Post on 08-Feb-2017
EGY ELEKTROMOS FŰTÉS, AMI
HA KIMARAD EGY
HIDEGTEREKKEL RENDELKEZŐ
ÉPÜLET TERVEIBŐL, ARRA
LEHET, HOGY KÉSŐBB MÁR
NEM LESZ MENTSÉG…
ELEKTROMOS FŰTÉS
Vannak olyan helyzetek, amikor egy tervezőnek kötelezően
számolnia kell bizonyos elemekkel egy-egy munka során. Ez a
helyzet akkor is, ha éppen egy hidegterekkel rendelkező épület,
azaz hűtőház kerül terítékre.
A hűtőházaknál, fagyasztó alagutaknál követelmény, hogy az
épület alatti földréteg ne fagyjon meg. Ez rendkívül kritikus
kérdés, hiszen a megfagyott talaj, a benne lévő jég
térfogata miatt tágul, és maga a hűtőház is statikai szempontból
is veszélybe kerülhet.
A hűtőházak, fagyasztó alagutak padlózatát természetesen vastag hőszigeteléssel látják el. Ez laikusoknak talán elég is lehetne, de a gyakorlatból tudjuk, hogy nem az! Ugyanis a hőszigetelés csak lassítja a hőáramot, de a hideg egy idő után mindenképpen átjut rajta, és ezzel meg is van a baj.
A talaj kapillárisaiban lévő víz megfagyása, a talaj térfogatának növekedését, ezzel a padlózat rongálódását, akár épület-felemelkedést, esetenként még az épületszerkezet tönkremenetelét is okozhatja, ha nem védekezünk ellene. A talaj kifagyásának veszélye akkor a legnagyobb, ha a padlón keresztül elvont hő nagyobb, mint amit a talaj a padló alatti talajréteggel közölni képes, azaz ha a hűtőház hidege a talajba kerül.
MIT KELL FELTÉTLENÜL FIGYELEMBE VENNIE
EGY PROFI ELEKTROMOS TERVEZŐNEK
HŰTŐHÁZAK, ÉS FAGYASZTÓ ALAGUTAK
ESETÉBEN, AMIT UTÓLAG MÁR TÚL KÉSŐ PÓTOLNI?
A víz a hideg, megfagyni „készülő” talajrétegbe még a vízzáró agyagrétegen át is felszívódhat. Az átfagyó talaj, illetve a 0C˚ vagy az alatti hőmérsékletű rétegek víztartalma megemelkedik még akkor is, ha a talaj az üzem beindulásakor még csak igen csekély mértékben volt vizes. A talajkifagyás ellen tehát az altalaj elhanyagolhatóan kis víztartalma sem jelent védelmet.
A talaj átfagyása elleni védelmi megoldásoknál gyakorta felmerül a kérdés, hogy egyáltalán fennáll-e a fagyás veszélye. Ez sokszor feleslegesen feltett kérdésnek bizonyul, mert a hűtőház állandó hidege miatt, a talaj mindenképpen át fog fagyni. Ezt akkor is figyelembe kell venni, ha egyébként a talajkifagyás csak a létesítmény üzembe helyezése után hónapokkal később következne be.
Ezek alapján nyilvánvaló, hogy a talajkifagyás és az általa
okozott károk elleni védelemről már a tervezés fázisában
gondoskodni kell, és a tervezők felelőssége, hogy erre megfelelő
figyelmet fordítsanak. Nos, a talajfűtés éppen ezt a védekezést
szolgálja.
A padlószigetelés alatti talajréteg fűtése az a módszer, amellyel
bármilyen padlószerkezet és bármilyen talaj esetén biztonságosan védekezni lehet a talaj kifagyása és az általa okozott épületkárok ellen.
A padlószigetelés alatti talajréteg fűtésével tulajdonképpen
segítünk a földnek létrehozni azt a padló felső síkja felé irányuló
hőáramot, amit a talaj nem, vagy nem elegendő mértékben képes produkálni. A talajfűtéssel a 0˚C-os izotermát oda
„helyezzük”, ahová kell: a padlószigetelés valamelyik vízszintes
síkjába.
HOGYAN MŰKÖDIK A HIDEGTEREK
TALAJFŰTÉSE?
A villamos talajfűtési rendszerek kivitelezése a lehetséges más
talajfűtési megoldásokkal szemben rendkívül egyszerű és
kedvező költségű. Szabályozásuk is kedvezőbb
áron megoldható és finomabb beállításokat tesz lehetővé.
Az üzemeltetési költség csökkenthető úgy, hogy a talajt a normál megtáplálás mellett éjszakai, (vezérelt) villamos
energiával fűtjük.
A hűtőházak alatti talaj átfagyásának megakadályozására,
fűtőkábelek kerülnek beépítésre a padlószigetelés és az altalajon
fekvő páraszigetelés közötti betonrétegbe.
Jellemzően állandó ellenállású fűtőkábeleket használunk, amelyek
különböző fajlagos (méterenkénti) ellenállású kivitelekben készülnek.
