MARKVÄRME VärmeKabelTeknik Is- och snösmältning på tak Is och snö i hängrännor, stuprör, ränndalar och andra takkonstruktioner orsakar ofta skador på byggnader. Risken för skador av denna orsak gäller inte bara byggnader utan även människor och egendom kan komma till skada av nedfallande snö eller is, när inte takets avvattningssystem fungerar tillfredsställande. Vid viss typ av väder, t.ex. dagsmeja, bildas det ofta isproppar i takrännor och stuprör. Detta orsakar i sin tur att smältvatten från taket översvämmar takrännorna och bildar istappar. Dessa istappar kan när de faller ner orsaka allvarliga skador på såväl människor som material. Vattensamlingar som blir stående på taket ger ofta upphov till läckage och därmed vatten och fuktskador på byggnaden. Genom att installera värmekablar i takets hängrännor, gesimsrännor, ränndalar, stuprör och andra konstruktionsdetaljer eliminerar man risken för skador orsakade av igenfrusna avvattningssystem. Hur fungerar värmekabelteknik:s avsmältningsanläggningar för tak? VÄRMEKABELTEKNIK:s system för takanläggningar är baserat på värmekablar, som när dom spänningssätts blir varma och smälter omgivande snö och is. Kablarna kan förläggas på en mängd olika sätt beroende på takets konstruktion och önskad funktion. Hur blir det med energiförbrukningen? VÄRMEKABELTEKNIK har ett omfattande program av styrutrustning för att optimera energiförbrukningen till ett minimum. Med temperaturgivare för luft och tak i kombination med fuktgivare kan vi konstruera en mycket effektiv reglering så att kablarna endast är varma den tid som behövs för att få önskad funktion. Jordfelsbrytare Takanläggningar avsedda för 220 V skall enligt säkerhetsföreskrifterna förses med jordfelsbrytare (30 ma). Läs mer om detta under avsnittet reglering på sidorna D1400 och 1500. 2 Takvärme
VärmeKabelTeknik MARKVÄRME Vanligast förekommande kabeltyper är TCPR, EL och BTL Safe-T TCPR är en serieresistiv kabel utan återledare, och måste förläggas så att start och slutända kan anslutas till samma dosa. Kabeln måttbeställs hos oss, och förses då med kallkabelanslutning i varje ända. TCPR kabel är ett utmärkt alternativ med goda prestanda till en låg kostnad, och användes när man i förväg med säkerhet vet vilka längder som erfordras. TCPR kabeln förlägges i normala fall dubbel och hålles isär av speciella distansklammer (E 89 992 41) EL är en parallellresistiv kabel som avger en konstant effekt per meter. EL finns i två varianter EL 20 (20 W/m) och EL 30 (30 W/m). Denna kabel väljs lämpligen när man inte i förväg kan bestämma de längder som skall installeras. Vid EL installationer anslutes endast en ända till kopplingsdosa, den andra avslutas vattentät med ändavslutningssats EL. (E 89 892 10). BTL SAFE T är en självbegränsande värmekabel som avger olika stor effekt beroende av kabelns temperatur och omgivningens beskaffenhet. Exempel: Temperatur( C) Omgivning Effekt(W/m) ±0 Is/vatten 36 ±0 Luft 18 ±65 0 Fördelar med BTL SAFE T Du kan kapa exakt den längd som går åt. Den avger mest effekt där det behövs. Den är lätt designa på plats. Den är lätt att förlägga. Den får inkopplas direkt i dosa. Utförligare kabeldata hittar Du under FLIK H "KABELDATA". Takvärme 3
