Die kalte, harte Wahrheit über Schneeschmelzsysteme: Was man Ihnen im Unterricht nicht gesagt hat
Washington, D.C., liegt nicht gerade am Polarkreis, aber wir haben im Laufe der Jahre eine erstaunliche Anzahl von Schneeschmelzsystemen installiert, angefangen von Gehwegen und Eingangstreppen bis hin zu einer Einfahrt und einem Parkplatz mit einer Fläche von 28.000 Quadratmetern. In den letzten 20 Jahren habe ich etwa 40 Systeme installiert.
Normalerweise gibt es bei uns drei oder vier Schneestürme im Jahr und alle paar Jahre einen ordentlichen Eissturm. Vor zwei Jahren hatten wir im Abstand von einer Woche zwei und drei Meter hohe Schneefälle, die die Stadt praktisch lahmgelegt haben. Diese Systeme sind zwar keine Notwendigkeit, aber sie sind mehrmals im Jahr sehr nützlich.
Unsere Kunden entscheiden sich aus verschiedenen Gründen für Schneeschmelzsysteme. Steile Einfahrten sind einer davon. Ein anderer Kunde hatte eine Herzerkrankung, die es ihm nicht erlaubte, sich beim Schneeschaufeln anzustrengen. Wir hatten einen Arzt, der in der Lage sein musste, seine Einfahrt bei jedem Wetter zu verlassen. Meistens bauen wir sie unter Einfahrten ein, die schwer zu pflügen oder zu schaufeln wären; Kopfsteinpflaster, gebürsteter Zuschlagstoff, gestempelter Beton und Kalksteineinfahrten sind einige, die mir in den Sinn kommen.
Meistens bauen wir sie für unsere Kunden ein, weil sie sie wollen und die Mittel haben, sie zu bezahlen. Keine Frage, es ist (zumeist) ein Luxus, den sich die Mehrheit nicht leisten kann. Es gibt zwar Ausnahmen, wie z. B. kommerzielle Aufträge, aber die meisten unserer Aufträge fallen in die Luxuskategorie. Sie sind teuer in der Installation und verbrauchen riesige Mengen an Btu. Ein Schneeschmelzsystem hat nichts „Grünes“ an sich. Selbst bei unseren größten Projekten für Wohnhäuser stellen die Schneeschmelzkessel die Heizkessel in den Schatten.
Ich habe jeden Fehler gemacht, den man bei der Planung und Installation dieser Systeme machen kann, und ich habe aus diesen Fehlern gelernt. Die Hölle kennt keine Wut wie die eines Hausbesitzers, der gerade viel Geld für ein Schneeschmelzsystem bezahlt hat und feststellt, dass es nicht funktioniert, wenn es endlich schneit. Das Gespräch verläuft in etwa so: „Hey Dan, beweg deinen Arsch hierher und repariere dein Schneeschmelzsystem, das nicht funktioniert. Und bring deine Schneeschaufel mit!“
Dann verbringt man ein paar Stunden damit, mit 20 Meilen pro Stunde durch den Schnee zu fahren, um das Problem zu beheben. Wenn man Glück hat, ist das Gerät in einer Garage oder im Keller installiert, wo man sich wenigstens aufwärmen und klar denken kann. Wenn nicht, stehen Sie draußen und versuchen sich daran zu erinnern, wo Sie den Schneesensor installiert haben, oder Sie liegen im Schnee und graben bis zur Abdeckung der Verteilerkästen oder versuchen herauszufinden, warum der Heizkessel nicht zündet.
Hier ist, was ich in 20 Jahren der Installation von Schneeschmelzen gelernt habe. Dämmen Sie die Platte. Die Reaktionszeit ist entscheidend. Wenn die Einfahrt mit Schnee oder Eis bedeckt ist, wollen Sie, dass es so schnell wie möglich verschwindet. Sie können mit Ihrem Kunden über Systeme der Klasse I bzw. II bzw. III und die Reaktionszeit diskutieren, während seine Einfahrt der Eissporthalle des Verizon Center gleicht. Lassen Sie mich wissen, ob Ihr Gespräch besser verlaufen ist als meines.
Sie wollen, dass die Energie des Systems nach oben gerichtet ist, um den Schnee zu schmelzen. Sie wollen nicht, dass die kostbaren Btu für die Erwärmung von Schotter, Kies und Erde unter der Platte verwendet werden, wo sie nichts nützen. Wir verwenden immer eine 2-Zoll-Dämmung aus extrudiertem Polystyrol (Dow Blue und Styrofoam Pink sind zwei von uns verwendete Produkte). Luftpolsterfolie und reflektierende Folie sind eine Verschwendung; die Verwendung dieser Produkte erfolgt auf eigene Gefahr. Sie brauchen den R-Wert eines guten Isolierprodukts für diese Anwendung.
