Введение

Середина осени. Закончилось беззаботное «бабье лето» с его сухой и тёплой погодой. Во второй половине октября в Средней полосе России уже ожидаются ночные заморозки, а вслед за ними недалеки и первые снегопады. Хорошо, если рачительные хозяева заранее подготовились к началу зимы и их не будут огорчать внезапно выросшие сосульки на карнизах крыш, забитые льдом водосточные трубы и угрожающие сугробы, скопившиеся на кровле. Речь идёт об индивидуальных загородных и городских многоквартирных домах, на которых крыши и водосточные системы защищены установленными электрокабельными антиобледенительными системами (АОС) компании DEVI.

В настоящей статье речь пойдёт об АОС крыш, управляемых одним из самых совершенных терморегуляторов — DEVIreg™ 850 IV четвёртого поколения. Будут рассмотрены вопросы, которые часто задают пользователи этой системы зимней защиты кровли: где и как следует устанавливать цифровые датчики влажности/температуры, какими соображениями следует руководствоваться при выборе значений параметров управления и настройке кабельной электрической системы обогрева (КЭСО) водостоков крыши и других проблемных зон кровли.

Ещё несколько слов для тех, кто пока задумывается об установке АОС крыши и выбирает среди большого количества предложений по защите крыш от наледи и сосулек. Кратко расскажем о том, что предлагают специалисты компании DEVI.

Системы защиты от замерзания различны и могут управляться терморегуляторами различных типов. Терморегуляторы DEVIreg™ имеют полный набор функций управления системами нагрева, обеспечивают стаивание снега и льда любого типа, позволяют присое­динять внешние сенсорные датчики для измерения температуры воздуха или обогреваемой площадки, а также для контроля условий влажности.

Электронные терморегуляторы об­ладают высокой скоростью реагиро­вания и стабильностью результатов измерений. Правильность выбора терморегулятора и точность автома­тического управления существенно влияют на надежность и энергопо­требление системы нагрева.

Среди линейки терморегуляторов, предна­значенных для применения во внеш­них КЭСО, можно выделить три модели, хорошо зарекомендовавшие себя на многих объектах, где установлены АОС крыш: DEVIreg™ 316, DS-8C и DEVIreg™ 850 IV. В настоящее время проходят тестирование на реальных объектах новые, недавно разработанные модели терморегуляторов с дистанционным Wi-Fi-управлением, которые отвечают современным требованиям. Надеемся, что к началу следующего осенне-весеннего сезона они будут полностью отлажены для поставки в торговую сеть.

Электронный терморегулятор DEVIreg™ 850 IV четвёртого поколения

Двухзональный терморегулятор-метеостанцию можно установить на объектах для одновременного и независимого управления АОС крыш и площадок. Система управления обогревом участков крыш зданий, использующая алгоритм управления терморегулятора/контроллера DEVIreg™ 850 IV четвёртого поколения, весьма эффективна, экономична, имеет возможность дистанционного контроля через Wi-Fi сеть, но достаточно дорогостоящая. Её разработчики считают, что её использование на крышах обосновано для установок мощностью свыше 5 кВт или каких-либо установок меньшей мощ­ности в случаях, когда на первый план выступают минимальные энергозатраты. 1-4 цифровых датчика влажности/тем­пературы, установленные на проблемных участках крыши, обеспечивают оптимальное управ­ление антиобледенительной системой. По сравнению с «кровельными установками», в которых применяются только измерения температуры, этот тер­морегулятор позволяет снизить затраты на энергопотребление до 75 %.

Датчик влажности и температу­ры на крыше

Датчик влажности и температуры имеет встроенный нагревательный элемент для правильного определения вида осадков: снег, град, ледяной или обычный дождь. Все измеряемые значения отличаются высокой точностью, что обеспечи­вает встроенный процессор датчика; кроме того, используются цифровые, а не аналоговые данные измерений; центральный микропроцессор терморегулятора, принимающий данные измерений внешних параметров от датчиков, обрабатывает их и принимает решение о включении или отключении обогрева. Датчики оснащены 15-метровым кабелем для подсоединения к общей шине DEVIbus™, подключаемой к терморегулятору (см. фото DEVIreg™ 850 IV с источником питания и датчиком Кровли).

Цифровые датчики обеспечивают более высокую точность, по срав­нению с аналоговыми. В результате система защиты от замерзания с терморегулятором DEVIreg™ 850 IV обе­спечивает более высокий уровень функциональности и более низкие эксплуатационные расходы. Экономичность управления становится особенно заметной на больших объектах, где требуется значительная установленная мощность антиобледенительной системы крыши.