MARKVÄRME VärmeKabelTeknik Dimensionering Allmänt om effektbehov I rännor och rör av normala dimensioner (upp till 5") beräknas effektbehovet till 30 50 W/m ränna/rör. I gesimsrännor och andra bredare ränndalar måste man lägga flera slag med kabel för att få önskad effekt. Som tumregel vid beräkning av effektbehov för denna typ av takkonstruktioner gäller 250 300 W/m². Om inte en total avsmältning och upptorkning är nödvändig kan man lägga kabeln med 4 slag i rännans mitt med c/c 30 40 mm, och om rännan är kantig läggs ett slag i varje hörn för att undvika frostsprängning. Vid takanläggningar där man önskar att hålla stora takytor fria från snö och is beräknas effektbehovet till 30 W/m². Val av kabeltyp Vilken typ av anläggning (TCPR, EL eller BTL SAFE T) som väljs, är oftast ett ekonomiskt val. Vilken typ man än väljer får man, med rätt dimensionering, önskad funktion. Som vägledning vid kabelvalet bör man ta hänsyn till följande: Har man alla mått på rännor, rör och andra takytor där det skall förläggas värmekabel, och på så vis kan förutbestämma kabelslingornas längder, är det enkelt att konstruera en billig och väl fungerande anläggning med TCPR kabel. Om man däremot inte i förväg vet de exakta måtten på anläggningen eller dess omfattning, är det med tanke på totala kostnaden material och arbete fördelaktigast att välja EL eller BTL SAFE T kabel. Båda dessa kabeltyper köps som metervara tillsammans med lämpligt antal an/avslutningssatser, för att sedan kapas och monteras direkt på anläggningsplatsen. 4 Takvärme
VärmeKabelTeknik MARKVÄRME Dimensionering av takanläggning med serieresistiv värmekabel (TCPR) Rännor och stuprör Exempel: En takränna med tillhörande stuprör enligt vidstående skiss skall förses med värmekabel. Ränna och rör är 100 mm. Genom att följa detta projekteringsunderlag steg för steg kan Du beräkna hur mycket kabel det går åt samt vilken kabelresistans som skall väljas. Beräkningsgång: 1. Effektbehov Watt per meter ränna/rör fastställs. 2. Rännans och rörens sammanlagda längd mäts. 3. Värmekabelns längd bestäms (l). 4. Erforderlig effekt bestäms (Pt). Nu vet man att 50 m värmekabel erfordras och att dess totala resistans skall vara i intervallet 38.7 48.4 Ω. Detta ger att värmekabelns Ω /m värde ska vara mellan 0.77 0.97 Ω. Välj ur databladet för TCPR ut den kabelresistans som ligger inom intervallet. I vårt exempel väljer vi alltså TCPR 0.82 Ω /m 6. Kontrollberäkningar: Kabelns totala effekt: Formel Pt = U² / Rt Rt = kabelns Ω /m x längden. Exempel: 220² / (50 x 0.82) = 1.180 W Kabelns effekt/m: Formel: Pm = Pt / l Exempel: 1.180 / 50 = 23.6 W/m 7. Resultat: 50 m TCPR 0.82 Ω /m Totaleffekt: 1.180 W Effekt/m kabel: 23.6 W Effekt/m ränna: 47.2 W 5. Lämplig kabelresistans (/m) väljes. 6. Kontrollberäkningar. 7. Resultat. 1. Effektbehov: För rännor och rör upp till Ø 125 mm 30 50 W/m ränna 20 25 W/m kabel. (Pm) 2. Mät upp den sammanlagda längden för rännor och stuprör. Om stuprören är anslutna till dagvattenavlopp skall värmekabeln nå ca 1 meter under marknivån. Avslutas stuprören med utkastare får värmekabeln ej vara så lång att någon kan komma i beröring med den. Vanligen brukar man räkna med att kabeln når till ca 100 mm ovanför stuprörets mynning. Exempel: 5 + 15 + 4 + 1 = 25 meter. 3. Värmekabellängd (l) = Längd ränna + rör 4. Totaleffekt (Pt): Pt = Pm x l max 25 W/m x 50 = 1.250 W min 20 W/m x 50 = 1.000 W 5. Kabelresistans (Rt): Ohms lag för effekt R = U² / P Rt min 220² / 1.250 = 38.7 Ω Rt max 220 ² / 1.000 = 48.4 Ω Takvärme 5
