W procesie sterowania systemami elektrycznego ogrzewania przeciwoblodzeniowego zastosowanie znajdują termostaty z zewnętrznymi czujnikami temperatury lub specjalne, niejednokrotnie zaawansowane, sterowniki. To właśnie urządzenia tego typu przetwarzają informacje pozyskane dzięki czujnikom temperatury powierzchni i powietrza oraz wilgotności. Tym sposobem system grzewczy załącza się w momencie gdy temperatura jest niższa od zadanej oraz występuje wilgoć mogąca zamarzać. Jako podstawowe cechy oferowanych na rynku sterowników wymienia się przede wszystkim prostą obsługę, oszczędność energii, możliwość znacznego obciążenia prądowego oraz bezpotencjałowy przekaźnik alarmowy sygnalizujący przerwę lub zwarcie w obwodzie czujnika.

Zwróćmy uwagę na korzyści wynikające ze stosowania systemów zapobiegających zamarzaniu rur i rynien. Warto podkreślić przede wszystkim możliwość utrzymywania w rurach ciepłej wody, a co za tym idzie, zapobieganie rozwojowi bakterii Legionella. Należy także wspomnieć o korzyściach o charakterze finansowym. Ciepła woda ma bowiem właściwą temperaturę w każdym miejscu jej poboru. Pracę systemu można ustawić w określonym przedziale czasowym. Na przykład nie ma potrzeby podgrzewania wody podczas nieobecności domowników. A co zyskamy dzięki systemom przeciwoblodzeniowym? Podgrzewanie powierzchni zapewni jej ochronę przed uszkodzeniami, jakie mogą powstać w wyniku zamarzania wody w szczelinach. Dla naszego komfortu i bezpieczeństwa istotną zaletą jest ochrona chodnika, schodów czy też podjazdu przed gromadzeniem się śniegu lub powstawaniem oblodzenia. W jaki zatem sposób można sterować instalacjami przeciwzamarzaniowymi i przeciwoblodzeniowymi?

Możliwości sterowników

Możliwości nowoczesnych systemów przeciwoblodzeniowych to przede wszystkim informowanie o oblodzeniu i zaśnieżeniu. Tym sposobem urządzenie ostrzega przed niebezpieczeństwem tworzenia się zatorów śniegowych i lodu na dojazdach, schodach, rampach, mostach itp. Zaprogramowany minimalny czas grzania zapobiega po roztopieniu zbyt szybkiemu ponownemu oblodzeniu. Do dyspozycji użytkowników pozostaje wyświetlacz LCD, na którym pojawiają się wartości liczbowe parametrów. Bardziej zaawansowane sterowniki mogą współpracować z dwiema niezależnymi instalacjami grzewczymi przy maksymalnej ilości 4 podłączonych czujników. Czujniki są podłączane w różnych konfiguracjach. Należy podkreślić możliwość ustawiania priorytetu stref w zakresie jednego systemu. Stąd też jeżeli w instalacji przewidziano dwa systemy (np. dachowy i gruntowy) z dwoma czujnikami w każdym systemie to jest również możliwe ustawienie wysokiego i niskiego priorytetu dla każdego czujnika w systemie. Tym sposobem zyskuje się znaczne obniżenie kosztów eksploatacji systemu grzewczego.

Funkcje sterowników

Sterowniki uznaje się za najważniejszy element systemu przeciwoblodzeniowego. To właśnie dzięki nim zyskamy właściwą i szybką reakcję na warunki pogodowe. Sterownik odpowiada za załączanie systemu grzewczego na podstawie informacji, które pozyskane są dzięki czujnikom wilgoci i temperatury. Warto podkreślić, że dane z czujników przesyłane są w postaci cyfrowej. Na podstawie zebranych informacji uruchamiany jest system ale tylko wówczas gdy temperatura powietrza lub gruntu spadnie poniżej określonej wartości i na ochranianej powierzchni wystąpi wilgoć. W zależności od modelu wybrać można sterownik w wersji z czujnikiem do rynien lub z czujnikami do gruntu.

