок, свободный от глины, грязи или посторонних веществ и должен соответствовать ASTM C-33.

Модульные системы панелей с жидкостным теплопередачей обеспечивают полный и равномерный теплообмен со всей асфальтоукладчиком или бетонной площадкой, в отличие от расстояния, требуемого для системы на основе труб. Полное покрытие позволяет использовать жидкость с более низкой температурой, что снижает эксплуатационные расходы и снижает тепловое воздействие на структуру дорожного покрытия, тем самым уменьшая износ бетонной поверхности. Поверхность также нагревается и ее можно быстрее охладить.

Модульные системы снеготаяния также могут использоваться для сбора солнечной тепловой энергии от тротуаров в теплые дни для обогрева бассейнов, а также в бытовых или промышленных целях. Их также можно использовать для охлаждения поверхности тротуара, особенно вокруг плавательных бассейнов или на террасах, установленных на крыше, которые сильно нагреваются из-за отсоединения асфальтоукладчика от здания, создавая солнечную батарею, которая, в свою очередь, увеличивает городской остров тепла эффект в непосредственной близости.

Устройства активации

Существует ряд устройств активации, используемых для таяния снега. Некоторые активаторы представляют собой простую инструкцию таймер которые активируют систему, чтобы она оставалась включенной в течение определенного периода времени, пока другие измеряют температуру и влажность или просто температурные условия, чтобы автоматически активировать систему таяния снега. Автоматические устройства могут быть установлены на воздухе, на тротуаре или на желобе. Высококачественные устройства активации имеют регулируемые точки срабатывания температуры, регулируемый цикл задержки отключения и обновляемую дистанционную активацию. Активационное устройство позволяет системе снеготаяния работать на 100% автоматически.

Саморегулирующийся электронагреватель кабели автоматически регулируют количество подаваемого тепла, поэтому нагреваются только те части, температура которых ниже заданного значения.

Тщательное размещение датчиков важно для получения эффективного результата при использовании этих активаторов. Активационные датчики влажности следует размещать в месте, где они будут эффективно собирать влагу из снежной бури, и в относительно непосредственной близости от зоны, свободной от снега и льда. Датчики температуры устанавливаются снаружи, чтобы определять те же температурные условия, что и на поверхности, с которой будет работать система снеготаяния. Другие активаторы, такие как ручные таймеры или переключатели, можно установить в удобном месте.

Новые установки

Установка систем снеготаяния выполняется во время строительства пешеходной дорожки или проезжей части с расстоянием между кабелями или трубами или компоновкой рядов модульных термопанелей в зависимости от конструкции системы.

Для новых бетонных работ должно быть минимум 3 и максимум 4 дюйма основания, покрывающего электрические нагревательные кабели. Бетонная смесь не должна содержать острых камней, так как они могут повредить кабель. Перед включением нагревательных кабелей бетону необходимо дать застыть в течение 30 дней. По этой причине лучше всего устанавливать в летние месяцы. Практического способа использования электрокабельных систем с брусчаткой на пьедестале нет.

Трубные системы обычно имеют трубы, прикрепленные к конструкционной арматуре, которые затем выравниваются внутри бетонной плиты с помощью опор или стоек. Не существует практического способа использования систем на основе труб с сегментированными брусчатками или брусчаткой, установленной на пьедестале. Единственный тип гидронной системы, коммерчески доступный в настоящее время для использования с брусчаткой, монтируемой на пьедестале, платформе или на земле, - это модульная система термапанельного типа.

Спецификации установки системы под асфальт могут различаться в зависимости от производителя. Кабель можно проложить на поверхности основания (обычно на песчаной подушке) и засыпать песком толщиной 1/2 дюйма. Затем асфальт вручную перекатывается на нагревательный кабель и поверхность основания.

При установке гидронной трубы или термапанельной системы под асфальт, поверх трубок или термопанелей следует поместить барьер из песка, соответствующий спецификациям производителя, и прокачать холодную воду через систему, чтобы пластик не плавился.

Изоляция под кабелями или трубками рекомендуется, но не требуется. Однодюймовая жесткая изоляция может быть установлена под поверхностью основания, или ее можно уложить на поверхность основания, а нагревательный кабель можно закрепить поверх изоляции.

В некоторых установках используется два слоя асфальта. Для этой установки сначала укладывается базовый слой асфальта (толщиной 1 дюйм). Затем устанавливаются нагревательные кабели и закрепляются на поверхности базового слоя. После того, как нагревательные кабели установлены, поверх слоя укладывается второй слой асфальта. нагревательные кабели и первый слой, заделывающий нагревательные кабели в плиту.

Установка системы таяния снега под кирпичную брусчатку достигается размещением нагревательных кабелей на поверхности основания более 1/2 дюйма песка. Затем нагревательные кабели покрывают 1/2 дюйма песка, и брусчатка устанавливается как обычно на песчаную подушку. . При использовании гидронной системы над блоками термопанелей должно быть помещено до 1 дюйма подсыпного песка. Не рекомендуется использовать трубы для сегментированного дорожного покрытия из-за необходимости чрезмерного подсыпного песка.

Модернизация установок

Возможна модернизация электрических систем путем нарезания канавок 1¹⁄₄"к 1¹⁄₂"глубоко и от 1/4" до 3/8 "шириной в асфальт или бетон, вставляя кабели и герметизируя канавки с помощью подкладного стержня и специального конопатка или герметик на поверхности канавки.

Переносные снежные коврики с подогревом для потребителей

За последние несколько лет^{[когда? ]} маты для таяния снега с подогревом стали доступны розничным потребителям. Они подключаются к водонепроницаемой электрической розетке и могут быть проложены на пешеходных дорожках, подъездных дорожках, лестницах, пандусах для инвалидных колясок и погрузочных доках.^[1]

Эти коврики с подогревом состоят из двух слоев нескользящей резины с промежуточным нагревательным элементом и могут растопить снег и лед за часы или минуты (в зависимости от уровня тепла и уровня снега). Коврики включаются и выключаются в зависимости от текущих погодных условий.

Известные установки

Повышенный Центральная артерия, Бостон (заброшенный и снесенный)^[2]
Автомагистраль М4, Западный Лондон (неиспользованный)
Гора Швейцер дороги, Айдахо
Бывшая личная резиденция Питер Лоуэлл, подъездная дорога
Updown Court подъездная дорога, Англия
Дом Билла Гейтса, проезды
Общественные тротуары в Рейкьявик и Акурейри, Исландия^[3]^[4]
Ворота Карла Юхана и различные общественные тротуары в Осло, Норвегия^[5]^[6]
Общественные улицы и тротуары в Голландия, Мичиган^[7]
Общественный тротуар в Оук-Парк, Иллинойс^[8]
Национальный исследовательский совет входной тротуар, Саскатун, Саскачеван^[9]
Си-Эн Тауэр, главная крыша отсека (Торонто, Канада)^[10]
Несколько улиц в центре города Хельсинки, Финляндия