Энергетика глазами молодых (сборник)

Востриков Е. В. – аспирант, Сологубов А. В. – студент группы 8Э-63 РФ, Алтайский край, г. Барнаул, ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова»

Антиобледенительные системы зданий и сооружений, появившиеся сравнительно недавно, доказали свою эффективность и во всем мире используются в строительном производстве целесообразность применения в строительном производстве и жилищно-коммунальном хозяйстве (ЖКХ) [1]. Использование таких систем позволяет исключить образование наледи в водосточных трубах, желобах, воронках и других местах ее наиболее вероятного появления, а также на подходах к зданиям и ступеней крылец.

Образование наледи приводит к уменьшению (вплоть до полного прекращения) оттока воды через водосточные желоба и трубы, что представляет серьезную опасность для жизни и здоровья людей и может привести к значительному материальному ущербу по нескольким причинам:

– отрыв значительных ледовых масс, иногда вместе с элементами водостока, представляет опасность для находящихся внизу людей и может стать причиной повреждения объектов, располагающихся вблизи водостока;

– повышается механическая нагрузка на элементы кровли, что сокращает срок ее службы (разрыв водостоков, появление зазоров в местах стыков кровли и т. д.);

– задержка воды на поверхности крыши приводит к протечкам, от чего страдают этажи, находящиеся непосредственно под крышей, и части фасадов зданий вблизи водостоков;

– необходимость механической уборки снега и льда с крыши, что требует дополнительного финансирования и резко сокращает срок службы крыши.

Использование в качестве нагревательного элемента кабельной продукции недостаточно энергоэффективно из-за небольшой площади теплоотдачи и ряду других причин. В связи с этим актуальным является исследование поверхностно-распределительного обогрева участков, подверженных образованию наледи с использованием многоэлектродных композиционных электрообогревателей (МКЭ) пластинчатой и объемной форм на основе бутилкаучука [2, 3].

Основным элементом антиобледенительной системы являются нагревательные секции, назначение которых преобразовывать протекающий по ним ток. Поэтому мощность на единицу длины (удельное тепловыделение), а также площадь нагревательного элемента – их важнейшие электро—, теплофизические параметры.

Существующие конструкции нагревательных элементов в основном базируются на различных греющих кабелях.

Резистивные кабели имеют постоянное неизменное сопротивление по всей длине и состоят из тепловыделяющей металлической жилы, изоляции, медной оплетки и внешней оболочки. Сегодня на российском рынке представлены резистивные кабели, производимые такими фирмами, как: «СПЕЦИАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ», или ССТ (Россия), THERMO, KIMA Heating Cable (Швеция), CEILHIT (Испания), ENSTO TASH (Финляндия), NEXANS Norway AS (ALCATEL, Норвегия / Франция), DEVI (Дания) и др. [4–7].

Технические и стоимостные характеристики основных типов кабелей антиобледенительных систем приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Технические и стоимостные характеристики кабелей для антиобледенительных систем

Анализ кабельных систем обогрева выявил следующие их недостатки:

– одинаковая теплоотдача кабеля по всей длине, это приводит к тому, что на одних участках кабель перегревается, а на других выделяемого им тепла может быть недостаточно для обеспечения удовлетворительного функционирования системы;

– малая площадь теплоотдачи кабеля, что требует использования значительной мощности для успешной работы системы;

– потеря работоспособности кабеля на всей длине секции при выходе из строя нагревательной жилы или повреждении изоляции.