Erfahren Sie mehr über beheizte Einfahrten und wie elektrische und hydronische Heizsysteme Eisansammlungen und die Notwendigkeit schädlicher Enteisungschemikalien eliminieren könnenvon Anne Balogh, ConcreteNetwork.Com November 2020

Uponor (ehemals Wirsbo)

Betoneinfahrten bieten viele Vorteile gegenüber Asphalt, einschließlich größerer Haltbarkeit, längerer Lebensdauer und weniger Wartung., Aber im Winter, wenn die Temperaturen sinken und der Schnee fliegt, haben Beton-und Asphaltoberflächen den gleichen Wartungsbedarf: Beide erfordern häufiges Schaufeln und Enteisen. Oder tun sie?

Einige Hausbesitzer und Unternehmen halten ihre Außenbetonoberflächen das ganze Jahr über wartungsfrei und sicher, indem sie beheizte Auffahrten mit Eis-und Schneeschmelzsystemen installieren. Diese platteninternen Schneeschmelzsysteme beseitigen nicht nur Pflügen, Rückstau-Schaufeln und eisige Verschüttungen, sie verhindern auch mögliche Schäden am Beton, die durch Schneeräumgeräte und korrosive Enteisungsmittel verursacht werden.,

Obwohl Auftragnehmer diese Systeme in der Regel vor dem Einsetzen des Betons in neue Platten einbauen, können die Heizelemente auch in bestehende Platten nachgerüstet werden.

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VORTEILE VON EINFAHRTSHEIZSYSTEMEN

Schneeschmelzsysteme sind sowohl für den gewerblichen als auch für den privaten Gebrauch beliebt. Hier sind einige gängige Anwendungen:

  • Als Bequemlichkeit. Besitzer von High-End-Häusern installieren die Systeme in all ihren Außenplatten-einschließlich Einfahrten, Gehwegen, Stufen und Terrassen -, um das Schaufeln vollständig zu eliminieren.,
  • Um Problemstellen anzusprechen. Hausbesitzer, die es sich nicht leisten können, die Systeme in all ihren Außenbetonplatten zu installieren, verwenden sie nur dort, wo die Ansammlung von Schnee und Eis ein Problem darstellt. Dies kann in den Radspuren einer Einfahrt, im vorderen Gehweg und in Stufen oder in Einfahrten mit steilen Steigungen umfassen.
  • Zur Reduzierung von Schneeräumungskosten und Haftung. Geschäftsinhaber nutzen die Systeme in Einkaufszentren, Parkplätzen, Autowaschanlagen, Gehwegen und Laderampen im Freien, um die Kosten für das Schneepflügen zu vermeiden und Rutsch-und Sturzunfälle zu vermeiden.,

DIE VIER SCHLÜSSELKOMPONENTEN VON SCHNEESCHMELZSYSTEMEN

Im Allgemeinen sind zwei Arten von Schneeschmelzsystemen für den Einsatz in Außenplatten auf Grad verfügbar: hydronisch und elektrisch. Beide setzen auf vier Schlüsselkomponenten, um die gesamte Plattenoberfläche in eine Strahlungswärmequelle zu verwandeln.

  1. Ein Heizelement, das in die Platte eingebettet ist.
  2. Sensoren zur Erkennung von Außenlufttemperaturen und Feuchtigkeit.
  3. Eine Stromquelle.
  4. Eine Steuerung zum Verbinden von Heizelement, Sensoren und Stromquelle.,

HYDRONISCHE SCHNEESCHMELZSYSTEME

Das Heizelement in einem hydronischen System ist ein geschlossener Schlauch aus einem flexiblen Polymer (typischerweise einem vernetzten Polyethylen) oder einem synthetischen Gummi,der eine Mischung aus heißem Wasser und Propylenglykol (Frostschutzmittel) zirkuliert, ähnlich wie die Mischung, die in einem Autokühler verwendet wird. Das Fluid wird auf Temperaturen von 140 bis 180 F erwärmt, um ausreichend Wärme für die Schneeschmelze bereitzustellen.

