Защита промерзания грунта

Защита от промерзания грунта под холодильными камерами и искусственными катками

При строительстве холодильных камер и складов, ледовых катков, остро встает вопрос о защите фундамента от промерзания и предупреждении дальнейшего серьезного повреждения конструкции  фундамента  и всего сооружения в целом ,  которое может возникнуть в результате вспучивания грунта. Чтобы решить эту проблему,  выполняют утепление фундаментов и ростверков.   Однако в большинстве случаев этого недостаточно.  Проблему промерзания грунта в холодильных камерах и на катках с  искусственным льдом можно решить с помощью системы защиты от  промерзания.
    Суть системы защиты от промерзания грунтов , ростверков (фундаментов) под холодильными камерами состоит в обогреве всей площади основания,  на котором строится ледовый каток, или же в обогреве ростверка холодильной камеры.  Тем самым создается незамерзающая прослойка между морозильной камерой и грунтом.  Так сказать «теплый пол» с назначением греть в низ а не вверх. Между греющей поверхностью и самой морозильной камерой располагается слой теплоизоляции.
    Различают две разновидности антизамерзающих систем:
Гидравлическая,  на базе трубопроводов с незамерзающим теплоносителем.
Электрическая,   на базе нагревательного кабеля.
Гидравлическая система  применяется,  если есть теплоноситель. В качестве источника,  подготавливающего нужную температуру теплоносителя  ( 25- 50 ОС. )  применяют систему охлаждения компрессоров холодильной машины.  Такое применение охлаждения компрессоров, дает существенную экономию, за счет практически «дармового»  теплоносителя и обеспечивает эффективность работы холодильной машины в летнее время, когда остро возникает необходимость в отводе лишнего тепла. Температура в обогреваемом антизамерзающем контуре поддерживается автоматически и контролируется датчиками.
Электрическая система более проста в изготовлении, но требует затрат электроэнергии в процессе эксплуатации.  Целесообразно применять если нет возможности сделать гидравлическую систему.
Необходимая мощность
Расчетная мощность для   систем защиты от промерзания грунта — 15-30 Вт/м2 (не менее 15).
Потери энергии вниз зависят от коэффициента теплопроводности конструкции пола, желаемой температуры основания и температуры холодного помещения. Расчет производят в соответствии со следующей формулой:
Р [Вт/м2]= К х  t°
где  t° — разница температур между основанием пола и воздухом в холодном помещении, К — коэффициент теплопроводности пола в Вт/м2°С.
Пример
Холодильная камера имеет следующие параметры:
внутренняя температура: -25С,
температура основания: +5°С,
коэффициент   теплопроводности   конструкции
пола: 0,5 Вт/м2°С.
Расчет мощности на квадратный метр:
Р [Вт] = 0,5 Вт/м2°С х 30°С = 15 Вт/м2.
При использовании трубопроводов с теплоносителем необходимая тепловая мощность регулируется шагом укладки трубопроводов при изготовлении антизамерзания и в дальнейшем поддерживает нужную мощность , автоматически регулируемой температурой теплоносителя.  Трубопроводы укладываются петлями с выходом на общий коллектор. Расчетный срок службы трубопроводов изготовленных из труб  LPE или PE-xc системы KAN-therm составляет 50 лет, дублирование не предусматривается.
Установку нагревательных кабелей Deviflex™  (DEVI)  выполняют так же, как и в случае с обычными бетонными конструкциями полов. Систему обязательно дублируют, так как требуемый гарантийный срок службы составляет около 25-и лет, а ремонт системы невозможен. Параллельно устанавливают две кабельные системы: одна из них является основной (рабочей), а вторая — резервной.
Кабели должны быть установлены непосредственно на поверхности грунта или фундамента и расположены на глубине, по крайней мере на 5 см ниже слоя теплоизоляции.

             Если в помещении есть какие-либо опорные элементы, устанавливаемая мощность в основании вокруг этих элементов должна быть выше, поскольку в этих местах возникают нисходящие тепловые потоки (теплопотери через неизолированные бетонные и стальные конструкции).

Выбор оборудования
Для трубопроводов  закладываемых в бетонное основание необходимо применять трубы из высококачественного или «сшитого полиэтилена»  системы KAN-therm,  рассчитанных на широкий диапазон температур и высокий срок эксплуатации с шагом укладки  , в среднем,  40 см.   А для коллекторов лучше применять трубы из нержавеющей стали современных систем KAN-inox, или стальные трубы, или трубы из полипропилена,  а в случае использования этиленгликоля в качестве незамерзающего теплоносителя стальные трубы не применять во избежание коррозии труб из-за высокой агрессивности теплоносителя.  Датчики контроля температуры незамерзающего основания сигнализируют об опасном снижении температуры  на пульт дежурного.
         Возможный выбор кабеля: нагревательный кабель погонная мощность которого 10 Вт/м.
При укладке этого кабеля с шагом 35 см установленная мощность будет равна 30 Вт/м2. Систему защиты от промерзания комплектуют терморегулятором с диапазоном регулирования от -40°С до +20°С.
Таким образом «Система № 1» является основной и устанавливают ее на поддержание температуры +5°С. «Система № 2» является резервной и ее устанавливают на поддержание температуры +3°С.
К выходу подключения нагревательного кабеля «Системы № 2» дополнительно подключают устройство аварийной сигнализации (звонок, лампа и т.п.). В случае каких-либо отказов «Системы № 1», температура в зоне установки падает и при достижении +3°С включается нагревательный кабель «Системы № 2». Одновременно с этим включается сигнализация, предупреждающая о необходимости диагностики основной системы.
Большие помещения имеет смысл разделять на зоны с отдельными системами в каждой. Например, помещение площадью 300 м2 можно разделить на три зоны с двумя системами в каждой.
Датчики на проводе для терморегуляторов всегда должны быть уложены в защитную гофротрубку для простоты замены.