Варианты конфигурации

DEVIreg™ 850 IV может управлять двумя независимыми обогревательными системами с максимальным количеством датчиков — 4. Это могут быть, к примеру АОС крыши и АОС площадки, или две независимо управляемые зоны обогрева наружных объектов (например, группа нагревательных кабелей карниза, предотвращающих образование сосулек, и кабели обогрева водосточной системы здания). Кроме того, можно установить прио­ритеты работы для обеих зон. Так, одной зоне можно установить более высокий приоритет, а другой — более низкий. Зона с более низким приорите­том будет активироваться после отключения зоны с более высо­ким приоритетом. Таким образом, можно уменьшить потребность в текущей рабочей мощности, необходимой для функционирования системы защиты от замерзания.

Интуитивно понятное меню терморегу­лятора на русском языке позволяет осуществлять простые настройки. Мы рассмотрим алгоритм работы АОС крыш, чтобы понять, как лучше подобрать величины параметров управления. Подробные инструкции и характеристики терморегулятора приведены в руковод­ствах по монтажу самого контроллера и соответствующих цифровых датчиков.

Потребление энергии

Контроль нескольких параметров оказывает влияние на потребление энергии. Электроэнергия не потребля­ется в холодную сухую погоду — система обогрева отключается и находится в дежурном режиме до тех пор, пока атмосферные осадки или талая вода с крыши не попадёт на сенсоры датчика влажности. Такой автоматический контроль атмосферных осадков выключает систему не только в холодные сухие дни, но и при наличии лёгкого снегопада в морозное время, когда снег не представляет опасности. В результате потребление электроэнергии сводится к минимуму.

Потребление электроэнергии будет мень­шим, если систему разделить на зоны с различным влиянием погодных условий, например, северная и южная стороны дома. Это позволяет экономить энергию, когда южная сторона свободна ото льда и стаивание снега происходит здесь быстрее под дей­ствием солнечного тепла.

Важным моментом успешной работы системы снеготаяния и антиобледенения крыши является правильный выбор её конфигурации: это означает, что к выбору количества датчиков Кровли и мест их установки следует подойти самым тщательным образом. Выбор режима работы контроллера (одно- или двухзональный) также влияет на результирующее энергопотребление и время работы, необходимое для полного удаления выпавшего снега и предупреждения его превращения в плотный фирн и лёд.

Наш обзор, посвящённый применению терморегулятора-контроллера DEVIreg™ 850 IV для управления обогревом участков крыш и водосливных систем зданий в зимнее время, начнём с рассмотрения особенностей размещения в обогреваемых зонах датчиков Кровли. Затем дадим советы по конфигурированию системы и выбору управляющих параметров терморегулятора-метеостанции.

Контролируемые зоны

Разберёмся с терминологией, которая используется в меню терморегулятора-метеостанции.

Терморегулятор DEVIreg™ 850 IV двухзональный. Поэтому можно организовать управление обогревом не только в одной, но также независимо в двух зонах обогрева с использованием суммарно до 4-х датчиков. Зоны обогрева могут быть комбинированными или однотипными. В меню терморегулятора при активации двухзонального режима работы общая система обогрева делится на две: Система А и Система В.

Комбинированные зоны обогрева работают в режиме, когда, к примеру, Система А — это антиобледенительная система (АОС) кровли, а Система В — АОС наружных площадок.

Однотипные зоны обогрева в двухзональном режиме работы АОС крыши назначаются, когда требуется контролировать обогрев двух зон, отличающихся по внешним условиям (две зоны, расположенные с южной и северной стороны здания, или кабели, расположенные в ендовах, желобах и трубах, объединённых в единую систему обогрева, и «антисосулечные кабели» капельника, расположенные на самом краю карниза).

Если разрешённая мощность для дома имеет недостаточную величину для одновременного включения всех зон обогрева общей АОС, можно назначить режим работы, к примеру, Системы А «с приоритетом». В этом режиме Система В автоматически включит обогрев после полного овобождения от снега и льда зоны обогрева, контролируемой Системой А.

Датчики Кровли, выбор количества, размещение

Независимо от выбранной конфигурации систем обогрева максимальное количество датчиков, которые подключаются к терморегулятору, может быть четыре. Таким образом, в каждой зоне обогрева количество установленных датчиков может быть 1,2,3 или 4. Если зона обогрева на крыше имеет небольшие размеры (~10 м2 или 3...4 кВт) установленной мощности, то можно установить в ней только один датчик кровли. Для больших крыш, имеющих сложную конфигурацию, рекомендуется применять два и более датчиков.