Der Schlauch hat einen Durchmesser von 1/2 bis 3/4 Zoll und ist flexibel genug, um sich in verschiedene Layoutmuster zu biegen. Es ist auch für eine lange Lebensdauer ausgelegt., Der Schlauch widersteht Chemikalien und Korrosion und wird bei hohen Betriebstemperaturen nicht weich oder bei niedrigen Außentemperaturen spröde. „Wir bieten eine 25-jährige Garantie auf die Leistung unseres Produkts“, sagt Bill Bailey von Lee Hydronics, einem Installateur von Hydronic Tubing.

mit freundlicher Genehmigung von Uponor.

mit freundlicher Genehmigung von Uponor.,

Hydronic Power Requirements

Die Wärmequelle — typischerweise ein Warmwasserbereiter oder Kessel — kann von jeder Energiequelle gespeist werden, die den Btu-Anforderungen der Systeme entspricht, einschließlich Erdgas, Strom, Öl, Holz oder sogar Sonnenkollektoren. Für Wohn-und leichte kommerzielle Schneeschmelze empfiehlt Bailey, etwa 100 bis 150 Btu pro Quadratmeter Plattenoberfläche bereitzustellen. Eine Umwälzpumpe und Zu-und Rücklaufverteiler an einem leicht zugänglichen Ort installiert übertragen das Wasser zwischen der Wärmequelle und Schläuche.,

Elemente für einen erfolgreichen Betrieb hydronischer Heizsysteme

Der erfolgreiche Betrieb eines hydronischen Heizsystems hängt vom richtigen Rohrabstand und-layout ab. Da das heiße Wasser beim Durchlaufen der Platte Wärme abgibt, empfehlen die Hersteller normalerweise, die Rohre spiralförmig oder serpentinenartig zu verlegen, um die Wärme gleichmäßig zu verteilen. Der Rohrabstand hängt von mehreren Faktoren ab, einschließlich der gewünschten Schneeschmelzrate, der unter der Platte verwendeten Isolationsmenge und der erwarteten Wärmeverlustrate., Ein typischer Abstand für eine Außenplatte auf Klasse ist 6 Zoll in der Mitte, die bequem mit dem 6-Zoll-Gittermuster der geschweißten Drahtverstärkung entspricht, aber engere Abstände können in einigen Anwendungen erforderlich sein.

ELEKTRISCHE SCHNEESCHMELZSYSTEME

Anstelle von heißem Wasser verwenden elektrische Systeme heiße Drähte, um Pflasterflächen zu erwärmen. Die Drähte sind von Isolationsschichten, Kupfererdungsgeflecht und einem schützenden Außenmantel aus PVC oder Polyolefin umgeben, um ein flexibles Kabel mit einem Durchmesser von etwa 1/8 bis 1/4 Zoll zu bilden., Das Kabel kann auf die Länge geschnitten oder auf der Baustelle gespleißt werden, um verschiedenen Layouts zu entsprechen.

Zur Vereinfachung der Installation sind auch Presized Matten mit den bereits eingebetteten Kabeln erhältlich. Einige Hersteller können die Matten für bestimmte Anwendungen anpassen.

Elektrischer Strombedarf

Um Schnee effizient zu schmelzen, sollte das Kabel etwa 36 bis 50 Watt Heizleistung pro Quadratmeter Plattenoberfläche liefern. Abhängig von den Abmessungen des zu beheizenden Bereichs müssen Hausbesitzer möglicherweise ihre Schalttafel aufrüsten oder einen separaten Stromkreis installieren, um genügend Strom zu liefern.,

„Um eine 1.000 Quadratmeter große Auffahrt mit 36 Watt pro Quadratmeter zu beheizen, wären 156 Ampere Strom (36.000 Watt geteilt durch 230 Volt) erforderlich“, sagt Rodney Blackburn von Warm Floor Center, ein Installateur von elektrischen Heizkabeln, hauptsächlich für den Wohnungsmarkt. „Um die Betriebskosten zu senken, installieren einige Hausbesitzer nur die Kabel in den Reifenspuren einer Einfahrt“, fügt er hinzu.

