вопрос:
Зима, Снег и въездные ворота
Сдвижные ворота во двор с противообледенительной системой, но без подогрева кабеля
воротам не примерзнуть к рельсам, или заборостроение
И откатные ворота (они же сдвижные ворота) в самодоме имеют особенности. Нет, это не то что читатели подумали: мы не поливаем ворота и землю около ворот спиртом, как в авиации. Тем не менее, лед, наледь и снег мешают открывать-закрывать сдвижные ворота меньше, чем обычные поворотные-навесные двустворчатые ворота.
Так как мы 5 лет постоянно живем в деревне, зимние проблемы ворот нам прекрасно известны - снег, лед, ветер.
Особенности ворот самодома:
1. Ворота, устанавливаемые через 5 лет безворотной жизни, являтся легкими сдвижными одностворчатыми.
2. Откатные ворота расчитаны на питание от постоянного напряжения 12 вольт.
В первую очередь, от "бесплатных" и без отключений 12 вольт питается противообледенительная система откатных ворот. Система от намерзания ледяной корки и прочих сосулек состоит из трех стальных уголков-рельсов... и ориентации этих уголков.
Подогрев для самоочистки снежных и ледяных отложений осуществляется подачей постоянного напряжения на рельсы - стальные уголки (вид черного проката). То есть, нагревателями служат сами несущие уголки. И конструкция обогревателя не нуждается ни в нагревательных кабелях (кабельная противообледенительная система -КПО), ни в нагревателях, ти в ТЭН-ах.
Википедия:
В полёте обледенения удаляют, в основном, с помощью нагрева критичных поверхностей электрическим током или горячим воздухом от двигателей.
При знакопеременной погоде при обледенении на зданиях активно происходит процесс образования сосулек. Сегодня единственным эффективным методом борьбы с образованием наледей на кровле и в водосточных трубах, получившим наибольшее распространение в мире, является кабельная противообледенительная система (КПО).
(Википедия - статья Обледенение)
Противообледенительная система откатных ворот
Расчистка ворот от наледи, льда, снега в нашем случае является самой трудоемкой задачей. В общем-то, если ее не решить, нам удобнее жить без ворот (и пусть уличные барбосы и дальше гуляют по участку) или поставить "летние" ворота и с декабря по март ставить машины просто перед воротами.
Итак, расчёты антиобледенительнах нагревательных элементов:
Электрическое удельное сопротивление стали: 0,103...0,137 ом*мм2/м при температуре +20 °C.
Для конструкционной низкоуглеродистой стали примем удельное сопротивление 0,1 ом*мм2/м, %% не так уж и важны.
Длина направляющих-рельсов отатных ворот:
два уголка 25х25х2 мм длиной по 3,4 метра (под верхние опоры - ролики), сечение 96 mm2(считайте, что остальное съела окалина и ржавчина :).
один уголок 50х50х4 мм, сечение 384 мм в бетонном пороге ворот длиной 3,2 метра.
Длина уголка определяет ширину ворот, точнее - ширину проёма откатных ворот, на сколько открываются ворота, отъезжают в сторону.
Ширина ворот городским жителям 3,2 м покажется немного широковатой, однако, для деревни это в самый раз-минимум: во двор должны заезжать грузовики, и нужно парковать три легковых машины, довольно дурацким способом. Такой уж двор...
Расчетное сопротивление профиля-нагревателей:
R=(rho*l)/S,
где R - электрическое сопротивление, омы
rho - удельное сопротивление материала, в данном случае ом*мм2/м
l - длина проводника, метры
S - сечение проводника, квадратные миллиметры
Итого, расчетное сопротивление одного рельса
0,1*3,4/100 = 0,0034 ома.
Маловато сопротивления будет! Это-ж 3,5 тысячи ампер, или мощность 42 КВт. Даже если соеденить все рельсы последовательно, то реальных 1-2 киловатт не получится. Но кто сказал, что мощность постоянного тока можно регулировать только сопротивлением нагрузки?