Датчики кровли представляют собой прочный, герметичный пластиковый брусок со встроенными сенсорами для определения уровня влажности, нагреватель для поддержания требуемой температуры на поверхности сенсорных пластин, датчик температуры, и имеют интегрированную электронную схему для «общения» с микропроцессором терморегулятора. Ответим на вопрос пользователей: «Сколько надо установить датчиков? Один, два или больше?». Мы уже отметили, что при конфигурировании системы обогрева ориентировкой может быть величина обогреваемой зоны. Вместе с тем имеется резон устанавливать 2 датчика в одной зоне. Это даёт:

  • Более надёжное определение уровня влажности на обогреваемой поверхности, что особенно важно для больших зон обогрева.
  • Более быструю реакцию (приблизительно на 1 час) системы обогрева на изменение климатических условий, так как один датчик измеряет температуру, а другой датчик контролирует влажность. Система с одним датчиком постоянно переключается с измерения температуры на измерение влажности.

Место установки датчика кровли особенно важно для эффективной защиты водосточной системы от намерзания снега и льда. Здесь имеются два наиболее важных момента:

  • Датчик должен устанавливаться не ближе 1 м от края обогреваемой зоны и на расстоянии не менее 1 см от нагревательного кабеля.
  • Датчик не должен заслоняться ничем, что может препятствовать попаданию снега или дождя на его поверхность, например, ветками деревьев, соседними крышами, кровельными конструкциями и т. п. Следует исключить возможность загрязнения поверхности датчика листьями или хвойными иголками.

Терморегулятор DEVIreg™ 850 IV устроен таким образом, что подсоединение выводов датчиков к клеммной колодке терморегулятора ещё не означает, что они начнут функционировать. Требуется войти в меню и активировать их, считывая текущую информацию с экрана дисплея аппарата. После появления сообщения, что датчик стал активным, он начнёт правильно работать.

При необходимости удлинить пятнадцатиметровый кабель вывода датчика следует выбрать сечение удлиняющего четырёхжильного кабеля в соответствии с таблицей, приведённой в инструкции, которая вкладывается в каждую поставляемую коробку с датчиком Кровли.

Поскольку управление цифровое, все датчики одной зоны обогрева (например, системы А) могут быть подсоединены в клеммной коробке к общей шине DEVIbus™ в любом удобном месте вместо того, чтобы вести к терморегулятору отдельный четырехжильный провод от каждого датчика.

После активации Первого датчика можно активировать последующие датчики, каждый раз подсоединяя их по одному к шине DEVIbus™.

Установка первого датчика Кровли в зоне обогрева

При активации датчиков нельзя подсоединять их всех вместе к терморегулятору. Следует подсоединить вначале только один «Первый датчик». Это обязательное правило, так как Первый датчик будет иметь особый статус при управлении обогревом. Желательно иметь предварительную информацию о возникавших ранее проблемах на кровле. Основываясь на ней, Первый датчик следует установить в зоне с наибольшими проблемами. Рекомендуем удачные места установки Первого датчика:

  1. Место, где кровля находится в тени или ориентирована на север — запад.
  2. В основном жёлобе как можно ближе к основной водосточной трубе или непосредственно во входной воронке этой водосточной трубы.

Если система состоит из двух отдельных зон, то установка первого датчика в любой из них должна следовать тем же правилам.

Установка следующих датчиков в обогреваемой зоне

Следующие датчики кровли должны располагаться в месте, где поверхность высыхает в последнюю очередь. Правильное место установки должно выбираться согласно следующим правилам:

  1. Там, где снег сползает к кромке кровли к желобам и водостокам.
  2. В водоотводных желобах крыши как можно ближе к водосточной трубе или непосредственно во входной воронке водосточной трубы (см. рисунки).
  3. Не ближе 1 м к другим датчикам, чтобы контролировалась вся зона.

Если есть какие-либо сомнения относительно конкретного места установки, то можно подготовить резервное место для установки датчика в дальнейшем.

Дополнительный лоток

Если кровля ориентирована на юг или очень крутая, то возможен паразитный нагрев датчика солнцем. В этом случае следует сделать дополнительный лоток-козырёк сверху датчика, чтобы стаивающая вода попадала на его рабочую поверхность с сенсорами влажности (см. рисунок).

При сомнениях можно подготовить другое место для переустановки датчика в будущем.

Правила монтажа датчиков Кровли подробно изложены в инструкции, прилагаемой к каждому датчику. Следует строго придерживаться разработанных рекомендаций по установке.