Warmen Boden Räume in der Regel die Kabel 3 bis 5 Zoll auf der Mitte, die schmelzen 2 bis 4 Zoll Schnee pro Stunde, sagt Blackburn., Für eine gleichmäßige Erwärmung sollten die Kabel in einem Serpentinenmuster angeordnet sein, das über die kürzeste Abmessung der Platte verläuft. Obwohl das elektrische Kabel im Beton vergraben ist, enden beide Enden des Kabels in einer oberirdischen wetterfesten Anschlussdose für einen einfachen Zugang.,

HYDRONIC vs ELECTRIC: SCHNEESCHMELZSYSTEM VERGLEICHSTABELLE

Hydronic Electric
Vorteile Größere Flexibilität bei den Stromquellenoptionen, was zu niedrigeren Betriebskosten führen könnte. Es ist weniger Aufwärmzeit erforderlich, damit das System schneller reagiert.
Nachteile Die Installationskosten können höher sein, insbesondere wenn ein separater Warmwasserbereiter oder Kessel installiert werden muss., Zur Stromversorgung des Systems kann nur Strom verwendet werden, sodass die Betriebskosten möglicherweise höher sind.
Mehr wartung ist erforderlich; propylenglykol fluid ebenen müssen regelmäßig überprüft werden. Kann die Installation eines separaten Stromkreises erfordern.
Reaktionszeit ist langsamer; system kann konstante leerlauf erfordern.,

WAS BEI DER AUSWAHL eines SCHNEESCHMELZSYSTEMS ZU BEACHTEN IST

Auftragnehmer und ihre Kunden müssen viele Faktoren berücksichtigen, bevor sie den Typ und die Größe des Schneeschmelzsystems auswählen, das für eine bestimmte Anwendung am besten geeignet ist. Ein Systemdesign, das in einer Stadt gut funktioniert, kann in einer anderen Stadt unzureichend sein.

„Nicht alle Schneeschmelzsysteme sind gleich“, sagt Larry Drake von der Radiant Professionals Alliance, einer Organisation für Strahlungsheizungs-und Kühlunternehmen, Großhändler und Hersteller., Er bietet die folgenden Tipps für kluge Planungs-und Auswahlentscheidungen.

  • Nebenkosten und Verfügbarkeit:
    Die Kosten und die Verfügbarkeit von Versorgungsunternehmen sind bundesweit sehr unterschiedlich. Der Eigentümer sollte die Stromkosten im Vergleich zu anderen Energieoptionen wie Propan, Öl, Erdgas und Solar berücksichtigen. „Mit einem elektrischen System können Sie nur Strom nutzen“, sagt Drake. „Mit einem hydronischen System können Sie jede verfügbare Stromquelle nutzen, sei es Erdgas, Propan, Solar oder sogar elektrisch.,“
  • Platzverfügbarkeit:
    Ein elektrisches System wird einfach in eine Anschlussdose gesteckt. Für ein hydronisches System muss der Eigentümer über den Platz verfügen, um den Warmwasserbereiter oder Kessel, die Umwälzpumpe und den Verteiler unterzubringen.
  • Benutzererwartungen:
    Erwartet der Eigentümer, dass die Einfahrt oder der Bürgersteig jederzeit schneefrei ist, oder ist ein allmähliches Schmelzen innerhalb weniger Stunden nach Schneefall akzeptabel? Ersteres führt zu höheren Ausrüstungs -, Installations-und Betriebskosten.
  • Run-off:
    Wurden Vorkehrungen getroffen, wo der geschmolzene Schnee abfließen wird?, In einigen Fällen muss möglicherweise ein Entwässerungssystem installiert werden, insbesondere wenn starke Schneefälle erwartet werden.
  • Nachrüstung:
    Wenn das Schneeschmelzsystem in einer vorhandenen Platte installiert werden soll, ist es einfacher, ein elektrisches Kabel nachzurüsten, da es einen kleineren Durchmesser hat. „Sie können den Beton rillen und die Kabel in die Rillen verlegen“, sagt Drake. Für hydronische Schläuche ist mehr Betonentfernung erforderlich.
  • Wartung:
    Ein hydronisches System erfordert in der Regel mehr Wartung., Neben der Wartung des Kessels und der Pumpe „müssen Sie den Propylenglykol-Flüssigkeitsstand regelmäßig überprüfen, genau wie das Frostschutzmittel in einem Auto“, erklärt Drake.

