Superlopata2012-001.narod.ru

Автор – mik

Описание проекта.

Любые механические способы снятия сосулек с карниза крыши малоэффективны, так как не устраняют причину их образования. Сосульки могут образоваться уже на следующий день. Причинами образования сосулек являются: снег на крыше, солнечное тепло и тепло идущее от крыши, а также отрицательная температура окружающего воздуха. Крыши зданий оборудованы водостоками и водосточными трубами, но при определённых температурах вдоль водостоков образуется наледь и талая вода поверх наледи поступает на карнизы крыш, где и образуются сосульки. Из вышесказанного следует, что если бы система отвода воды (водостоки и трубы) справлялась со своей функцией, то сосулек не было бы. Само по себе образование наледи вдоль водостоков не представляет опасности и происходит в течение длительного времени.
Существует система обогрева водостоков и водосточных труб с помощью нагревательного кабеля. Система предотвращает образование наледи на водостоках и водосточных трубах. Основными недостатками такого способа является высокая стоимость кабеля и высокое энергопотребление системы, в течение продолжительного времени обогревающей не только водостоки и водосточные трубы, но и окружающую атмосферу.
Предлагаемый мной способ лишен указанных недостатков. Отличие метода состоит в быстром расплавлении наледи вдоль водостоков и очищении водосточных труб ото льда образующейся теплой водой. Подтверждением работоспособности системы является расчёт: Для того чтобы нагреть 1 кг воды на 1 град требуется 4,2 кДж энергии. Это справочные данные по теплоёмкости воды. Нагреватель, мощностью 4,2 кВт, способен за 1 сек нагреть 1 л воды на 1 град. Соответственно за 1 мин 20 л на 3 град. При температуре воздуха около 0 град С, температуре льда -1, -2 град С такой нагреватель способен расплавить более 600 кг льда за 30 мин. Такого количества воды с температурой 1-2 град С должно хватить для отогрева водосточной трубы. Таким образом, для отогрева водостоков и водосточной трубы необходимо около 3 кВт*час электроэнергии. В качестве нагревательного элемента используется отрезок стальной проволоки диаметром 5 мм длиной 17 – 23 метра. С помощью подвесов проволока подвешивается вдоль двух соседних водостоков с заходом в средней части в водосточную трубу, находящуюся между этими водостоками. К концам отрезка подключается источник сварочного тока мощностью 5 кВт. Электрическое сопротивление отрезка проволоки длиной 20 м составляет – 0,14 Ом. При токе 180 А на проводе выделится мощность 4536 Вт, при напряжении 25,2 В. По мере оттаивания льда и образования вокруг провода воздушной полости, температура провода увеличится, что повлечёт увеличение сопротивления. При увеличении температуры до 200 град С, сопротивление увеличится в 1,7 раз и составит 0,27 Ом. При этом уменьшится ток в соответствии с мощностью источника тока и его выходным напряжением. Максимальная мощность на 1 м проволоки составит 220 – 250 Вт. Это вызовет интенсивное таяние льда и поступление тёплой воды в водосточную трубу. Вода, спускаясь вниз по водосточной трубе, разогреет трубу и освободит её от наледи. Всё это естественно возможно при температуре окружающего воздуха близкой к 0 град С, во время оттепели, т.е. при такой температуре, когда происходит интенсивное таяние снега, образование наледи и сосулек. Освобожденные от наледи водостоки, впитывают больше энергии солнца, чем поверхность льда или снега, что способствует освобождению водостока в дневные часы. На рис. 5 показана в двух проекциях крыша стандартного 5 этажного здания с металлической крышей. Здание имеет 8 водосточных труб и 16 водостоков длиной примерно по 10 м. На крыше необходимо установить 8 отрезков проволоки длиной 20 м, всего 160 м. Возможна установка провода только на опасных участках крыши, там где в непосредственной близости расположены тротуары. Стоимость проволоки, материалов и комплектующих для оборудования участка крыши длиной 20 м около 300 руб. Стоимость источника сварочного тока мощностью 5 кВт составляет ориентировочно 10 тыс. руб., но одного такого источника достаточно для эксплуатации нескольких зданий. Кроме того, его можно использовать также и по прямому назначению для производства сварочных работ. Аналогичные источники, также имеются практически во всех жилконторах.
Трудоёмкость установки 20ти метрового отрезка проволоки на водостоки - примерно 1 нормочас. Таким образом, общие капитальные затраты на оборудование участка крыши длиной 20 м, включая стоимость работ по установке системы и стоимость сварочного аппарата составляют около 2 тыс. руб. или около 100 руб./м.п. Это существенно дешевле установки нагревательного кабеля. Стоимость только самого кабеля, без монтажа и дополнительного оборудования, составляет более 300 руб./м.п.
Электробезопасность обеспечивается применением безопасного напряжения порядка
30 В. Подключение к электросети производится переносным кабелем сечением 4 - 6 мм2.
Пожаробезопасность обеспечивается техническими характеристиками сварочного преобразователя (ограниченной мощностью источника) отсутствием на поверхности крыши легковоспламеняющихся материалов и наблюдением за процессом оттаивания со стороны работников ЖКХ.
Проект с технической точки зрения полностью разработан. В приложении приведены варианты конструктивного исполнения концевых (рис 1, 2) и промежуточных (рис 3) подвесов с деталировкой и размерами и вариант исполнения контакта для подключения источника тока из чердачного помещения. К реализации можно приступить немедленно. Все материалы и компоненты имеются в свободной продаже в «неограниченных» количествах.
О себе дополнительно сообщаю: Работаю в ФГУП «ЦНИИ СЭТ» (Центральный научно-исследовательский институт судовой электротехники и технологии) инженер 1 категории НИО – 19. Образование высшее – инженер электрик. Занимаюсь разработкой нагрузочных устройств для швартовных испытаний судовых генераторов.