Kurze Schlingen, großer Durchmesser. Wir verwenden in der Regel ¾“ PEX im Abstand von 9″ für unsere Einfahrten. Wir halten die Schleifenlänge bei 300′. Eiskaltes Glykol ist schwer zu pumpen. Ich verwende 5/8 PEX für Anwendungen, die einen 6″-Abstand erfordern, aber kürzere 250′-Schleifen verwenden. Ich verwende nur ½“ PEX auf Treppen, wo es sehr schwierig ist, das größere PEX eng zu biegen und die Schleifen kurz zu halten, 200′ oder weniger. Dies sind nur Richtlinien. Jede Aufgabe ist anders, daher ist eine genaue Planung eine Voraussetzung. Ich verwende drei Softwareprogramme: Wrightsoft Right-Suite Universal, Uponor ADS und LoopCAD. Wenn Sie mit den verfügbaren Softwareprodukten nicht zurechtkommen, sind alle Rohrhersteller bei der Planung behilflich.
Um die Schleifenlängen kurz zu halten, versuchen wir, die Verteiler so nah wie möglich an der Einfahrt zu montieren. Dies minimiert die „verschwendeten“ Rohrleitungen zum/vom Antrieb. Nachdem wir mit Bewässerungskästen aus Kunststoff mit gemischten Ergebnissen experimentiert haben, sind wir zu den von Versorgungsunternehmen verwendeten Betongewölben übergegangen. Quazite ist ein gutes Produkt, das wir in den letzten Jahren verwendet haben. Ja, sie sind schwer und teurer als die Kunststoffkästen, aber sie halten der Beanspruchung auf der Baustelle durch die endgültige Planierung, Landschaftsgestaltung und Wartung besser stand.
Stufen sind immer eine Herausforderung. Es ist schwierig, die Rohre an ihren Platz zu bekommen, besonders wenn es draußen kalt ist und die Rohre steif sind. Wir versuchen, eine Schlaufe (zwei Durchgänge) in die Trittstufe und einen Schlauchdurchgang in die vertikale Steigleitung zu bekommen. Es ist schwierig, die Schläuche in der Nähe der Vorderkante der Stufe anzubringen, wo sich das Eis ansammelt. Mein Freund und Kolumnenkollege John Abularrage hatte eine geniale Idee, bei der er Multi-Cor PEX vertikal die Stufen hinunterführte und die Bögen so formte, dass die gesamte Stufe bedeckt war.
Boiler. Wenn möglich, sollten Sie den Kessel und die Pumpen in einem Innenraum aufstellen. Ich weiß, dass der Platz für die Mechanik knapp ist. Drei meiner Schneeschmelzprojekte haben Heizkessel im Freien. Letztes Jahr war ich bei einem Projekt während eines Schneesturms im Einsatz. Es war dunkel, kalt und es schneite seitwärts. Ich lag in einer Schneewehe mit einer Mini-Mag-Lite zwischen den Zähnen und versuchte, einen Schaltplan zu lesen. So kann man nicht an einem Heizkessel arbeiten. Wir haben noch ein Projekt mit einem Heizkessel für den Außenbereich in Arbeit, aber das wird unser letztes sein. Ich werde zu alt für so etwas!
Bei allen Arbeiten außer den kleinsten haben wir einen oder mehrere spezielle Schneeschmelzkessel. Mit Ausnahme der Kessel für den Außenbereich verwenden wir für die Schneeschmelze nur Brennwertkessel. Dadurch entfallen die Temperaturschock- und Kondensationsprobleme, die bei nicht kondensierenden Geräten auftreten. Brennwertkessel profitieren von den niedrigen Rücklaufwassertemperaturen und arbeiten bei Schneeschmelzanwendungen mit höchstem Wirkungsgrad.
Das führt zu dem Problem des „thermischen Schocks“ einer Schneeschmelzplatte. Ich kann mir vorstellen, dass dies bei bestimmten kommerziellen Anwendungen mit Kesseln und Pumpen mit industrieller Leistung möglich ist. In Wohngebäuden mit einem entsprechend dimensionierten Heizkessel ist es jedoch so gut wie unmöglich. Es ist einfach nicht möglich, die Temperatur der Bramme schnell genug zu erhöhen, um sie thermisch zu schockieren. Das System stellt schnell ein Gleichgewicht her, und die Temperatur steigt nur sehr langsam an.
Letzten Winter haben wir zum Beispiel ein System in einer 1.400 m² großen Hauseinfahrt installiert. Die ¾-Zoll-Rohre wurden in einer 4-Zoll-Bodenplatte aus Beton im Abstand von 9 Zoll installiert. Anschließend wurden Granitpflastersteine in ein Mörtelbett gelegt. Die gesamte Struktur war etwa 10″ bis 12″ dick. Ich habe die gesamte Masse grob auf über 100 Tonnen geschätzt. Diese Masse ist ein schwarzes Loch für Btu. Mit einem richtig dimensionierten Kessel und einer Pumpe ist es einfach nicht möglich, die Temperatur schnell genug zu ändern, um einen Temperaturschock zu verursachen.