KOSTEN FÜR BEHEIZTE AUFFAHRT

Die Kosten für den Betrieb von Schneeschmelzsystemen variieren stark in Abhängigkeit von der Größe des zu behandelnden Gebiets, den lokalen Versorgungskosten, den durchschnittlichen Gesamtstunden Schneefall und wie schnell der Systembenutzer den Schnee schmelzen möchte. Je größer die zu beheizende Fläche und je mehr Schnee vorhanden ist, desto höher sind natürlich die Betriebskosten., Außerdem kann ein System, das in einem kälteren Klima verwendet wird, eine höhere Wattleistung (für elektrische) oder mehr Btu (für hydronische) erfordern als ein ähnliches System, das in einem wärmeren Klima verwendet wird.

Watts Heatway, ein Anbieter von hydronischen Systemen, sagt jährliche Betriebskosten reichen von 12 bis 25 Cent pro Quadratmeter. Im Durchschnitt würde es also jeden Winter 120 bis 250 US-Dollar kosten, Schnee von einer 1.000 Quadratmeter großen Auffahrt zu schmelzen.

Abhängig von den örtlichen Versorgungssätzen können elektrische Systeme noch mehr kosten., EasyHeat, ein Anbieter von elektrischen Schneeschmelzmatten, sagt, dass die saisonalen Kosten für die Beheizung einer 1.000 Quadratmeter großen Platte bei 50 Kilowatt in Gebieten mit leichtem Schneefall (50 Zoll pro Jahr oder weniger) und $276 in Gebieten mit durchschnittlichem Schneefall (50 bis 100 Zoll) betragen werden. Diese Schätzungen basieren auf durchschnittlichen Kilowattkosten pro Stunde von 6.92¢.

Material – und Installationskosten variieren ebenfalls stark. Für Warm Floor Center Electric System laufen die Materialien allein $4 bis $6 pro Quadratmeter, nach Blackburn. Lee Hydronics System läuft über $5 bis $10 pro Quadratmeter installiert., „Die größte Variable ist, wie weit der eingebettete Schlauch von der Stromquelle entfernt ist“, behauptet Bailey. Je weiter die Versorgungsunternehmen entfernt sind, desto höher sind die Installations-und Betriebskosten.

INSTALLATION UND BETRIEB VON SCHNEESCHMELZSYSTEMEN

Die meisten Komponenten von Schneeschmelzsystemen, insbesondere die Stromquelle und Steuerungen, werden von einem Installateur (für hydronische), Elektriker oder HLK-Auftragnehmer installiert. Aber Betonunternehmer werden oft beteiligt, wenn es Zeit ist, die Heizelemente in die Platte einzubetten., Die Verfahren sind für beide Systemtypen ähnlich.

  • Vor dem Betongießen den Schlauch oder das Kabel im vorgegebenen Abstand auslegen.
  • Sichern Sie es mit Nylon-oder Kunststoffzugbändern oder Clips, die nicht korrodieren, am geschweißten Drahtverstärkungsgewebe.
  • Verwenden Sie Plastikstühle, um das Drahtgeflecht zu stützen, so dass der befestigte Schlauch oder das Kabel etwa 2 Zoll unter der fertigen Plattenoberfläche liegt.
  • „Eine minimale Betonabdeckung von 2 Zoll ergibt eine gute Reaktionszeit“, sagt Bailey., Wenn das Heizelement tiefer in die Platte eingebettet ist, dauert es länger, bis die Wärme die Oberfläche erreicht, wodurch Energie verschwendet wird.

