Системы антиоледенения тротуаров: как определить необходимую мощность?

Независимо от применяемого варианта необходимо произвести расчет тепловой мощности, обеспечивающей поддержание определенной температуры поверхности тротуара, при которой исключается образование льда при низких температурах наружного воздуха. В большинстве публикаций по проектированию и расчету систем напольного обогрева рассматривается применение таких систем для обогрева помещений [1, 2]. В этих случаях тепловая мощность определяется на основании расчета теплопотерь отапливаемого помещения. Тепловая мощность системы антиоледенения может быть определена как сумма теплоотдачи от поверхности тротуара к окружающему воздуху и тепловых потерь от нагревательных элементов в грунт при температуре поверхности тротуара, исключающей образование льда. По приближенным оценкам, для предотвращения образования льда требуется поддержание температуры поверхности тротуара не менее +3°C. Количество отдаваемого тепла можно определить по уравнению теплоотдачи от нагретой поверхности: Q= α_нF(ι– t_н), (1) где: Q — теплоотдача от поверхности тротуара к окружающему воздуху, Вт; α_н— коэффициент теплообмена на поверхности; по [3] α_н= 23 Вт/(м² •°С); F — площадь нагреваемой поверхности, м²; ι— температура нагреваемой поверхности тротуара; t = +30°C; t_н— расчетная температура наружного воздуха, °С. Например, для г. Екатеринбурга при расчетной температуре наружного воздуха t_н = –35°С теплоотдача с поверхности обогреваемого тротуара площадью F = 250 м² составит 220 кВт. Теплопотери в грунт при наличии теплоизоляциисистемы подогрева можно определить по формуле: (2) где Q_тп — тепловые потери в грунт, Вт; t_тр — температура поверхности труб системы подогрева, °С; t_гр — температура грунта, °С; λ— коэффициент теплопроводности, Вт/(м•°С); δ— толщина теплоизоляции, м; F — площадь нагреваемой поверхности,м². Согласно рекомендациям [4], при глубине заложения труб до 0,7 м температура грунта принимается равной расчетной температуре наружного воздуха. Для варианта использования обратной воды тепловой сети с дополнительным догревом этиленгликоля в электрокотле средняя температура вторичного теплоносителя (этиленгликоля) составляет 0,5•(70+30)= 50°С.Примем температуру поверхности труб системы подогрева t_тр равной средней температуре теплоносителя, т.е. t_тр = 50°С. При тепловой изоляции пенополистиролом с коэффициентом теплопроводности по [3] λ= 0,06 Вт/(м•°С) толщиной 0,03 м теплопотери в грунт для той же площади обогреваемого тротуара 250 м² для условий г. Екатеринбурга могут составить 42 кВт. Таким образом, требуемая мощность системы антиоледенения Q_общ зависит от параметров энергоносителя, характеристик теплоизоляции труб от грунта, обогреваемой площади и расчетной температуры наружного воздуха. С учетом (1) и (2) получим: (формула) что составляет для условий примера: Q_общ = 220 + 42 = 262 кВт, или около 1 кВт на 1 м² обогреваемой площади. Даже приближенная оценка показывает, что установочная мощность от 200 до 400 Вт на 1 м² обогреваемой площади, рекомендуемая производителями и поставщиками систем антиоледенения, недостаточна для защиты тротуаров от оледенения и может давать эффект при температурах наружного воздуха значительно выше расчетных.

1.B.W. Olesen. Теория и практика напольного отопления. Пер. с англ. О.П. Булычева. АВОК, №1/2003. 2.Махов Л.М., Самарин О.Д. Системы напольного отопления. АВОК, №5/2003. 3.СНиП II-3.79*. Строительная теплотехника. М.: ГУП ЦПП, 2000. 4.СНиП 2.04.14–88*. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. М.: ГУП ЦПП, 2000.