Bei diesem Auftrag installierten wir einen 250.000-Btu-Dreieckskondensationskessel. Er wurde über eine hydraulische Weiche mit einer separaten Kessel- und Systempumpe verrohrt. Zu Versuchszwecken schaltete ich die Systempumpe aus, bis der Kessel am Grenzwert, in diesem Fall 155 F, ausging. Dann schaltete ich die Systempumpe ein, um zu sehen, was passieren würde. Innerhalb von Sekunden fiel die Kesseltemperatur so weit ab, dass der Brenner eingeschaltet werden konnte. In weniger als einer Minute war die Kesseltemperatur die gleiche wie die anfängliche Starttemperatur, ohne dass sich die Temperatur in der Platte veränderte.
Ich kann meine Erfahrung so zusammenfassen: Ich möchte, dass so viel Wärme wie möglich so schnell wie möglich in die Bramme fließt. Ich habe kein Interesse daran, den Wirkungsgrad zu maximieren oder Energie zu „sparen“ (da gibt es nichts zu „sparen“). Mein einziges Ziel ist es, den Schnee oder das Eis so schnell wie möglich verschwinden zu lassen. Bei speziellen Kondensationsanlagen macht es keinen Sinn zu versuchen, die Vorlaufwassertemperatur zu temperieren.
Steuerungen. Fast alle unsere Systeme haben einen Schnee-/Eisfühler, der mit einer Betriebssteuerung verbunden ist. Dadurch wird das System automatisch aktiviert, wenn Schnee oder Eis vorhanden ist. Außerdem verfügt es über einen Sensor, der das System ausschaltet, wenn die Platte die Temperatur erreicht hat, in der Regel 38-40 F. Wir haben auch einen Schalter zum manuellen Einschalten, um das System im Falle eines Sensorausfalls manuell zu aktivieren oder um die Platte vor einem aufkommenden Sturm vorzuheizen. Wir verwenden eine 12-Stunden-Zeitschaltuhr mit Federaufzug, um die astronomischen Brennstoffkosten zu vermeiden, die entstehen, wenn das System versehentlich eingeschaltet bleibt (ja, das ist mir schon passiert). Ich baue auch einen manuellen Ausschalter ein, um das gesamte System abzuschalten, wenn der Besitzer nicht möchte, dass es in Betrieb ist. Ein einfacher Drei-Wege-Kippschalter mit „Aus-Auto-Ein“-Punkten würde den gleichen Zweck erfüllen.
Die Schnee-/Eissensoren haben sich als Achillesferse dieser Kontrollsysteme erwiesen. Wir haben eine inakzeptable Ausfallrate dieser Sensoren festgestellt. Ein Hersteller hatte die Unverfrorenheit, mir mitzuteilen, dass der Ausfall durch das Eindringen von Wasser in den Sensor verursacht wurde. Wirklich? Memo an den Hersteller: Diese Sensoren werden AUSSEN installiert! Schließlich fanden wir einen Sensor von Caleffi, der den Elementen standhielt, und mussten feststellen, dass er nicht mehr hergestellt wird. Das ist mein Glück. Ich wäre neugierig zu erfahren, was meine Kollegen verwenden.
Wir haben vor kurzem eine Anlage mit einem vernetzten Regelsystem (Uponor CCN) fertiggestellt. Ich nenne diese Regelsysteme DDC-Lite. Es bietet Ihnen die meisten Funktionen eines kommerziellen DDC-Systems zu einem Bruchteil des Preises. Diese Steuerungen ermöglichen den Fernzugriff, die Aktivierung und die Überwachung des Schneeschmelzsystems von Ihrem Büro oder einem anderen Ort mit Internetzugang aus. Ich kann das System im Vorfeld eines Sturms aus der Ferne aktivieren, es überwachen, um zu sehen, ob es ordnungsgemäß funktioniert, und Fehlerstellen lokalisieren, bevor ich das Geschäft verlasse. Eine verkleinerte Version dieses Systems, die speziell für Schneeschmelzsysteme entwickelt wurde, steht auf meiner Wunschliste.
Wenn Sie sich im Schneegürtel befinden, können Schnee-/Eisschmelzsysteme eine profitable Nische sein. Entwerfen und installieren Sie sie richtig, oder Sie werden es bereuen, den Auftrag überhaupt angenommen zu haben. Es gibt nichts Befriedigenderes, als an einem Ihrer Schneeschmelzprojekte vorbeizufahren und eine saubere, trockene Einfahrt zu sehen, während die Nachbarn sich den Rücken beim Schaufeln ihrer Einfahrten brechen.
Dan Foley ist Präsident und Eigentümer von Foley Mechanical Inc. mit Sitz in Lorton, Va. FMI ist auf Strahlungs-, Hydronik- und Dampfsysteme sowie auf mechanische Systeme für große Eigenheime spezialisiert. Sie erreichen ihn unter 703/339-8030 oder unter [email protected].