A járatos ellenállási értékek 0,18 – 18 Ω/m között változnak. A
különböző fajlagos ellenállású kábelek lehetővé teszik, hogy
különböző nagyságú termek, hűtőházak stb. talajfűtő kábeleit
jellemzően 230 V feszültséggel tápláljuk.
A fűtőkábelek által bevitt fűtőenergia eloszlása teljesen egyenletes,
így lehetőség van arra, hogy a helyi fűtési igényeket a
legtökéletesebben kielégíthessék.
A fűtőkábelek a „hidegvég” csatlakozási pontoktól normál villamos
vezetékekkel csatlakoznak a villamos kapcsoló- és
vezérlőszekrényhez. Ez a szekrény elhelyezhető akár a terem falának
külső oldalánál, akár a vezérlőhelységben.
Magyarországon az első villamos talajfűtésű hűtőházakat az 1970-
es évek végén építették.
Fontos tudni, hogy ezeknél az épületeknél is alkalmazták azt az
alapvető biztonsági eljárást, ami szerint egymással
párhuzamosan két szál kábelt fektettek le, melyek közül az egyik
a működő, a másik a tartalékkábel.
Tartalékkábelt nem azért kell alkalmazni, mert az üzemelő kábel
nem jó minőségű. Habár a kábel a terhelhetőségének jellemzően
csak harmadával-negyedével üzemel, mégsem jelenthetjük ki,
hogy soha el nem romolhat. Elég egyetlen fűtőszál kiesése és 40-
50 m2 felület marad fűtés nélkül. Ekkora felület fog átfagyni, mert a kész épület alatt utólag már nem lehet fűtőszálat cserélni, vagy
javítani.
A tartalék kábel tehát csak akkor üzemel, ha kiesik a működő.
Hogy a kiesést észrevegyük, automatikus szálankénti
működésellenőrzést kell a vezérlőszekrénybe tervezni, építeni.
KÁBELFEKTETÉS TARTALÉK KÁBELLEL
Egyszer jártam egy olyan hűtőházban, ahol nem volt
tartalékkábel, és a működő kábeleknek sem volt működési
ellenőrzése.
A talaj átfagyása akkor vált szembetűnővé, amikor az épület
tetejét tartó fő oszlopok megemelkedtek, megemelkedett a tető, az épület alakja megváltozott. Ekkor leállították a hűtést,
kiürítették a hűtőházat, kibontották az oldalát, hogy a
légkalapácsokat be lehessen vinni. Felverték az aljzatbetont,
felszedték a szigetelést, szerelőbetont, ekkor tudták szétverni és
kihordani az egy méter vastagságban átfagyott altalajt.
Ezután jött a földvisszatöltés, szerelőbeton, fűtőbeton, szigetelés,
és a járóbeton újbóli kiépítése. Ezek költsége valamint a kiesett
üzemelési idő nagyságrendekkel több költség, mint egy tartalék
fűtőkábel beépítése.
A tartalék kábel nem duplázza meg a költségeket, hiszen ugyan
abba a távtartóba kell helyezni és a működési ellenőrzést is csak
a ténylegesen működő kábelekhez kell kiépíteni.
Semmi sem indokolja, hogy bárki is tartalékkábel nélkül tervezzen hűtőház altalajfűtést.
MI BEFOLYÁSOLJA A SZÜKSÉGES
TELJESÍTMÉNYT?
Természetesen a kamra lehetséges legalacsonyabb üzemi hőmérséklete, és a hőszigetelés vastagsága. Lehet, hogy előbb csakO Co körüli üzemelést gondolnak, de később ez lehet alacsonyabb is, csak éppen egy meglevő épület alá további fűtést tenni már lehetetlen. Tervezni tehát mindig az alacsonyabb hőmérsékletre kell.
A szükséges teljesítményt a kábel méterenkénti teljesítmény-leadásának beállításával – ideális kábelhossz választás – valamint a fektetési sűrűség meghatározásával biztosíthatja. A kábeleket –az átfagyás kivédésére – egymástól 25-35 cm közötti távolságra célszerű fektetni.
Ez azt jelenti, hogy 3-3,5 m/m2 a kábeligény. A jellemző
teljesítmény – 15-20 W/m2 – eléréséhez a kábelteljesítményt 5-7
W/m-re van beállítva. Ez a számítási feladat az itt leírt módon
bonyolultnak tűnik, ezért fejlesztettük ki ingyenes tervezői
programunkat, amelynek használatával, néhány
gombnyomással egy komplett és megbízható tervet és kiírást
kaphat.
A VILLAMOS TALAJFŰTÉS TERVEZÉSÉNÉL,
SZERELÉSÉNÉL NÉHÁNY FONTOS DOLOGRA
ODA KELL FIGYELNI:
Az egyenletes talajfűtés elérése érdekében a méterenkénti kábelteljesítményeknek közel egyenlőnek kell lennie.
Az egymással párhuzamosan kapcsolt hurkok száma lehetőleg hárommal osztható legyen a háromfázisú hálózat egyenletes terhelése céljából. Háromfázisú fűtőkábeleknél ez nem követelmény.
