Система снеготаяния

Система снеготаяния предотвращает накопление снега и льда на велосипедных дорожках, пешеходных дорожках , патио и проезжей части или, что более экономично, только на части площади, например, на паре следов шин шириной 2 фута (0,61 м) на подъездной дорожке. шириной 3 фута (0,91 м) или центральная часть тротуара и т. д. Он также используется для очистки от снега целых подъездных дорожек и патио в климатических условиях, подверженных снегу. Система «таяния снега» предназначена для работы во время шторма, чтобы повысить безопасность и исключить работу по зимнему техническому обслуживанию, включая расчистку лопатой, вспашку снега и разбрасывание противообледенительной соли или тягового песка (песка). Система снеготаяния может продлить срок службы бетона, асфальта или брусчатки, исключив использование солей или других противообледенительных химикатов, а также предотвратив физические повреждения от транспортных средств зимнего обслуживания . Многие системы полностью автоматические и не требуют вмешательства человека для поддержания горизонтальной поверхности без снега и льда.

Системы доступны в трех основных типах в зависимости от источника тепла: тепло электрического сопротивления, тепло от обычного котла (или печи) или геотермальное тепло ( в жидкости). Можно утверждать, что электрические системы снеготаяния требуют меньшего обслуживания, чем гидравлические системы снеготаяния, поскольку в них минимальное количество движущихся частей и нет коррозионных агентов. Однако электрические системы снеготаяния, как правило, намного дороже в эксплуатации.

Большинство новых систем снеготаяния работают в сочетании с устройством автоматической активации, которое включает систему при обнаружении осадков и отрицательных температур и выключает систему, когда температура выше нуля. Устройства такого типа гарантируют, что система активна только в течение полезных периодов, и сокращают потери энергии. Термостат верхнего предела еще больше повышает эффективность при установке вместе с автоматическим контроллером таяния снега, чтобы временно отключить систему, как только плита/поверхность достигнет 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.

Электрические системы снеготаяния

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

Нагревательный кабель рассчитан на суровые условия и подходит для использования на открытом воздухе. Кабели должны быть сертифицированы национальной испытательной лабораторией в соответствии со стандартами UL , и многие из них состоят из одного или двух проводников с защитным покрытием и/или изоляцией. Многие кабели рассчитаны на температуру 105 °C (221 °F) и производят 6–50 Вт на фут. Мощность на площадь определяется расстоянием между нагревательными элементами .

Блоки управления обычно представляют собой настенные панели управления и могут быть установлены в корпусе NEMA. Блоки управления различаются в зависимости от технологии и используют клеммные колодки линии и нагрузки, реле, клеммы активации, трансформаторы, а также электронику мониторинга.

В последние годы новая технология ^{[ 1 ]} ^{[ 2 ]} был разработан для борьбы с таянием снега на асфальтовых покрытиях. Хотя асфальтовые покрытия являются наиболее распространенным типом дорожного покрытия во всем мире, для этого класса инфраструктуры не существует общепринятого решения по обогреву для таяния снега и предотвращения образования льда на дорожном покрытии. Эта новая методология использует технологию электрической ленты в качестве подходящего решения для нагрева. Был предложен новый метод практического внедрения ленточных нагревателей в типичный процесс укладки, вызывающий минимальные нарушения в обычных операциях по укладке, который потенциально можно расширить на большие площади. Пропагандируемая идея заключалась в том, чтобы развертывать ленты после укладки и уплотнения асфальтобетонного подъемника и перед укладкой и уплотнением следующих асфальтобетонных подъемников. В связи с этим был задуман специальный станок для проделывания канавок в асфальте для закрепления каждой ленты. Таким образом, гарантируется живучесть системы, все ленты защищены от маневрирования грузовых автомобилей, дорожной техники и тяжелых катков. В дальнейшем метод был продемонстрирован на полномасштабном строительстве обогреваемой дороги с установкой лент между асфальтобетонными подъемниками. Для этого на специальном фрезерном станке были проточены каналы защитной ленты.