MARKVÄRME VärmeKabelTeknik Standardslingor för hängrännor och stuprör För att underlätta vid val av värmekabel till hängrännor och stuprör har VÄRMEKABELTEKNIK tagit fram standardslingor med TCPR kabel för 230 Volt. OBS! Vid takanläggningar med 230 V matningsspänning måste alltid jordfelsbrytare installeras. Grundregeln vid förläggning av TCPR kabel i denna typ av rännor är att man dimensionerar kabeln till 20 25 W/m och c/ c avståndet mellan mittkablarna 30 50 mm. Kabeln förläggs enligt figuren med 4 kabelslag i mitten och ett slag i vardera hörnen. Standardslingor TCPR-tak Artnr Rännor/ Rörlängd (m) Längd (m) Kabel W/m Effekt (W/m) Total Effekt(W) 8987210 12 24 4.00 21.0 500 8987211 17 34 1.90 22.0 750 8987212 24 48 1.00 21.0 1010 8987213 30 60 0.65 21.0 1250 8987214 40 80 0.36 21.0 1680 8987215 50 100 0.25 19.5 1940 Kallkabel 2 x 1 m TCP 1,5 mm² Tillbehör som medföljer: Distansklammrar. Varningsskyltar (2 st) Gesimsrännor och breda ränndalar Vid värmekabelinstallationer i gesimsrännor och ränndalar är det viktigt att man installerar så hög effekt att kabeln klarar att smälta bort all snö som den kan bli omgiven av. Vid för låg effekt finns risk för tunnelbildning runt värmekabeln. Detta kan medföra att kabeln inte gör någon nytta trots att den är tillslagen och drar effekt. Dessutom kvarstår ju risken för isbildning och snöras från taket. Nedan visas exempel på hur man kan förlägga värmekabel i breda ränndalar och gesimsrännor. Denna typ av förläggning ger inte en total avsmältning av ränndalen med den dränerar rännan och skyddar den mot frostskador. 6 Takvärme
VärmeKabelTeknik MARKVÄRME Dimensionering av takanläggning med serieresistiv värmekabel (TCPR) Ränndal Exempel: Ränndal 12 m lång och 35 0 mm bred skall förses med värmekabel av TCPR typ för dränering och frostskydd. Ränndalen har takbrunn på mitten med invändigt stuprör. Genom att följa detta projekteringsunderlag steg för steg kan Du beräkna hur mycket kabel det går åt samt vilken kabelresistans som ska väljas. Beräkningsgång: 1. Värmekabelns längd bestäms (l). 2. Önskad effekt per meter kabel bestäms (Pm). 3. totaleffekt (min/max) beräknas. 4. Kabelns totalresistans beräknas (Rt). 5. Lämplig kabelresistans (/m) väljes. 6. Kontrollberäkningar. 7. Resultat. 6. Kontrollberäkningar: Kabelns totala effekt: Formel: Pt = U² / Rt Rt = kabelns Ω /m x längden. Exempel: 220² / (75 x 0.36) = 1793 W Kabelns effekt/m: Formel: Pm = Pt / l Exempel 1793 / 75 = 23.9 W/m 7. Resultat: 75 m TCPR 0.36 Ω /m Totaleffekt: 1793 W Effekt/m kabel: 23.9 W Hur värmekabeln ska installeras och tips om olika montagesätt hittar Du under flik I "INSTALLATION". KOM IHÅG! Värmekabelproblem är aldrig större än avståndet till närmaste telefon. Ring VÄRMEKABELTEKNIK. Vi finns representerade i hela landet och ställer gärna upp och hjälper Dig med såväl konstruktion som leverans av kompletta värmekabellösningar. 