Istotnym parametrem, który należy wprowadzić do sterownika jest temperatura topnienia. Wpływa on na zmianę punktu zadziałania systemu w przypadku wystąpienia wilgoci i niskich temperatur. Zazwyczaj wartość temperatury topnienia ustawiana jest na 4°C. Nie bez znaczenia pozostaje temperatura gruntu, która inicjuje zadziałanie systemu w przypadku wystąpienia niskich temperatur oraz poziomu wilgoci poniżej ustawionej wartości. W tym przypadku najczęściej przewiduje się fabryczne ustawienie o wartości -3°C. Kluczową rolę odgrywa poziom wilgoci, dzięki czemu system ocenia czy powierzchnia jest sucha. W niektórych sterownikach przewiduje się parametryzowanie dogrzewania, przez co można ustawić dodatkowe załączenia systemu pomimo wykrycia suchej powierzchni. Przydatne rozwiązanie w wielu sterownikach stanowią tryby pracy odnoszące się do poziomu bezpieczeństwa. Stąd też w trybie bazującym na wysokim poziomie bezpieczeństwa zużycie energii jest wyższe, ale powierzchnia jest skutecznie zabezpieczona przed oblodzeniem. Przy niskim poziomie bezpieczeństwa zapotrzebowanie na energię jest niższe, ale poziom ochrony przed oblodzeniem maleje.

Sterowniki dedykowane

Najprostsze sterowniki stanowią termostaty, które bardzo często uwzględnia się w instalacjach odpowiedzialnych za ochronę rurociągów. Zakres regulacji temperatury mieści się pomiędzy 2°C a 35°C. W aplikacjach tego typu dla prawidłowej pracy systemu niezbędne pozostaje zapewnienie pewnych wymagań względem czujników. Stąd też jeżeli kabel grzejny jest umieszczony wewnątrz rury należy pamiętać o montażu czujnika na jej górnej powierzchni. Jeśli kabel znajduje się na zewnętrznej powierzchni rury, czujnik należy zamontować na jej przeciwnej stronie, w miejscu o najniższej temperaturze. Specjalne sterowniki nabyć można z myślą o sterowaniu ochroną przeciwoblodzeniową małych obszarów zewnętrznych i instalacji rynnowych. Sterowniki tego typu najczęściej wyposaża się w dwa czujniki – gruntowy i mierzący temperaturę powietrza. Systemy ogrzewania obszarów zewnętrznych wykorzystują obydwa te czujniki, natomiast instalacje rynnowe bazują na jednym czujniku mierzącym temperaturę powietrza. Zakres regulacji w sterownikach tego typu mieści się pomiędzy –30°C a 15°C.

Zaawansowane sterowniki znajdują zastosowanie w wymagających systemach ochrony przeciwoblodzeniowej. Urządzenia tego typu pełnią rolę urządzeń nadzorujących pracę systemów ochrony przeciwoblodzeniowej obszarów zewnętrznych i instalacji odprowadzających deszczówkę. Czujniki, które odpowiedzialne są za wykrywanie oblodzenia, wilgotności i temperatury stanowią istotny element systemów ochrony pracujących w zmiennych warunkach. Sterownik bardzo często montuje się w skrzynce rozdzielczej. Na wyświetlaczu LCD przez cały czas wyświetlana jest wartość temperatury i wilgotności.

