Elektrické vytápění topnými kabely II.
V současnosti se zavádí druhá edice normy ČSN 33 2000-7-753: „Elektrické instalace budov – Část 7: Zařízení jednoúčelová a ve zvláštních objektech – Oddíl 753: Podlahové a stropní vytápění“, která již obsahuje i další požadavky související s tímto typem vytápění, zobecněné pro jakékoliv využití.
Definice, hlavní zásady, doplňující požadavky, ukádlání vedení a příklady naleznete v prvním dílu článku.
Užití topných kabelů pro odstraňování náledí z komunikací
Dlouhou dobu bylo používání elektrických topných kabelů pro odstraňování náledí z komunikací považováno za zbytečný luxus a náledí (včetně sněhu) se odstraňovalo mechanicky s následným posypem inertním materiálem. Tento způsob je však spolehlivý jen v rozsahu spolehlivosti a fyzických možností osoby (osob) zajišťujících schůdnost či sjízdnost příslušné komunikace. Zároveň mechanické odstraňování námrazy znamená riziko poškození komunikace, například přístupového schodiště, nebo v případě příjezdové komunikace je s ohledem na potřebný rozsah prací v podstatě neproveditelné a jeho náhrada pomocí chemických posypů je s ohledem na ochranu okolí a i vnitřních prostor budovy, kam se zanáší nežádoucí. Z tohoto důvodu se i v tuzemsku stále více rozšiřuje odstraňování námrazy a sněhu pomocí elektrických topných kabelů.
Tento systém dosáhl svého maxima například u moderních provozů, kde z důvodu zajištění plynulosti zásobování systému „just in time“ (z přepravního prostředku přímo na výrobní linku) jsou od náledí a sněhu tímto způsobem čištěny všechny přístupové cesty a překládací rampy. Zde je to rovněž důležité pro pohyb vysokozdvižných vozíků a nakladačů. Ukazuje se však, že i u občanského vybavení a objektů pro bydlení nachází tento spolehlivý pomocník ve vybrané činnosti správce domu stále větší uplatnění.
Původně byly k tomuto ošetřování klasické topné kabely, které jsou v současnosti postupně nahrazovány modernějšími, odolnějšími a v určitých případech i energeticky méně náročnými samoregulačními topnými kabely.
Využití samoregulačních topných kabelů pro odstraňování náledí z vnějších schodišť
Pro osazení tohoto přípravku pro zajištění spolehlivé schůdnosti schodiště i u rodinného domu hovoří zvláště i spolehlivost systému, nezávislost na přítomnosti osob a okamžitá reakce na vznik náledí.
Obr. 6 Příklad řešení ohřevu schodů a vjezdové rampy u objektu
Instalace samoregulačních topných kabelů je bezproblémová u nových, klasických, vnějších schodišť. Zde se ukládá topný kabel a regulační prvky, jak je naznačeno na obrázku 6. Problematické je, pokud má být topný kabel dodatečně namontován do stávajícího, hotového schodiště. V tomto případě je možno v zásadě postupovat dvěma způsoby:
- Topný kabel a snímací prvky vložit do vyfrézovaných drážek ve stávajících stupních schodiště a následně zabetonovat; tento způsob nemění výšku nástupní a výstupní schodnice, ale je pracný a náchylný k následnému poškození, nebo
- Topný kabel se uloží do vrstvy, o kterou se zvýší stávající jednotlivé schody; tento způsob převážně znamená dořešení nástupního a výstupního schodu, což často není možné.
Vlastní konstrukce topného kabelu je naznačena v následujícím obrázku (jako zástupce byl zvolen typ vodiče firmy RAYCHEM).
Obr. 5. Samoregulační topný kabel pro komunikace (ne do asfaltu)
Typ topného kabelu – EM2-XR
Konstrukce topného kabelu:
- Měděný vodič
- Samoregulační topný prvek
- Elektrická izolace
- Pocínované měděné stínění
- Ochranný plášť
Využití samoregulačních topných kabelů pro odstraňování náledí z komunikací pro chodce či vozidla
U těchto komunikací přichází využití tohoto způsobu odstraňování námrazy a případně i sněhu z komunikací především tam, kde se pohybuje větší počet osob, je i smíšený provoz osob a vozidel, případně se v místě pohybují osoby se zhoršenými pohybovými možnostmi (zde se jedná i o starší osoby).
U rodinných domů se tato ochrana využívá především u svažitých cest. Jako příklad mohou být uvedeny vjezdy do garáží umístěných v suterénu objektu, kdy zajištění bezpečné sjízdnosti této komunikace ručním odklízením sněhu a námrazy může znamenat několikahodinovou, fyzicky velmi náročnou práci, pro osoby bez fyzické zdatnosti i neproveditelnou.