Параметры и алгоритм управления терморегулятора DEVIreg™ 850 IV

Проведём первое предварительное знакомство с терморегулятором/контроллером DEVIreg™ 850 IV четвёртого поколения. Прибор представляет собой аппарат, монтируемый в электрощите на DIN-рейке. Рядом с ним устанавливается модульный источник питания PSU 24V DC 2.5 A, ко входу которого подводится сетевое напряжение переменного тока (от 100 до 240 В~), а с выхода на терморегулятор поступает постоянное напряжение 24 В. Ток нагрузки 2,5 А обеспечивает энергопотребление терморегулятора в режиме, когда активны все четыре датчика Грунта. Ширина контроллера — 6 модулей (105 мм), ширина источника питания — 4 модуля (71 мм) (см. фото).

На лицевой панели имеется двухстрочный 16-символьный цифробуквенный дисплей и три кнопки управления:

«Info» — вывод дополнительной информации и советов помощи;

«Next» — переход к следующему разделу «Меню» / следующей строке / следующему символу на строке;

«Enter» — подтверждение / выбор.

Помимо текстовой и цифровой информации на дисплее могут высвечиваться специальные символы:

Подвижный символ показывает, что обогрев включён.

Мигающий символ показывает, что обогрев должен быть включен по показаниям датчиков, но в данный момент не включен из-за низкого приоритета системы.

Символ показывает, что система определяет наличие влаги, а температура выше температуры таяния. Обогрев выключен.

Символ показывает, что система определяет наличие снега/льда, а температура ниже температуры таяния. Обогрев включён.

Терморегуляторы, поставляемые в Россию, имеют возможность выбора русского или английского языка.

 

Настройка антиобледенительной системы крыши

Настройка антиобледенительной системы крыши сводится к подбору значений управляющих параметров. Приведём их характеристики.

  • Температура таяния

Изменяя температуру таяния, можно влиять на момент активации системы в случае наличия влажности и низкой температуры. Заводская установка +1.5 °C.

Это означает, что система будет активирована, когда температура упадет ниже +1.5 °C и будет определяться влажность.

  • Уровень влажности

С помощью «уровня влажности» можно регулировать предел чувствительности по влажности.

Заводская установка 50 (предел регулировки от 5 до 95).

Меньшая цифра означает более высокую чувствительность системы к влажности.

  • Дополнительный прогрев

После того, как, согласно показаниям датчика, крыша/водостоки сухие и свободны ото льда и снега, система будет держать обогрев включённым ещё в течение часа (длительность «послепрогрева»). Время послепрогрева можно изменить в «Меню монтажника».

Заводская установка 1 час (предел регулировки от 0 до 9 часов)

  • Приоритеты

Когда DEVIreg™ 850 IV используется в двухзональной комбинированной системе, возможна установка приоритетов. Если приоритеты Системы А и Системы В равны, обогрев в них может быть включён одновременно. Если приоритеты двух систем разные, и условия требуют одновременного включения, то, тем не менее, включаться будет лишь система с высоким приоритетом.

Заводская установка — равные приоритеты.

  • Засорённый водосток

Есть возможность включить или отключить аварийный сигнал «Засоренный водосток ».

Заводская установка «Сигнал включен».

Изменение наименований систем и датчиков

Есть возможность изменить наименование систем и подключенных датчиков.

Приводим список и заводские значения параметров управления при активации работы в режиме обогрева крыши:

Как работает система обогрева крыши. Алгоритм управления

Система полностью автоматизирована. Она непрерывно собирает информацию о влажности и температуре с помощью цифровых датчиков. Датчики располагаются в наиболее проблемных местах водоотводных желобов и водосточных труб. Обрабатывая данные о текущих температуре и влажности, терморегулятор оценивает состояние зон обогрева и предотвращает возникновение опасных ситуаций.

Дежурный режим

Система находится в дежурном режиме, пока не появится необходимость включить обогрев.

Обогрев включается при одновременном выполнении двух условий:

  • Измеренная влажность выше установленного порога чувствительности к влаге.
  • Измеренная температура ниже выбранной температуры таяния.

И температура, и влажность постоянно контролируются системой.

Стаивание снега и льда

Система на крыше осуществляет нагрев с периодом 3 часа. Если в течение этого периода влажность уменьшится настолько, что система должна будет отключить нагрев, она перейдет в режим дополнительного нагрева. Функция дополнительного нагрева может быть отключена.