Czujniki rzecz ważna

Jednak nawet najnowocześniejszy sterownik nie będzie pracował poprawnie bez odpowiednich czujników. Ważne jest, aby czujniki były umieszczone w obrębie strefy grzewczej, maksymalnie 1 m od brzegu. Zwróćmy uwagę na umieszczenie czujników pomiędzy odcinkami kabla grzejnego, przy zachowaniu minimalnej odległości czujnika od kabla wynoszącej 1 cm. Podłączenia najlepiej wykonać za pomocą instalacyjnej puszki łączeniowej. Jeżeli nasz chodnik czy też podjazd będzie z asfaltu, musimy ochronić czujnik przed działaniem wysokiej temperatury. Problem powinna rozwiązań osłona z drewna. W typowym systemie montuje się dwa czujniki – tzw. zimny i ciepły. Czujniki ciepłe, najczęściej przez producentów oznaczone czerwoną etykietą, montuje się w miejscu (strefy grzewczej), które najbardziej narażone jest na gromadzenie się wilgoci. Miejsc tego typu lokalizacji jest wiele. Może to być na przykład środkowa część strefy grzewczej oddalonej od zabudowań. Pamiętajmy, aby punkt ten był najbardziej narażony na opady śniegu. Czujniki zimne oznaczane są najczęściej niebieską etykietą. Ich najlepsza lokalizacja to miejsca, które narażone są na występowanie wody, gromadzącej się w efekcie topnienia śniegu. Są to na przykład zagłębienia terenu.

Podsumowanie

Pamiętajmy, że o wyborze odpowiednich elementów grzejnych decyduje moc systemu, kształt powierzchni, rodzaj pokrycia, a także brak lub obecność zadaszenia. Najczęściej zastosowanie znajdują przewody samoregulacyjne. Ich moc zależna jest od aktualnych warunków otoczenia. Kable grzeją mocniej, jeżeli temperatura na zewnątrz jest niższa i odwrotnie. Tym sposobem zyskuje się mniejsze zużycie energii elektrycznej. Budowa tego typu przewodów bazuje na dwóch równoległych żyłach miedzianych, oddzielonych warstwą grzejną, wykonaną izolacją oraz splotem ochronnym z miedzi i płaszczem.

Przy wyborze instalacji przydatna może być pewna wskazówka. Aby obliczyć moc jednostkową instalacji grzewczej (W/m2) konieczne jest określenie strefy klimatycznej, w jakiej znajduje się obiekt, a także przeanalizowanie usytuowania względem obiektów sąsiadujących i uwzględnienie innych wymagań technicznych, stawianych przez konkretną instalację. Moc systemu powinna mieścić się w zakresie od 250 W/m2 do 400 W/m2. Szczegółowe informacje znajdziemy w dokumentacji technicznej konkretnej instalacji. Przewody samoregulujące można ciąć na odcinki o dowolnej długości. Budowa systemów przeciwoblodzeniowych jest podobna. Typowa instalacja, mająca na celu zapobieganie oblodzeniom, składa się z kabla grzejnego oraz układu sterującego, który stanowi termostat i regulator. W systemach tego typu istotną rolę odgrywają czujniki. Stąd też odpowiedzialne są one za pozyskiwanie informacji o temperaturze gruntu i otoczenia oraz o poziomie wilgoci.

Praca czujników nadzorowana jest przez sterownik. Urządzenie to koordynuje również pracę elementów grzejnych, uwzględniając potrzeby użytkownika oraz warunki otoczenia. To właśnie funkcjonalność sterownika daje nam możliwość chociażby programowania czułości czujników oraz zakresów temperatur. Obsługa sterownika nie jest skomplikowana. Montując instalację przeciwzamarzaniową lub przeciwoblodzeniową należy pamiętać o spełnieniu odpowiednich wymagań względem instalacji elektrycznej. Stąd też całkowita długość przewodu grzejnego narzuca ilość i wymiar zabezpieczeń. Istotną rolę odgrywa zabezpieczenie różnicowo-prądowe o prądzie zadziałania wynoszącym 30 mA. Należy przy tym pamiętać o montażu zgodnym z wymaganiami stawianymi instalacjom elektrycznym. Główne przyłącza powinny być wykonane przez wykwalifikowanego elektryka a zabezpieczenia muszą mieć charakterystykę „C”.

Damian Żabicki

---