Аннотация

По мере того, как лучистое отопление в полу становится все более популярным, как в частных, так и в многоквартирных жилых домах, количество отказов в этих системах увеличивается пропорционально. В настоящее время инфракрасный порт используется для обнаружения точек отказа и помощи в процессе обеспечения/контроля качества на многих строительных площадках. Используя инфракрасный порт, можно сэкономить время и деньги и сыграть неотъемлемую роль в суброгации требований, поскольку сбой такого типа смягчается. В этой презентации будут представлены советы и приемы, используемые при диагностике и ремонте электрических систем обогрева полов, на основе многочисленных тематических исследований, в которых инфракрасное излучение оказалось ценным ресурсом.

Введение

Внутреннее лучистое отопление стало очень популярным средством обогрева зданий, в том числе в жилых, многоквартирных и коммерческих стройплощадках. Этот недавний всплеск может быть связан с заявлениями о том, что лучистое отопление более энергоэффективно. Хотя это утверждение может быть верным в некоторых случаях, во многих случаях реальной экономии средств не будет, а в некоторых случаях потребление энергии может резко возрасти. При новом строительстве необходимо учитывать надлежащие конструктивные факторы системы теплого пола, включая изоляцию пола, тип конструкции, КПД котла (водяной) и т. д. Надлежащая оценка потенциальной модифицированной системы пола также должна выполняться третьей стороной, которая не продает продукт. Стоит провести тщательную оценку в каждом конкретном случае, чтобы убедиться, что лучистое отопление пола является энергоэффективным и, следовательно, рентабельным.

.

В дополнение к факторам совместимости, существует редкая вероятность возникновения проблем при установке, которые делают встраиваемую в пол систему бесполезной после завершения строительства. Во многих случаях подобные ситуации приводят к полному демонтажу пола, чтобы обнажить рассматриваемую систему. К счастью, частота отказов, связанных с системами обогрева пола, очень низка, но когда отказ все же происходит, он может нарушить график строительства, вызвать претензии и связанные с ними судебные разбирательства, а в лучшем случае быть неприятным и довольно дорогостоящим.

За последнее десятилетие наука об инфракрасном строительстве значительно выросла. Все чаще можно увидеть, как ручная инфракрасная камера ходит по объекту, осматривая электрические панели или ища проникновение воды. Это был только вопрос времени, когда термограф направит камеру на систему лучистого обогрева пола и увидит великолепие системы пола, работающей должным образом. На таком ярком изображении очень легко увидеть сложную конструкцию системы и так же легко увидеть, где система может работать неправильно. В то время как как водяные, так и электрические системы напольного отопления могут выиграть от инфракрасного контроля, в этой статье основное внимание будет уделено электрическим системам лучистого обогрева пола. Поскольку электрические проверки могут быть опасными, BCRA рекомендует присутствие лицензированного электрика на любых работах такого типа.

Обсуждение

Анатомия линий обогрева

Анатомия системы электрического теплого пола очень проста. Начиная с источника питания, электричество проходит через панель управления или термостат к излучающему нагревательному кабелю, в котором находятся токопроводящие линии, линия заземления, изоляция и теплозащитный экран. Существуют как однопроводные линии, так и двухпроводные линии. Эти нагревательные линии поставляются в виде основных линий, которые вы размещаете самостоятельно, или в заранее подготовленных матах. Поскольку сопротивление встроено в проводник, оно выделяет тепло за счет проводимости в окружающие материалы. По мере того, как эти напольные материалы (бетон, плитка, дерево и т. д.) нагреваются, жилое пространство над ними нагревается за счет излучения. Системой можно управлять с помощью настенного термодатчика, теплового датчика в полу или обоих.

Как и все элементы конструкции, существует возможность поломки. Неисправности могут быть вызваны заводскими дефектами и неправильным обращением с продуктом в полевых условиях. Как мы обнаружили, природа проводника, будучи достаточно малым, чтобы создавать резистивную нагрузку, также делает его восприимчивым к обрывам и порезам, которые могут прервать путь цепи. Как только этот контур прерывается, происходит частичный нагрев или не происходит никакого нагрева. Чтобы еще больше усложнить проблему, термостаты теперь оснащены защитным пакетом, прерывателем цепи замыкания на землю (GFCI), который разорвет цепь, если произойдет колебание более трех миллиампер. Из-за хрупкости этих систем производители теперь рекомендуют проверять непрерывность линий в нескольких точках во время установки.

При возникновении отказов

Неизбежно, по той или иной причине, пол и внутренняя отделка будут завершены, и пол не пройдет тест на непрерывность или отключит GFCI, что сделает коврик бесполезным. Чтобы избежать земляных работ на всей поверхности пола и серьезных перерывов в строительстве, при расследовании отказов было включено использование инфракрасной термографии. Инфракрасное излучение позволяет быстро, точно и легко понять графический отчет, который документирует точную область точек отказа вдоль нагревательного провода. Хитрость заключается в том, чтобы заставить область отказа или неисправности нагреться и показать себя.