Гидравлические системы снеготаяния

Нагревательный элемент в гидравлической системе представляет собой трубку с замкнутым контуром или модульную систему термопанелей, изготовленную из гибкого полимера или синтетического каучука , в которой циркулирует смесь горячей воды и пропиленгликоля (антифриз). Жидкость нагревается до температуры от 16 °C (61 °F) до 60 °C (140 °F) для нагрева окружающего бетона/асфальта/бетонной брусчатки и таяния снега и льда. Технология механических систем для водяных систем снеготаяния основана на той же технологии, что и системы лучистого отопления .

Самая важная часть успешной системы водяного отопления на основе трубок зависит от правильного расположения и расположения трубок. Рекомендуется укладывать трубы по спирали или змейке, чтобы обеспечить равномерное распределение тепла. Спецификация расстояния будет различаться у разных производителей. Более высокая скорость таяния снега потребует более близкого расположения трубок, обычное расстояние составляет 6–8 дюймов. Еще одним ключевым фактором является количество изоляции, используемой под плитой.

Гидравлические трубы, залитые в бетонные плиты, создают неравномерную картину нагрева в бетоне, что приводит к возникновению неравномерных напряжений внутри бетонной плиты. Использование высокотемпературной жидкости, попадающей на очень холодную плиту, приведет к образованию трещин под напряжением и возможному растрескиванию бетонной поверхности. Небольшое расстояние между трубками и контролируемое медленное повышение температуры уменьшат негативные последствия системы на основе трубок. Другой метод — поддерживать минимальную температуру плиты выше нуля в течение всего зимнего сезона.

Альтернативой трубчатым системам являются предварительно изолированные из полиэтилена высокой плотности модульные теплообменные термопанели . Модульные панели из ПЭВП подходят для брусчатки, монтируемой на пьедестале (обычно используемой при установке на крыше) с модульной сеткой с шагом 23,5–26 дюймов по центру. Их также можно использовать с любым типом наземной, монолитной бетонной брусчатки или брусчатки, установленной на приподнятой палубе, деревянного или ПВХ-настила.

Как и электрические системы снеготаяния, гидравлические системы снеготаяния могут быть установлены в основном материале поверхности (песок) или под ним. Перед началом установки труб или термопанелей земляное полотно должно быть хорошо утрамбовано соответствующим материалом дорожного основания, соответствующим требованиям ICPI (Международного института бетоноукладчиков) или рекомендациям производителя асфальтоукладчика. Неравномерная осадка может повредить систему и создать структурно слабое покрытие. Трубы можно крепить кабельными стяжками к переплету, арматуре или прикреплять скобами к изоляции под плитой. Изолированные модульные системы термопанелей не требуют замены сетки или арматуры и укладываются предварительно соединенными рядами на уплотненное основание. Когда модульная система термопанелей устанавливается под бетонную плиту, может потребоваться замена сетки или арматуры внутри бетонного монолита.

Гидравлические трубы не следует размещать непосредственно на твердой скале ; это приведет к тому, что нагревательные трубы будут отводить тепло в землю. Предварительно изолированные модульные системы термопанелей можно укладывать непосредственно на скальную породу или на структурное бетонное основание.

Чтобы соответствовать гарантиям большинства производителей асфальтоукладчиков и спецификациям ICPI (Международного института бетоноукладчиков), следует использовать до 1 дюйма подсыпки песка для брусчатки и не 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 подсыпочного песка. Чрезмерное количество подсыпочного песка приведет к оседанию брусчатки со временем. Песок, используемый для подсыпки и швов, должен быть чистым бетоном. песок, без глины, грязи и посторонних веществ и должен соответствовать ASTM C-33.

Модульные системы панелей с жидкостной теплопередачей обеспечивают полный и равномерный теплообмен со всей площадью асфальтоукладчика или бетона, в отличие от промежутков, требуемых системой на основе труб. Полное покрытие позволяет использовать жидкость с более низкой температурой, что снижает эксплуатационные расходы и уменьшает тепловое воздействие на конструкцию дорожного покрытия, тем самым уменьшая разрушение бетонной поверхности. Поверхность также нагревается до температуры и может охлаждаться быстрее.