Vybavení svažité komunikace topným systémem je třeba věnovat zvýšenou pozornost a je nutno doplnit vhodným topným kabelem i odvodňovací kanálek, ať již z důvodu ochrany vstupu či vjezdu do objektu proti zatékání vody z rozpuštěného sněhu či námrazy (například u vjezdu do garáží umístěných v suterénu objektu), nebo proti vytvoření velké zamrzlé a kluzké louže, pokud by ošetřená cesta měla sklon dolu od budovy a/nebo navazovala na neošetřenou komunikaci.
Pro výběr vhodného kabelu je rovněž nutno předem jednoznačně určit z čeho bude komunikace provedena. Bude-li z dlažby, či z jiného materiálu, který nevyžaduje při výstavbě komunikace tepelné zpracování, není třeba volit speciální kabely, které vydrží vyšší teploty, které se vyskytují například při lití živičných vozovek. Výjimka je uvedena na obrázku 10.
Příklad uložení a typu samoregulačního topného kabelu do komunikací z netepelně zpracovávaného materiálu je na obrázku 7.
Uložení kabelu do komunikace s betonovým povrchem
Uložení kabelu do komunikace s povrchem z dlažby
Obr. 7 Uložení samoregulačního topného kabelu v netepelně zpracovaném povrchu komunikace
Obr. 8 Příklad základního schématu položení samoregulačních topných kabelů do vjezdu u budovy
Do litých, asfaltových vozovek existují speciální topné kabely. Tyto kabely již nejsou samoregulační.
Hlavní zásady pro ukládání samoregulačních topných kabelů do komunikací jsou uvedeny na obrázku 9.
Základní schéma uložení topného kabelu
Způsob provedení ohybu samotopného kabelu
Schématické naznačení připojení samotopného kabelu na napájecí kabel
Základní způsob ukládání topného kabelu do schodů
Obr. 9 Základní schéma uložení a připojení samoregulačního topného kabelu
Obr. 10 Ochrana topného samoregulačního kabelu před tepelnými účinky vrchní lité vrstvy krycí vrstvou betonu
Pokud má být pod asfaltový povrch zřízen podklad z litého betonu, který zajistí topnému kabelu krycí vrstvu pod litým asfaltem alespoň 2 cm, je možno použít samoregulačního topného kabelu. Tento případ je zobrazen na obrázku 10.
Při výpočtu délky tohoto typu samoregulačních topných kabelů je nutno pamatovat na hlavní zásady:
- topný kabel se nesmí instalovat přes dilatační spáry,
- rozmístění topného kabelu je vhodné provést rovnoměrně v celé otápěné ploše,
- na jeden chránič s vybavovacím residuálním proudem 30 mA je možno připojit maximálně 500 m topného kabelu, což určuje i počet napájecích větví u větších či členitějších staveb,
- je nutno brát ohled na úbytek napětí v napájecích rozvodech, rovněž při sepnutí systému může dojít k vyššímu úbytku napětí,
Napájení systému samoregulačních topných kabelů pro odstraňování náledí z komunikací pro chodce či vozidla
Systém je napájen z rozvodnice, kde je jištěn (dle délky kabelu EM2-XR):
- Pro délku do 17 m jističem s charakteristikou C – 10 A;
- Pro délku do 28 m jističem s charakteristikou C – 16 A;
- Pro délku do 35 m jističem s charakteristikou C – 20 A;
- Pro délku do 45 m jističem s charakteristikou C – 25 A;
- Pro větší délky je třeba odborné konzultace s dodavatelem topného systému.
- Pozor – skutečnost, že je nutno užít jističe s charakteristikou C je nutno zohlednit při návrhu předřazených jistících prvků.
Ochrana před úrazem elektrickým proudem se dále zajišťuje proudovým chráničem s vybavovacím residuálním proudem 30 mA, jak je určeno výše.
Toto napájení je zavedeno do řídicí jednotky, která má dle typu buďto možnost snímat teplotu a vlhkost chráněné plochy, nebo vzduchu u chráněné plochy. Tyto řídicí jednotky jsou převážně kompatibilní pro spolupráci se systémy inteligence budovy. Tato ústředna je rovněž schopna varovat před mrznoucím deštěm.
Poznámka: V současnosti například již existují i speciální rohože, které roznášejí teplo rovnoměrně a lze je ukládat do asfaltu komunikace, viz například katalog firmy DEVI.