A fűtőkábelek hajlítási sugara 70-90 mm-nél általában kisebb nem lehet.
A kábeleket úgy kell elrendezni, hogy ne keresztezzék egymást. Ha a keresztezéseket elkerülni nem lehet, akkor a keresztezéseket úgy kell kialakítani, hogy a kábelek ne érhessenek egymáshoz.
A kábeleket sűríteni kell külső határoló falak közelében és a hűtött tereken átmenő oszlopok tövében, ugyanis ezek a pillérek, oszlopok mintegy „átszúrják” a padló hőszigetelését, mivel alapozásukat a hőszigetelés alatti talajban lehet csak megoldani.
Az is előfordul, hogy egy nagy épületen belül alakítanak ki hűtőkamrákat (pl. élelmiszerláncok logisztikai központjai) és a tetőt tartó oszlopok egy része a hűtött téren megy keresztül. A kamra felett kinyúló oszlopok hideg felületére kicsapódhat az épület levegőjében levő pára, és ez lefolyva az oszlopon eláztathatja az arra tett hőszigetelést, ami így elveszti hatását.
A fűtőkábeleket nem ajánlatos +5˚C-nál kisebb hőmérsékleteken fektetni
A fűtőkábelek toldását kerülni kell, mivel minden célra bármilyen
hosszban „hidegvégekkel felszerelve” szállítják.
A kábeleket a szerelőbetonra fektetik. A tiszta és sík
szerelőbetonhoz először műanyag távtartókat rögzítenek, és
annak a hornyaiba pattintják be a kábeleket.
�A kábelek bebetonozásához finom – legfeljebb 3-4 mm max.
szemcsenagyságú – betont szabad használni, hogy a kábelek és
a fűtőbeton közötti hőátvezetési kapcsolat a lehető legjobb
legyen. A fűtőbeton vastagsága általában 6-7 cm.
A fűtőkábeleket minden esetben teljesen be kell fedni betonnal.
Levegőben, szigetelőanyagban való vezetésük túlhevüléshez,
idő előtti tönkremenetelhez vezet.
A fűtőkábeleket minden esetben „hidegvégekkel felszerelve”
szabad a villamos hálózatra rákötni. A „hidegvég” csatlakozási pontokat teljesen be kell betonozni, nehogy túlhevüljenek.
A fűtőkábelek épségét ellenőrizni kell lefektetés előtt és után.
Folytonosságukat mérésekkel kell ellenőrizni lefektetés előtt,
bebetonozás előtt és bebetonozás után azonnal.
A fűtőkábeles villamos talajfűtési rendszerek működése,
szabályozása hűtőházaknál, termeknél, fagyasztóknál
automatikus. (Kézi működtetés napjainkban már nem
alkalmaznak.) Az automatikus működtetés, illetve szabályozás
módszerei a következők.
�Mivel a villamos talajfűtés jól és finoman szabályozható, és a
fűtőbeton hőmérséklete az egész padlófelület alatt ugyanaz az
érték, a talajkifagyás elkerülésére Magyarországon általában
elegendő +5˚C fűtőbeton-hőmérsékletet tartani, ±1˚C
szabályozási eltéréssel.
A talajfűtést hőmérséklet-érzékelővel ellátott termosztát
szabályozza, illetve – mágneskapcsolón keresztül – működteti. A
hőmérséklet-érzékelőt a fűtőrétegbe betonozott védőcsőbe
szerelik be oly módon, hogy esetleges meghibásodásnál
cserélhető legyen. A korszerű termosztátok a talaj hőfokát is
mérik, és hőfokkijelzéssel rendelkeznek.
A fűtésvezérlő termosztát mellé egy másik termosztátot is be kell
építeni, ami figyeli a talajhőmérsékletet, és vészjelzést ad le, ha a
talaj – pl. a vezérlő meghibásodása miatt – túlságosan lehűl.
Minden egyes működő fűtőszál teljesítmény-felvételét
áramfigyelő relével ellenőrizni kell, amely vészjelzést ad le, ha
bármely fűtőkör kiesik, hogy a tartalék szálat beköthessék.
MIRE CÉLSZERŰ MÉG MINDEN
TERVEZŐNEK FIGYELNI?
Amennyiben a hűtőkamra ajtajába gyárilag nem tettek ajtókeret-fűtést, akkor azt is tervezni kell, az ajtó befagyásának megakadályozására
A kamrák ajtaja körüli terület csúszásmentességéről szintén gondoskodni kell. Egyrészt a hideg térbe ajtónyitás során bekerülő párás levegő szinte azonnal lecsapódik a földre és ott csúszásveszély alakul ki. Másrészt a kamrák előtti terület is csúszóssá válhat – a kiáramló hideg levegő miatt – ami akkor jelent nagyobb gondot, ha szintkülönbség van a kamra és az előtte levő tér között. Ezek a fűtések azonban már nem altalajfűtések, hanem a felső beton felületfűtései. Itt a külső területek jégmentesítéséhez használt irányelvek a mérvadók.