Модульные системы снеготаяния также можно использовать для сбора солнечной тепловой энергии с дорожного покрытия в теплые дни для подогрева бассейнов, а также в бытовых или промышленных целях. Их также можно использовать для охлаждения поверхности тротуара, особенно вокруг бассейнов или на террасах для асфальтоукладчиков, установленных на пьедестале, которые сильно нагреваются из-за того, что асфальтоукладчик отсоединен от здания, создавая тем самым солнечную батарею, которая, в свою очередь, увеличивает эффект городского острова тепла в ближайшее окружение.

Эксплуатационные расходы

Эксплуатационные расходы варьируются в зависимости от региона, используемого источника энергии (электричество, газ, пропан и т. д.) и связанных с этим затрат. Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха разработало стандарты, предназначенные для достижения удовлетворительных результатов и минимизации потребления энергии из-за чрезмерного выбора размера или чрезмерного проектирования системы. Системы обычно проектируются для производства 70–170 БТЕ на квадратный фут в час в соответствии с рекомендациями ASHRAE для каждого региона. Время таяния снега с поверхности зависит от шторма и мощности, на которую рассчитана система.

Устройства активации

Существует ряд устройств активации, используемых для таяния снега. Некоторые активаторы представляют собой простой ручной таймер , который активирует систему, чтобы она оставалась включенной в течение определенного периода времени, в то время как другие измеряют температуру и влажность или просто температурные условия для автоматической активации системы таяния снега. Автоматические устройства могут устанавливаться на высоте, на тротуаре или в желобе. Устройства активации высокого класса оснащены регулируемыми точками срабатывания по температуре, регулируемым циклом задержки выключения и возможностью модернизации удаленной активации. Устройство активации позволяет системе снеготаяния работать на 100% автоматически.

Саморегулирующиеся нагревательные кабели автоматически регулируют количество подаваемого тепла так, чтобы нагревались только те части, температура которых ниже заданного значения.

Тщательное размещение датчиков важно для получения эффективного результата при использовании этих активаторов. Датчики влажности активации следует размещать в месте, где они будут эффективно собирать влагу от снежной бури, и в относительно непосредственной близости от места, где нет снега и льда. Датчики температуры устанавливаются снаружи, чтобы определять те же температурные условия, что и поверхность, в которой будет находиться система снеготаяния. Другие активаторы, например, ручные таймеры или переключатели, можно установить в удобном месте.

Новые установки

Монтаж систем снеготаяния осуществляется при строительстве пешеходной дорожки или проезжей части с размещением кабелей или труб или расположением рядов модульных термопанелей в зависимости от проекта системы.

Для новых бетонных работ должно быть минимум 3 и максимум 4 дюйма подложки, покрывающей электрические нагревательные кабели. Бетонная смесь не должна содержать острых камней, так как они могут повредить кабель. Бетону необходимо дать застыть в течение 30 дней, прежде чем включать нагревательные кабели. По этой причине лучшее время для установки — летние месяцы. Не существует практического способа использовать электрические кабельные системы с асфальтоукладчиками, установленными на пьедестале.

Трубные системы обычно состоят из трубок, прикрепленных к арматуре конструкции, которые затем выравниваются внутри бетонной плиты с помощью опор или стоек. Не существует практического способа использовать системы на основе трубок с сегментированными брусчатками или брусчатками, установленными на пьедестале. Единственным типом гидравлической системы, коммерчески доступной в настоящее время для использования с асфальтоукладчиками, монтируемыми на пьедестале, платформе или земле, является модульная система типа термопанели.

Характеристики установки системы под асфальтом могут различаться у разных производителей. Кабель можно проложить на базовой поверхности (обычно на песчаной подушке) и засыпать песком толщиной 1/2 дюйма. Затем асфальт вручную насыпают лопатой на нагревательный кабель и базовую поверхность.