Užití topných kabelů pro ochranu žlabů před poškozením námrazou
Další oblastí, kde lze s pomocí elektrických topných kabelů dosáhnout ochrany majetku, ale v mnoha případech i ochrany zdraví je jejich užití pro ochranu okapních žlabů a jejich svodů před námrazou a pro odstranění sněhové ucpávky. Tato ochrana se uplatňuje především u objektů v oblastech s vyšším spadem sněhu. Ukazuje se, že je vhodná i pro ochranu říms objektů, které jsou často promáčeny ze sněhu v okapovém žlabu a následně roztrhány mrazem. Brání se takto rovněž poškození žlabu jejich přetížením sněhem při počátku tání, kdy sníh sjíždí do žlabu, kde pokud nedochází k jeho odtávání a odtékání vzniklé vody dochází k přetížení žlabů a jejich závěsů s následným poškozením či zřícením. Příklad užití elektrických topných vodičů pro ochranu žlabů je na obrázku 11, příklad vlastního kabelu na obrázku 12.
Příklad instalace samoregulačních topných kabelů pro odstranění námrazy z okapů
Příklad využití samoregulačních topných kabelů pro odstranění námrazy z okapů, včetně způsobu napájení a řízení je na následujícím obrázku.
Obr. 11 Řešení odstraňování námrazy a sněhu z okapů a jejich svodů
Výpočet potřebné délky samoregulačních topných kabelů do okapů
Obr. 12 Samoregulační topný kabel pro odstraňování námrazy z okapů
Typ topného kabelu – FroStop Black
Konstrukce topného kabelu:
- Měděný vodič
- Samoregulační topný prvek
- Elektrická izolace
- Pocínované měděné stínění
- Ochranný plášť odolný UV záření
Při výpočtu délky tohoto typu samoregulačních topných kabelů je nutno pamatovat na hlavní zásady pro ukládání těchto kabelů a na zámrznou hloubku země:
- topný kabel se instaluje na dno žlabu a průběžně i do ohřívaného svodového potrubí podélně pomocí fixačních přípravků,
- topný kabel je nutno svést ve svislé části svodového potrubí alespoň jeden metr pod úroveň terénu,
- k délce vytápěného žlabu a potrubí (včetně 1 m pod úroveň terénu) se připočítává na připojení 1 m samoregulačního topného kabelu,
- na jeden chránič s vybavovacím residuálním proudem 30 mA je možno připojit maximálně 500 m topného kabelu, což určuje i počet napájecích větví u větších či členitějších staveb,
- v širokých okapech (převážně jedná-li se o hranaté okapy) je třeba vedle sebe rovnoměrně rozmístit více topných kabelů,
Napájení systému samoregulačních topných kabelů do okapů
Systém je napájen z rozvodnice, kde je jištěn (dle délky kabelu FroStop Black):
- Pro délku do 50 m jističem s charakteristikou C – 10 A;
- Pro délku do 80 m jističem s charakteristikou C – 16 A;
- Pozor – skutečnost, že je nutno užít jističe s charakteristikou C je nutno zohlednit při návrhu předřazených jisticích prvků.
Ochrana před úrazem elektrickým proudem se dále zajišťuje proudovým chráničem s vybavovacím residuálním proudem 30 mA, jak je určeno výše.
Toto napájení je zavedeno do řídicí jednotky, která má:
- Má dva nezávislé spínací body (menší provedení, pro max. 30 m topných kabelů),
- Možnost umístění venku (menší provedení, pro max. 30 m topných kabelů),
- Má kromě teplotního i vlhkostní čidlo (větší provedení),
- Má zabudovaný alarm při výpadku napájení, přerušení či zkratu čidla.
Z řídicí jednotky je možno napájet přímo topný kabel (u menšího provedení do 16 A, u většího do 10 A – zde se předpokládá použití stykače pro napájení topných kabelů). Ukončení topného samoregulačního kabelu se provádí ukončovacím těsněním.
Pro zvolený příklad je menší provedení řídící jednotky typ HTS-D, větší provedení řídící jednotky je typ EMDR-10.
Užitá literatura
- ČSN 33 2000-7-753 ed. 2: Elektrické instalace nízkého napětí Část 7-753: Zařízení jednoúčelová a ve zvláštních objektech – Topné kabely a pevně instalované topné systémy
- IKEM – Marcela Jarešová, Ilja Stříž, Ivo Hložinek – publikovaná zpráva o mikroorganismu Legionelle
- RAYCHEM – technické podklady samoregulačních topných kabelů
At present, it is establishing the second edition of the standard ČSN 33 2000-7-753: Low-voltage electrical installations – Part 7-753: Requirements for special installations or locations – Heating cables and embedded heating systems, which already includes other requirements associated with this type of heating, generalized for any use.