Измерение температуры

Каждые три часа нагрев отключается, и система измеряет реальную температуру, неискаженную кабельным подогревом. Измерение температуры длится примерно 20 минут. Если измеренная температура выше, чем установленная температура таяния, то нагрев прекращается, если же нет, то нагрев возобновляется после того, как измерение температуры заканчивается.

Дополнительный нагрев

Если причиной окончания нагрева является понижение уровня влажности ниже порога срабатывания, то включается дополнительный нагрев. Дополнительный нагрев нужен для того, чтобы снег/лед наверняка был растоплен, где бы в зоне обогрева на кровле он ни находился.

Логическая схема управления обогревом крыши

Для наглядного понимания алгоритма работы антиобледенительной системы крыши приводим логическую схему оценки измеряемых параметров и принятия решения о включении/выключении обогрева.

Безопасность и расход электроэнергии

При настройке управляющих параметров обогрева можно изменить заводские установки в сторону более высокого уровня безопасности (гарантированное удаление снега и льда) или в сторону низкого уровня безопасности (низкий расход электроэнергии при сравнительно приемлемом таянии снега и льда). Поясним, какие параметры надо уменьшить или увеличить для реализации выбранного режима работы антиобледенительной системы крыши.

Высокий уровень безопасности — высокий расход электроэнергии

Если требуется высокий уровень безопасности относительно образования льда/снега, установки параметров нужно сдвигать в следующих направлениях:

  • Повысить температуру таяния
  • Понизить порог срабатывания по влажности (ближе к значению 5)
  • Увеличить период дополнительного нагрева («постпрогрева»)

Это даст высокую степень защиты обогреваемых поверхностей.

Низкий уровень безопасности — низкий расход электроэнергии

Наоборот, если предпочтителен низкий расход электроэнергии и умеренный уровень безопасности по льду/снегу, установки параметров нужно сдвигать следующим образом:

  • Понизить базовую температуру
  • Понизить температуру таяния
  • Повысить порог срабатывания по влажности
  • Уменьшить период дополнительного нагрева

Это даст относительно низкий расход электроэнергии, но обогреваемая зона может на короткое время подвергнуться обледенению или остаться покрытой небольшим слоем снега.

Заводские установки представляют собой некий оптимум, обеспечивая довольно высокий уровень безопасности при умеренном расходе электроэнергии (см. выше Таблицу заводских настроек).

В заключение приведём преимущества системы цифрового управления обогревом отдельных проблемных участков и внешних водосточных систем крыш, «логическим центром» которой является терморегулятор/метеостанция DEVIreg™ 850 IV четвёртого поколения.

Преимущества:

  • Эффективное удаление снега — зоны обогрева всегда остаются очищенными от снега и льда.
  • Нет необходимости счищать снег с карнизов крыш и сбивать сосульки вручную.
  • Безопасное движение людей и парковка автомобилей вблизи зданий.
  • Гибкая система для большинства стандартных покрытий кровель.
  • Экономия средств, затрачиваемых на ремонт кровель после зимы.
  • Автоматическое «Круглосуточное» удаление снега.
  • Интеллектуальный двухзонный контроль с низким потреблением энергии.
  • Приоритетность — решения с ограничением необходимой мощности.
  • Система, не требующая технического обслужива­ния, с 20-летней полной гарантией на кабели.

Реальная эффективность, высокая надёжность и экономичность работы систем снеготаяния и антиобледенения, установленных на крышах многих частных домов и муниципальных объектах, многократно подтверждалась. Цифровое управление, гарантирующее точное определение моментов включения и выключения установленных нагревательных кабелей, доказало свою эффективность. Антиобледенительные системы крыш, управляемые терморегулятором-метеостанцией DEVIreg™ 850, многие годы успешно работают на значимых объектах Москвы, Санкт-Петербурга, Казани, Нижнего Новгорода, Твери, Брянска, Тулы, Воронежа и других городов. Достаточно назвать такие здания: Центробанк, Госдума, Гостиный Двор, Бизнес-центр «Москва-Сити», Спортивный комплекс в Крылатском и многие Торговые центры, чтобы оценить то доверие, которое оказывают пользователи одной из самых востребованных систем управления обогревом крыш. Терморегулятор-контроллер четвёртого поколения DEVIreg™ 850 IV обладает возможностью дистанционного удалённого управления, что немаловажно для очень востребованных в настоящее время систем диспетчеризации, внедряемых в гостиничных комплексах, зданиях банков, административных строений, в крупных торговых, медицинских и спортивных центрах.

 

Читайте также: Антиобледенительная система — эффективное решение проблем зимней эксплуатации крыш