При установке гидронной трубки или системы термопанелей под асфальтом поверх трубок или термопанелей следует разместить барьер из песка, соответствующий спецификациям производителя, а через систему следует прокачивать холодную воду, чтобы предотвратить плавление пластика.

Изоляция под кабелями или трубками рекомендуется, но не обязательна. Жесткая изоляция толщиной один дюйм может быть установлена под базовой поверхностью или ее можно уложить на базовую поверхность, а нагревательный кабель можно закрепить поверх изоляции.

Некоторые установки включают два слоя асфальта. Для этой установки сначала укладывается базовый слой асфальта (толщиной 1 дюйм). Затем нагревательные кабели устанавливаются и закрепляются на поверхности базового слоя. После установки нагревательных кабелей поверх укладывается второй слой асфальта. нагревательные кабели и первый слой, встраивающий нагревательные кабели в плиту.

Установка системы снеготаяния под кирпичной брусчаткой достигается путем размещения нагревательных кабелей на поверхности основания на 1/2 дюйма песка. Затем нагревательные кабели покрывают 1/2 дюйма песка, а брусчатку укладывают, как обычно, на песчаную подушку. . При использовании гидравлической системы над блоками термопанелей необходимо уложить до 1 дюйма подсыпочного песка. Использование трубок не рекомендуется для сегментированных работ по укладке дорожного покрытия из-за необходимости использования чрезмерного количества подсыпочного песка.

Модернизация установок

Модернизация электрических систем возможна путем вырезания пазов 1. 1 ⁄ 4 дюйма до 1 На глубину 1 ⁄ дюйма и ширину от 1/4 до 3/8 дюйма в асфальт или бетон, вставляя кабели и герметизируя канавки с помощью подкладочного стержня и специального уплотнителя или герметика на поверхности канавки.

Переносные снежные коврики с подогревом для потребителей

В течение последних нескольких лет, ^{[ когда? ]} Снегоплавильные коврики с подогревом стали доступны розничным потребителям. Они подключаются к водонепроницаемой электрической розетке и могут быть проложены на пешеходных переходах, подъездах, лестницах, пандусах для инвалидных колясок и погрузочных платформах. ^{[ 3 ]}

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 при температуре ниже заданной температуры с помощью дополнительного встроенного термостата.

Известные инсталляции

Больница Максима, Эйндховен, Нидерланды. ^{[ 4 ]}
Погрузочные платформы для грузовиков, Эйндховен, Нидерланды. ^{[ 5 ]}
Система подогрева дорог защитит европейские автомагистрали ото льда ^{[ 6 ]}
Возвышенная Центральная артерия , Бостон (вышла из употребления и снесена) ^{[ 7 ]}
Автомагистраль M4 , Западный Лондон (заброшенная)
Швейцерские горные дороги, Айдахо
Бывшая личная резиденция Питера Лоуэлла , подъездная дорога
Подъездная дорога Апдаун-Корт , Англия
Дом Билла Гейтса , подъездные пути
Общественные тротуары в Рейкьявике и Акюрейри , Исландия ^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}
Ворота Карла Йохана и различные общественные тротуары в Осло , Норвегия ^{[ 10 ]}^{[ 11 ]}
Общественные улицы и тротуары в Голландии, Мичиган ^{[ 12 ]}
Общественный тротуар в Оук-Парке, Иллинойс ^{[ 13 ]}
Тротуар перед входом в Национальный исследовательский совет , Саскатун , Саскачеван ^{[ 14 ]}
CN Tower, крыша главной капсулы (Торонто, Канада) ^{[ 15 ]}
Несколько улиц в центре Хельсинки , Финляндия
Pace Pulse Платформы ^{[ 16 ]}