Первым шагом в любом расследовании является адекватный обзор исторических данных. Следует принимать во внимание проектную документацию, информацию о продукции производителя, показания жильцов и т. д. Кроме того, попросите вашего электрика провести краткий осмотр, чтобы убедиться, что электрические работы, ведущие к термостату и мату, установлены правильно. Следующим шагом является наблюдение за работой мата в аварийном режиме. В некоторых случаях мат нагревается до определенной точки, а затем отключает GFCI и оставляет на полу тепловой след с подробным описанием места неисправности.

В большинстве случаев это не так просто. Следующим шагом будет отключение источника питания на панели выключателя, затем снятие термостата со стены и проводов от термостата. Целостность следует оценивать между токопроводящими проводами и между каждым токоведущим проводом и заземляющим проводом в отдельности. Некоторые производители изготавливают провода с алюминиевым экраном, и в некоторых случаях между фазой и экраном может наблюдаться непрерывность. Результаты этой проверки непрерывности дадут хорошее представление о том, какой тип отказа произошел. Например, если между токоведущими проводами нет непрерывности, но есть неразрывность между токоведущим проводом и проводом заземления, то, скорее всего, у вас оборван фазный провод. Если между фазными проводами есть непрерывность, то, возможно, проблема в термостате, а вовсе не в нагревательном проводе.

Предполагая, что вы установили непрерывность между любыми двумя ветвями, выделите эти две ветви и подключите провода источника питания непосредственно к ним. Когда на полу нет препятствий и мусора, включите питание на панели выключателя и наблюдайте за происходящим с помощью цифрового и ИК-видео. В большинстве случаев область повреждения будет выглядеть как небольшая область сильного нагрева, поскольку дуга создается на поврежденном участке провода. Другие результаты могут включать в себя то, что функциональная нагревательная проволока достигает точки отказа, а оставшаяся часть проволоки работает с половинной силой. Опять же, часть поврежденного провода легко определить.

В некоторых случаях непрерывность не определяется ни в одной комбинации проводов и/или экранов. Это будет репрезентативным для большего количества повреждений, когда провода лучистого нагрева полностью разорваны. Если это так, вы должны работать над созданием достаточно большой дуги, чтобы преодолеть разрыв. Квалифицированный электрик сможет предоставить трансформатор, способный создать потенциал дуги такого типа. Для многих примеров, перечисленных в этой статье, трансформатор на 20 000 вольт был извлечен из масляной печи и использован для создания потенциала дуги. С добавлением этого в качестве источника питания провода могут дуговать и даже повторно сваривать себя. Неисправность снова проявит себя вместе с возможностью возникновения небольшой дуги, если линия лучистого отопления была пробита креплением в полу.

Как только вы определили неисправность, аккуратно отметьте место на полу и отключите питание на панели выключателя. Дайте полу остыть и повторите упражнение, подтверждая местонахождение неисправности. После подтверждения выкопайте материал основания для визуального осмотра провода. Вы будете искать уровень повреждения, который соответствует предыдущим результатам тестирования. Будьте осторожны, чтобы не повредить провод еще больше при раскопках. После того, как провод открыт, может быть только небольшой надрез в изоляции или может быть большой обожженный участок. Дальнейшее исследование внутренних компонентов проводов покажет точный способ отказа. Как только эта область будет четко определена, попросите электрика очистить задействованные провода и, где это необходимо, обеспечить линейные соединения. Как только это будет завершено, все провода можно закрыть термоусадочной пленкой. Многие производители предоставляют все необходимые материалы в «наборах для сращивания», обычно продаваемых для соединения матов или удлинительных проводов.

Излучающие линии необходимо повторно проверить после завершения ремонта. Эта повторная проверка должна проводиться без установленного термостата, а затем с ним. После проверки работоспособности системы необходимо отремонтировать черновой пол.

Тематические исследования

Дело № 1

Многоквартирный дом № 104

BCRA провело расследование во время одного посещения объекта. Были приложены все усилия, чтобы не нарушить ход строительства. BCRA получил доступ к объектам от начальника участка. Весь готовый материал напольного покрытия над черновым полом Ardex, в котором находится система лучистого отопления, был снят или снят до нашего приезда. Визуальный осмотр показал, что внутрипольная система лучистого отопления установлена ​​правильно, хотя змеевики были размещены достаточно неглубоко в нескольких местах, чтобы их можно было увидеть на поверхности бетона. Кроме того, на бетонной поверхности вдоль восточной стены гостиной было хорошо видно расположение подводящего провода к неисправному коврику.