1. Börja med att mäta upp den sammanlagda längden för kabeln. Exempel: Ränndalen: 6 x 12 m 72 m Takbrunn: 2 x 1 m 2 m Extra för kortsidor: 1 m Total kabellängd: (l) 75 m 2. Önskad effekt per meter kabel (Pm): 20 25 Watt 3. Totaleffekt (Pt) = Pm x l max 25 W/m x 75 = 1875 W min 20 W/m x 75 = 1500 W 4. Beräkning av kabelresistans: (Rt) Ohms lag för effekt R = U² / P Rt min 220² / 1875 = 25.8 Ω Rt max 220² / 1500 = 32.3 Ω 5. Nu vet man att 75 m värmekabel erfordras och dess totala resistans skall vara i intervallet 25.8 32.3 Ω. Detta ger att värmekabelns W/m värde ska vara mellan 0.34 0.43 Ω. Välj ur databladet för TCPR ut den kabelresistans som ligger inom intervallet. I vårt exempel väljer vi alltså TCPR 0.36 Ω /m. Takvärme 7
MARKVÄRME VärmeKabelTeknik Avsmältning takfot, skärmtak och större takytor (TCPR Vid takkonstruktioner med kraftigt utskjutande takfot får man ofta problem med att snö smälter på taket på grund av värmeläckage och rinner ner mot takfoten, där den avkyls och fryser till is. Skärmtak blir ofta utsatta för snöras från högre liggande tak, och därmed onormalt hög snölast vilket kan medföra att konstruktionen ger vika. Vid nybyggnation förekommer det allt oftare att arkitekterna använder sig av glaskupoler på taken för att få ljusa och trevliga utrymmen. Glaskupoler läcker värme som gör att snö smälter och rinner ner på taket där den fryser och bildar en vall av is runt kupolen. Dessa och andra funktionsstörningar och olycksrisker på grund av takets konstruktion kan undvikas om man installerar värmekabelanläggningar som håller taken fria från snö och is. 8 Takvärme
VärmeKabelTeknik MARKVÄRME Dimensionering av takanläggning med serieresistiv värmekabel (TCPr) Utskjutande takfot Exempel: En takfot (6 x 1 m), utsatt för snöras, skall förses med värmekabel för effektiv snösmältning. Genom att följa detta projekteringsunderlag steg för steg kan Du beräkna hur mycket kabel det går åt samt vilken kabelresistans som ska väljas: Beräkningsgång: 1. Effektbehov Watt per m² fastställs. 2. Takfotens yta mäts och beräknas (a). 3. Erforderlig effekt bestäms (Pt). 8. Kontrollberäkningar: Kabelns totala effekt: Formel: Pt = U² / (Rm x l) Exempel: 220² Ω (75 x 0.36) = 1793 W. Kabelns effekt/m: Formel: Pm = Pt / l Exempel: 1793 / 75 = 23.9 W/m. 9. c/c avstånd: Formel c/c = a x 100 / l svaret fås i cm om a sätts i m² och l i meter. Exempel: 6 x 100 / 75 = 8.0 cm. 10. Resultat: 75 m TCPR 0.36 Ω /m förlägges med c/cavstånd 8 cm ger: Totaleffekt: 1793 W Effekt/m kabel: 23.9 W Yteffekt: 299 W/m² 4. Kabelns max resp. min längd bestäms (l). 5. Kabelns totala resistans beräknas (Rt). 6. Lämplig kabelresistans väljs (/m). 7. Kabelns verkliga längd beräknas (l). 8. Kontrollberäkningar. 9. c/c avstånd räknas ut. 10. 10.Resultat. 1. Effektbehov:För effektiv snösmältning krävs. 300 W/m² 20 25 W/m kabel. (Pm) 2. Yta: Exempel: 1 x 6 = 6 m² 3. Totaleffekt: Exempel: 6 x 300 = 1800 W. 4. Värmekabellängd max/min: max 1800 / 20 = 90 m min 1800 / 25 = 72 m 5. Kabelresistans (Rt): Ohms lag för effekt R = U² / P Exempel: 220² / 1800 = 26.9 Ω 6. Lämplig kabelresistans: Exempel: min 26.9 90 = 0.30 Ω /m max 26.9 72 = 0.37 Ω /m Hämta från kabeldatablad uppgift om vilket resistansvärde som finns inom intervallet. I detta fall 0.36 Ω /m. 7. Kabelns verkliga längd: Formel l = Rt / Rm Exempel: 26.9 / 0.36 = 75 m. Takvärme 9