An Dehnungsfugen, an denen die Plattenbewegung Stress verursachen kann, sind besondere Vorsichtsmaßnahmen zu treffen. „Wir führen ein elektrisches Kabel von der ersten Platte aus, bilden eine 6-Zoll-Schleife in den Sandgraben unter der Dehnungsfuge und führen das Kabel dann in die nächste Platte. Dies ermöglicht eine Bewegung der Platten ohne Beschädigung des Kabels“, erklärt Blackburn., Bailey empfiehlt, Hydronic-Schläuche mit Rohrisolierung zu umwickeln, wo sie sich durch Dehnungsfugen erstrecken. „Der Schlauch kann die lineare Dehnung an Dehnungsfugen übernehmen; das Problem ist die Scherbewegung“, sagt er. „Die Isolierung wirkt als Polster, wenn die Platten auf-oder absteigen.“

Sowohl elektrische als auch hydronische Systeme müssen vor und während der Betonplatzierung getestet werden, um sicherzustellen, dass die Heizelemente während der Installation nicht beschädigt wurden. Bei hydronischen Systemen wird der Schlauch gemäß den Empfehlungen des Herstellers mit Druckluft oder Wasser druckgeprüft., Bei elektrischen Systemen ist ein Ohmmeter am Kabel angebracht, um den Messwert mit dem Werkswert zu vergleichen, der auf dem UL-Tag der Kabel zu finden ist.

Systemsensoren und-steuerungen

Schneeschmelzsysteme können manuell oder automatisch gesteuert werden. Automatische Steuerungen verwenden Sensoren, um das Heizelement auszulösen und zu bestimmen, wann es Zeit zum Abschalten ist; Der Benutzer muss nicht in der Nähe sein, um die Steuerungen zu aktivieren. Die Sensoren messen die Lufttemperatur und den Feuchtigkeitsgehalt., Wenn sie das Vorhandensein von Feuchtigkeit bei Lufttemperaturen nahe dem Gefrierpunkt feststellen, schaltet sich das System automatisch ein und erhöht die Betonoberflächentemperatur auf etwa 45 F. Wenn der Niederschlag aufhört oder die Lufttemperatur ansteigt, schaltet sich das System aus. Ein Override-Schalter ermöglicht es dem Benutzer, das System bei Bedarf manuell zu steuern.

Bei starkem Schneefall, wenn sich Schnee schneller ansammelt, kann eine zusätzliche Aufheizzeit für die vollständige Entfernung erforderlich sein., Sensoren können auf dem zu beheizenden Bürgersteig, an einem nahe gelegenen Pfosten oder an einer nicht wettergeschützten Stelle, z. B. an einem Garagenüberhang oder Dach, montiert werden. Anspruchsvollere Systeme können mehrere Sensoren haben, die verschiedene Zonen des Pflasters unabhängig steuern.

Einige Systembesitzer, insbesondere Unternehmen, die nicht rund um die Uhr arbeiten, bevorzugen manuelle Steuerungen, die nicht auf Sensoren angewiesen sind. Diese Controller sind in der Regel kostengünstiger zu installieren und können nur eingeschaltet werden, wenn eine Schneeräumung erforderlich ist.,

Nach der Aktivierung haben hydronische Systeme in der Regel eine langsamere Reaktionszeit als elektrische Systeme, da die Flüssigkeit, die durch den Schlauch zirkuliert, zuerst erhitzt werden muss. Wenn eine schnelle Reaktion kritisch ist, können Hydronic-Systeme im Winter mit reduzierter Leerlaufgeschwindigkeit betrieben werden, um Flüssigkeit in den Rohren warm genug zu halten, um schnell auf drohenden Schneefall zu reagieren.