Инфракрасная инспекция не выявила отклонений в тепловом излучении вдоль мата, за исключением случаев, когда это могло быть связано с разницей в глубине катушки. При жестком подключении (отключение автоматического отключения) к выключателю мат оставался включенным, и инфракрасный порт показал, что он работает правильно.

Несмотря на то, что мат в целом работал нормально, инфракрасный анализ показал, что заводское соединение, соединяющее провод с матом, излучало большее количество тепла, чем последующие катушки. По просьбе начальника участка соединение проводов было вырезано из бетона для визуального осмотра и более четкого инфракрасного анализа. Непокрытый участок провода показал деформацию в том же месте, что и самое сильное тепловое излучение, что свидетельствует о том, что стык был местом тепловой аномалии.

Инфракрасный анализ показал, что мат № 4 был установлен правильно и катушки функционировали должным образом, но что заводское соединение проводов с проводом питания, которое происходит непосредственно перед излучающими катушками, излучало необычное количество тепла. В электрических приложениях необычно высокое излучение является признаком неисправности или короткого замыкания и должно быть проверено на предмет надлежащей изоляции и соединения. По мнению BCRA, очевидная неисправность мата № 4 заключается в сращивании проводов, а не в змеевиках излучающего тепла.

Дело № 2

BCRA провело расследование в ходе трех посещений объекта. Были приложены все усилия, чтобы не нарушать нормальную работу резиденции. BCRA получил доступ к объектам от владельца резиденции и подрядчика. Сначала теплопровод был подключен непосредственно к источнику питания в обход термостата GFCI. После этого нагрева не было видно. Затем была проверена непрерывность на каждой из линий и от каждой ветви нагрева до земли. Это выявило отсутствие преемственности. К источнику питания был добавлен трансформатор для создания дуги и выявления точки отказа. Небольшой участок у главной двери обнаружил тепловую аномалию и оказался вероятным местом, где могла возникнуть точка отказа. Если происходит раскопка линии лучистого тепла, BCRA рекомендует начать проверку на наличие неисправности, начиная с этой точки возле входной двери. При обнаружении точки отказа можно выполнить ремонтную стыковку. После того, как этот ремонт сделан, система должна быть повторно протестирована на наличие других сбоев. В этот краткий отчет включены фотографии и термограммы, которые помогут определить местонахождение этой тепловой аномалии.

Земляные работы и ремонт этой линии были завершены без присутствия BCRA, и теперь пол функционирует должным образом.

Дело №3

BCRA провело расследование в ходе трех посещений объекта. Были приложены все усилия, чтобы не нарушить ход строительства. BCRA получил доступ к объектам от начальника участка. Визуальный осмотр показал, что в 16 единицах не работал как минимум один нагревательный мат. Также было быстро замечено, что коврики работали до укладки ковра. Быстрый отрыв ковра и подушки показал, что полоски ковра были прикреплены к полу с помощью гвоздей. Было очевидно, что гвозди, которыми крепились полоски ковра, были вбиты в черный пол в том же месте, что и система обогрева пола. Чтобы продемонстрировать, какие крепежные детали повредили нагревательный провод, BCRA дал указание электрику, как манипулировать цепью, чтобы обеспечить адекватную тепловую сигнатуру в точке (ах) отказа. Во многих случаях нагревательные провода прокалывались несколько раз, и после каждого ремонта возникала следующая неисправность. Ниже приведены некоторые из отмеченных неудач.

Резюме

Несмотря на то, что каждый обнаруженный случай будет представлять свой собственный уникальный набор проблем и отклонений от нормы, этот документ можно использовать в качестве основы для начала оценки отказов, связанных с электрическими системами лучистого отопления в полах. С инфракрасной оценкой этот процесс может быть быстрым, точным и экономичным. Кроме того, использование инфракрасного излучения дает простой для понимания графический отчет, чтобы все вовлеченные стороны могли видеть проблему под рукой.

Благодарности

Автор выражает благодарность Эду Отто, представителю Danfoss по продуктам для лучистого отопления, за его экспертные знания по данному вопросу.

Об авторе

Г-н Дерстон имеет образование микробиолога и инженера-строителя и в настоящее время является директором группы строительных наук в BCRA, многопрофильной проектной фирме, базирующейся в Такоме, штат Вашингтон. Исследования включают в себя экспертизу в области строительных конструкций, ограждающих конструкций, внутренней отделки, архитектурного дизайна и безопасности жизнедеятельности. Его исследовательские навыки включают инвазивные и неинвазивные методы контроля, подчеркнутые сертификацией в области строительной термографии. Г-н Дерстон участвовал в нескольких судебных разбирательствах по поводу строительных дефектов.