MARKVÄRME VärmeKabelTeknik Projektering av takanläggningar med parallellresistiv värmekabel (el) EL är en parallellresistiv kabel med zonindelning 1 meter som finns i två olika effekter, 20 respektive 30 Watt/m. (Kabeldata under flik H). Då en parallellresistiv kabel har en konstant effekt/m oavsett längd är det lätt att designa en anläggning med denna. EL 30 ger t.ex. 30 W/m. Man behöver alltså inte veta den exakta längden på rännor och rör. Detta gör att man kan anpassa kabelns längd på plats. Genom att man inte behöver använda sig av dubbelvikt kabel och distansklamrar, och att man kan anpassa kabellängden på montageplatsen blir förläggningen oftast enklare och snabbare vilket medför att totalkostnaden reduceras. Vad man dock måste tänka på är att alla parallellresistiva kablar på grund av spänningsfallet i strömledarna har en maximerad förläggningslängd. För EL 20 är den 90 m och för EL 30, 70 m. För projektering av takanläggning med parallellresistiv kabel behöver man tänka på följande: I hängrännor av normalstorlek upp till 5" kan man lägga en EL 30, vilket oftast ger tillräcklig effekt för att dränera rännan. I stuprör räcker det normalt med en EL 20 kabel som hängs upp med upphängningskrok VELOX. Om stuprören slutar ovan mark med utkastare får kabeln ej vara så lång att någon kan komma i beröring med den. Lämpligen avslutas kabeln cirka 50 100 mm ovanför stuprörets mynning. 10 Takvärme
VärmeKabelTeknik MARKVÄRME Dimensionering av takanläggning med parallellresistiv kabel (el) Gesimsrännor och breda ränndalar Vid takkonstruktioner med breda ränndalar eller gesimsrännor väljer man ofta att förlägga värmekabeln med fyra längder i mitten så att det alltid finns isfri kanal i rännan. Om rännans form är sådan att risk finns för frostsprängning i t.ex. vassa hörn läggs även en kabel i varje sådant hörn. Vid anläggningar av denna typ kan man välja antingen EL 20 eller EL 30. Vilken man väljer är beroende av klimat och takkonstruktion. Takfot, skärmtak och större takytor Vid projektering med EL kabel beräknas totaleffekten (Pt) enligt: yteffekt x takytan. Erforderlig yteffekt 300 W/m² Kabellängd får man sedan enkelt genom att dividera totaleffekten med kabelns effekt per meter (P/m) Exempel: Takfot 8 m x 0.5 m Ytan = 4.0 m² Effektbehov: 300 x 4.0 = 1200 W Kabellängd: EL 20 1200+20 = 60m EL 30 1200 + 30 = 40 m T.ex. 40 meter EL 30 förlägges enligt bild t.h. c/c avståndet beräknas enligt formel: c/c = h x b x 100 x 2 l h = avstånd mellan spänntrådar b = takets längd l = kabellängd c/c = avstånd mellan kabelfästen Om alla mått sättes i m fås svaret i cm. Exempel: 0.5 x 8 x 100 x 2 / 40 = 20 cm. c/c beräkningens resultat är ungefärligt och en viss felmarginal måste tolereras. Takvärme 11
MARKVÄRME VärmeKabelTeknik Projektering av takanläggningar med självbegränsande kabel (BTL Safe-T) BTL SAFE T är en självbegränsande värmekabel vars uteffekt är beroende av kabelns temperatur. Vid en omgivningstemperatur av 0 C i is/snö avger denna värmekabel 36 W/m. Vid samma temperatur, men i luft avger den 18 W/m. Kabelns uteffekt går mot 0 vid stigande temperatur (65 C). Dessa egenskaper gör att denna kabel är ett mycket bra alternativ vid konstruktion av takanläggningar. Fördelar: BTL SAFE T har alla de fördelar som en parallellresistiv kabel har och dessutom: BTL SAFE T avger hög effekt endast där det behövs. (36 W/m i is/snö). BTL SAFE T kan kapas i exakt den längd som erfordras (ingen zonlängd att ta hänsyn till). BTL SAFE T anläggningar är mycket lätta att projektera och montera. BTL SAFE T får inkopplas direkt i apparatdosa. BTL SAFE T kan läggas direkt på ytbeläggning av takpapp. 12 Takvärme