Die Bedeutung der Isolierung

Das Hinzufügen einer Isolierung sowohl unter der Platte als auch in der Nähe ihrer freiliegenden Kanten reduziert den Wärmeverlust in den Boden und ermöglicht eine schnellere Erwärmung der Platte, was die Gesamtbetriebskosten senkt., „Wir isolieren das Substrat immer, weil es dem System hilft, effizienter zu heizen“, sagt Blackburn. „Wenn wir dies nicht tun, muss der Benutzer das System mit einer höheren Leistung pro Quadratfuß betreiben.“

Viele Hersteller empfehlen, die Platte mit 1 bis 2 Zoll dickem Polystyrolschaum zu isolieren. Sowohl Blackburn als auch Bailey bevorzugen jedoch eine reflektierende Isolierung, die aus einer Schicht Aluminiumfolie besteht, die zwischen zwei Schichten Polyethylenblasen liegt. Bailey verwendet ein Produkt von Covertech Fabricating, das nur etwa 5/16 Zoll dick ist und auch als Dampfsperre dient., „Die Dicke der Schaumstoffplatte kann ein Problem in einer Platte sein, die nur 4 bis 5 Zoll dick ist“, sagt Bailey. Wenn der Schaum nicht auf einer perfekt ebenen Unterstufe platziert wird, kann er reißen und seinen Isolationswert verringern. Geliefert in rollen, die reflektierende isolierung ist auch einfacher für arbeiter zu tragen und installieren.

Reparaturen an Schneeschmelzsystemen

Obwohl Hydronic-Schläuche und Elektrokabel durch robuste Außenjacken geschützt sind, sind sie insbesondere während der Installation nicht unempfindlich gegen Beschädigungen., Die meisten Schäden sind reparierbar, und deshalb empfehlen Hersteller, ihre Systeme sowohl vor als auch während der Betonplatzierung zu testen. In diesem Stadium ist es für Auftragnehmer ziemlich einfach, Reparaturen vor Ort mit vom Hersteller gelieferten Kits durchzuführen.

Sobald die Heizelemente eingebettet sind, sind Reparaturen schwieriger, weil Beton um den beschädigten Abschnitt muss zuerst entfernt werden. Das Erkennen der Problemstelle ist auch schwieriger. Ein Bruch in hydronischen Schläuchen kann durch eine Infrarot-Scanpistole erkannt werden, die Wärme spürt, sagt Bailey., Um einen Bruch im elektrischen Kabel zu erkennen, verwendet Blackburn ein elektronisches Erkennungssystem, das erkennen kann, wie viele Linienfüße sich ein Bruch im Kabel befindet.

Um Schäden an Rohren oder Kabeln während der Betonplatzierung zu vermeiden, sollten Bauunternehmer niemals Fertigmischwagen darüber fahren. Stattdessen sollten sie Pumpen oder Schubkarren verwenden, um den Beton zu platzieren.

RESSOURCEN FÜR AUFTRAGNEHMER UM MEHR ÜBER SCHNEESCHMELZSYSTEME ZU ERFAHREN

Damit diese Systeme effizient laufen und ihre vollen Vorteile bieten können, müssen sie ordnungsgemäß installiert werden.,

Auftragnehmer, die mehr über diese Systeme und den Installationsprozess erfahren möchten, können Hilfe aus folgenden Quellen erhalten:

  • Siehe ein Michigan-Projekt, bei dem ein elektrisches Eisschmelzsystem unter Einfahrtfertigern installiert wurde.
  • Systemlieferanten können häufig detaillierte Konstruktionsrichtlinien und kostenlose computergestützte Konstruktionsdienstleistungen bereitstellen, um Auftragnehmern bei der ordnungsgemäßen Auslegung und Installation der Rohre zu helfen.
  • Die Radiant Professionals Alliance bietet Hausbesitzern Tipps für den Entwurf und die Installation von Wohnstrahlungsheizungen.,
  • Das von ASHRAE veröffentlichte HVAC Applications Handbook enthält ein Kapitel über hydronische und elektrische Schneeschmelzsysteme. Zu den Themen gehören Heizbedarf, Systemdesign, Pflastergestaltung und Steuerung. Das Kapitel kann auf der ASHRAE-Website für 52 US-Dollar erworben werden.