Мощность на активном сопротивлении можно регулировать импульсными методами: например, скважностью импульсов тока (соотношением времени, когда включено/выключено). Или пропускать через стальной уголок ток зарядки конденсатора конденсатора довольно большой ёмкости, и достаточно часто. Или наоборот, разряжать конденсатор на проводник с очень малым сопротивлением (рельс ворот), когда конденсатор успел зарядиться до 1/100 от 12 вольт, то есть 0,12 вольта. Но чем коммутировать такое низкое напряжение и большой ток? Старинным добрым ртутным реле?
Или же поднимать частоту импульсов, чтобы последовательно поставить катушку приемлемой индуктивности?
Надеюсь на помощь читателей! Рано или поздно подскажут схемотехническое решение, и снабдят электротехническими компонентами.
Жду с благодарностью! В конце концов, опыт самодома доступен всем совершенно бесплатно.
И еще о требуемой минимальной мощности для анти-лёд (не LED :) оборудования сдвижных ворот
Истина потребляемого анти-обледенителем тока посередине: в реальности, ток зависит от сопротивления источника тока, сопротивления питающего провода, сопротивления контакта провода с уголком, поля растекания тока от контакта по уголку.
Средний ток в 2 ампера - вполне реальная цифра для плавления льда на уголке-рельсе сдвижных ворот, так как спешить никуда не надо, просто нужно включать подогрев заблаговременно.
Площадь, которую нужно очищать от льда (1 рельс) - всего 1700 кв.см, то есть это площадь физического (двустороннего) квадрата-листа размером 20х20 см.
Думаю, что подводимой мощности 24 ватта будет достаточно расплавления льда, или хотя бы образования водяной плёнки. А дальше лед сам отпадет.
Ну, а будет недостаточно - площадь уголка, остужаемую ветром, легко можно будет уменьшить вдвое - наклеить с обратной стороны уголка теплоизолятор - пенополаст.
Вот только пенопласт нужно изолировать от ультрафиолетового излучения солнца...
И не включать летом обогрев (случайно) - температура поверхности стали на солнце может быть +60, плюс 24 ватта, пенопласт точно деформируется - температура деформации пенопласта (разбухания) +70, проверено!
Возиться с каменной ватой Rock wool не хочу!
И еще конструкцией катающихся ворот предусмотрена превозможность ветрозащиты-крыши над рельсом.
Опыт эксплуатации ворот, прошло 3 зимы, 3 года (на 2016 г.)
Ворота живы, только во влажной погоде зимой сходят с рельсов (направляющих) по причине деформащии деревянного бруса вследствие намокания-высыхания. Увы, гидрофобность грунтами, лаками уменьшить не удается. Всё равно брусья куда-то выгибаются, ЁЛКА ОНА И ЕСТЬ ЁЛКА.
Только рассыпался опорный нижний пластмассовый ролик, точнее треснули у основания реборды колеса (рёбра, прилегающие к боковинам-катетам тругольного рельса-уголка). В результате пластмассовое опорное колесо заменено на цельностальное точеное оцинованнное колесо на шарикоподшипнике.
Естественно, твердый металл стал жестко кататься по стальному рельсу, окрашенному тонким слоем грунта. А на "пути машины" - песок (кремниевый, известняовый), грязь, а это значит - царапины на оцинкованной поверхности колеса, царапины на грунте и самом уголке, приводящие к корозии и потекам ржавчины. Выход - красить толстым (мягким) слоем краски по металлу "3 в 1" - что там "3" не помню, написано, что в краске есть преобразователь ржавчины (если мне память не изменяет, какая-то фосфорная соль или кислота).
Естественно, не выдержат нагрузки крайний - к гаражному проёму - ролик-подшипник (капроновая катающееся поверхность, ВААЩЕ от "домашнего" шкафа-купе), тоже "отслоились" реборды. Пришлось заменять на новые подшипники.
Когда ворота сходят с рельсов и пытаются катиться по бетону, приходит в голову мысль:"лучше из стальных профилей бы сделал рамку", но потом посещает трезвая мысль, что "стальные ворота ведь тяжелые, не в пример воротам на деревянной рамке".
И (как в том анекдоте: "А пошла ты со своей мясорубкой") нужны бОшего веса более дорогие ролики, более прочный фундамент под рельсы, (последняя капля) более прочная и тяжелая стена. Более лёгкие ворота лучше, чем тяжелые.
последние изменения статьи 26авг2013, 03апр2016