VärmeKabelTeknik MARKVÄRME Projekteringsunderlag för BTL Safe-T Med beaktande av maximalt tillåten värmekabellängd se datablad under flik "H" kan BTL SAFE T kopplas på en mängd olika sätt: 1. Summera längder på rännor och rör som det ska installeras värmekabel i. OBS! Om stuprören är anslutna till dagvattenavlopp måste värmekabeln nå ner till frostfritt djup för att säkerställa vattenavrinningen. Lägg till behövlig längd för anslutning fram till anslutningsdosa, samt 1 meter för varje förgrening. Exempel:...m BTL SAFE T 2. Sammanställ behovet av kopplingsdosor. Alla anslutningar och förgreningar görs i standarddosor. E 14 396 02 (2 st. förskruvningar) E 14 396 04 (3 st. förskruvningar) E 14 396 10 (4 st. förskruvningar) E1439602...st E1439604...st E1439610...st 3. Tillbehör: An/avslutningssatser Upphängningskrok (1 st. per kabellängd) (1 st. per stuprör) Exempel:... st an/avslutningssatser BTL... st upphängningskrok VELOX 4. Avsäkring Maximala kabellängder för BTL SAFE T vid uppstart i is/vatten (0 C) Tröga säkringar (karaktäristik G eller K) 10 A 37 meter 16 A 59 meter 20 A 74 meter Spänningsfallet i strömledarna ger 10% effektbortfall vid 57 m kabel. OBS! FÖRESKRIFTERNA KRÄVER JORDFELSBRYTARE 30 MA. Takvärme 13
MARKVÄRME VärmeKabelTeknik Reglering av takanläggningar För att få en energisnål takanläggning krävs att till och frånslag styrs på något sätt. Det finns många olika sätt att göra detta på och vilket man väljer beror på anläggningens storlek och hur den kan övervakas. Manuellt till/frånslag Man slår till anläggningen när man ser att det behövs. Denna metod bör dock undvikas då den oftast ger mycket hög energiförbrukning. Reglering med enkeltermostat Känner lufttemperaturen Anläggningen är tillslagen när temperaturen är under inställt värde. Reglering med dubbeltermostat Känner lufttemperaturen Anläggningen är tillslagen när temperaturen är inom den inställda differensen. Exempel: +2... 2 C 14 Takvärme
VärmeKabelTeknik MARKVÄRME Reglering med takyte och luftavkännande temperaturgivare Känner takets yttemperatur och lufttemperatur Anläggningen är tillslagen när takets temperatur är så hög att det töar på taket samtidigt som lufttemperaturen är under 0 C och frysrisk finns i rännor och rör. Reglering med snö/regn och temperaturkännande givare Känner fukt och temperatur Anläggningen slår till vid snöfall (underkylt regn) om temperaturvillkoret är uppfyllt, och förblir tillslagen så länge det finns fukt kvar i rännorna. En komplett Reglering där anläggningens driftstid minimeras. Automatikskåp VÄRMEKABELTEKNIK har ett omfattande sortiment av apparatskåp för reglering av alla förekommande värmekabelanläggningar. Vi åtager oss också att specialtillverka apparatskåp helt efter kundens önskemål. Takvärme 15
MARKVÄRME VärmeKabelTeknik Telephone:+46 301 41850 Email:info@vkts.se Homepage:www.vkts.se Industrihuset SödraHedensbyn43 S 43064HÄLLINGSJÖ S 93191SKELLEFTEÅ Sweden Sweden Fax:+46 301 41870 Fax:+46 910 88133 16 Takvärme