См. также

Ссылки

^ «Бесснежная технология» . Бесснежный .
^ Левенберг, Эяль; Адам, Квентин (2021). «Строительство асфальтированной дороги с электрообогревом по ленточной технологии» . Журнал Совета по транспортным исследованиям . 2675 (9): 12. дои : 10.1177/03611981211004175 . S2CID 233614296 .
^ «Коврики с подогревом» . ХитТрак . Проверено 1 октября 2016 г.
^ «Больница Максима» . Бесснежные дороги . Проверено 28 апреля 2022 г.
^ «Погрузочная площадка для грузовиков» . Бесснежные дороги . Проверено 28 апреля 2022 г.
^ «Система подогрева дорог поможет защитить европейские автомагистрали ото льда | Исследования и инновации» . ec.europa.eu . Проверено 28 апреля 2022 г.
^ «Анонсирован проект Центральной артерии» .
^ «Геотермальная жара — Исландия в сети» . Проверено 24 июля 2016 г.
^ «Тротуары с подогревом» . 19 июня 2008 года . Проверено 24 июля 2016 г.
^ «Осло, Норвегия: за пределами отапливаемых тротуаров» . 15 марта 2012 года . Проверено 24 июля 2016 г.
^ «Стоковые фотографии/изображения: Тротуары с подогревом — Осло, Норвегия» . Проверено 24 июля 2016 г.
^ «Являются ли подогреваемые тротуары Голландии и Мичигана «интеллектуальной инфраструктурой»?» . Проверено 24 июля 2016 г.
^ «Тротуары на Мэрион-стрит нагреваются, что дорого обходится Оук-Парку» . 22 января 2013 года . Проверено 24 июля 2016 г.
^ «Тротуары с подогревом в будущем?» . Новости КТВ . Проверено 17 декабря 2013 г.
^ «Ремонт отопления пандуса — Ремонт электрического отопления пандуса в Лисайде — Торонто» . Проверено 24 июля 2016 г.
^ «Pulse Rapid Transit – Арлингтон-Хайтс» . Проверено 20 января 2024 г.

Вудсон, Р. Додж. Лучистый подогрев пола. Нью-Йорк: МакГроу-Хилл, гр. 1999.

[:0-1] «Бесснежная технология» . Бесснежный .

[:1-2] Левенберг, Эяль; Адам, Квентин (2021). «Строительство асфальтированной дороги с электрообогревом по ленточной технологии» . Журнал Совета по транспортным исследованиям . 2675 (9): 12. дои : 10.1177/03611981211004175 . S2CID 233614296 .

[3] «Коврики с подогревом» . ХитТрак . Проверено 1 октября 2016 г.

[4] «Больница Максима» . Бесснежные дороги . Проверено 28 апреля 2022 г.

[5] «Погрузочная площадка для грузовиков» . Бесснежные дороги . Проверено 28 апреля 2022 г.

[6] «Система подогрева дорог поможет защитить европейские автомагистрали ото льда | Исследования и инновации» . ec.europa.eu . Проверено 28 апреля 2022 г.

[7] «Анонсирован проект Центральной артерии» .

[8] «Геотермальная жара — Исландия в сети» . Проверено 24 июля 2016 г.

[9] «Тротуары с подогревом» . 19 июня 2008 года . Проверено 24 июля 2016 г.

[10] «Осло, Норвегия: за пределами отапливаемых тротуаров» . 15 марта 2012 года . Проверено 24 июля 2016 г.

[11] «Стоковые фотографии/изображения: Тротуары с подогревом — Осло, Норвегия» . Проверено 24 июля 2016 г.

[12] «Являются ли подогреваемые тротуары Голландии и Мичигана «интеллектуальной инфраструктурой»?» . Проверено 24 июля 2016 г.

[13] «Тротуары на Мэрион-стрит нагреваются, что дорого обходится Оук-Парку» . 22 января 2013 года . Проверено 24 июля 2016 г.

[14] «Тротуары с подогревом в будущем?» . Новости КТВ . Проверено 17 декабря 2013 г.

[15] «Ремонт отопления пандуса — Ремонт электрического отопления пандуса в Лисайде — Торонто» . Проверено 24 июля 2016 г.

[16] «Pulse Rapid Transit – Арлингтон-Хайтс» . Проверено 20 января 2024 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]