Page 1

VärmeKabelTeknik    

Roof applications

     

  From 

 


Roof applications    2   

VärmeKabelTeknik

Ice and snow melting on roofs 

Ice and snow in gutters, down pipes, valleys and other  roof constructions, often cause damage on buildings.  Damage of this kind does not only apply to buildings but  also people can be injured and property damaged by  down‐falling snow or ice, when the dewatering system  of the roof does not work satisfactorily.  In some weathers, for example at midday thaw, tee  stoppings are often formed in gutters and down pipes.  This means that the melted snow and ice from the roof  flood the gutters and icicles are formed. When these  icicles fall down they can cause severe injury and  damage both on people and material. 

 

Pools remaining on the roof are often cause to leakage  and damage due to moisture.  By applying heating cables the gutters, box gutters,  valleys, down pipes and other construction details of the  roof, you eliminate the damage risk by frozen over  dewatering systems.  How do the de‐icing applications of  Värmekabelteknik operate?  These systems are based on heating cables and when  the cables are voltage‐fed and warm the snow and the  ice around will melt. 

 

The cables can be applied in many a different way  depending on the construction of the roof and the  required functioning.  How about the energy consumption?  VÄRMEKABELTEKNIK has a large‐scale programme for  control in order to optimize the energy consumption to  a minimum.  Air and roof sensors in combination with moisture  sensors makes it possible to design a very efficient  control, since the cables operate only when required.   

Earth‐leakage‐circuit breaker  All roof applications for 230V should, according to the  safety regulations, be equipped with earth‐leakage‐ circuit breakers (30 mA).  More information about this can be found on the  pages D1400 and 1500.     


VärmeKabelTeknik    

Roof applications 3

The most frequently used cable types are TCPR,  EL and BTL safe‐t 

TCPR is a series conductor cable with return wire. The  cable is custom‐made by us and is then provided with  cold‐lead‐in cable connections at one end. The TCPR  cable is a perfect low cost alternative with a good  performance. This cable is used when you for sure know  in beforehand what lengths are required.  EL is a parallel resistive cable which gives a constant  power/m. EL is available in two variants ‐ EL 20 (20W/m)  and EL 30 (30W/m). This cable are most suitable chosen  when you not in beforehand know the lengths which  should be installed. At EL‐installations only one end is  connected to junction box, the other is terminated  waterproof with end termination kit EL. (E 89 892 10). 

 

BTL SAFE‐T is a self‐limiting heating cable which delivers  a varying power depending on the temperature of the  cable and the character of the environment.  Example:  Temperature  (°C) 

Environment

Power (W/m) 

±0

Ice/water

≈ 36 

±0

Air

≈ 18 

±65

≈ 0   

 

Advantages with BTL SAFE‐T 

• You can cut the exact length required.  • It delivers the power that is required.  • It is easy to design on the spot.  • It is easy to apply.  • It can be connected directly to a box.  More details can be found in chapter H "Cabe data".     

.


Roof applications    4   

VärmeKabelTeknik

Dimensioning   About power required in general

In gutters and pipes of normal dimensions (up to 5") the  power required is calculated to 30W/m gutter/pipe. In  box gutters and other wider valleys you have to apply  the cable in several runs to obtain the power required.  When calculating the power required for this type of  applications the rule of thumb are 250 ‐ 300W/m². If a  total melting and drying up is not necessary the cable  can be applied in 4 runs in the middle of the gutter with  a c/c‐distance of 30‐40mm. If the gutter is angular, one  run is applied in each corner to avoid frost erosion.  To keep bigger areas on roof applications free from  snow and ice the power required is calculated to  30W/m². 

How to choose type of cable  Which type of application to choose (TCP or SAFE‐T) is  often a question of economy.  Whichever type you choose, with the correct  dimensioning, you will obtain the power required. When  choosing cable the following should be taken into  consideration:  If all gutters, pipes and other areas on the roof, where  heating cable is to be applied, are measured, you can  decide upon the lengths of the lengths and then it is  easy to design a cost effective and well‐functioning  application with TCPR‐cable.  If you do not know the exact proportions of the  application in advance, it is better to choose the SAFE‐T  cable considering the total cost ‐ material and work. This  cable type are sold by the metre together with a  suitable number of cable connectors and termination  kits to be cut and applied directly on the site.     

 


VärmeKabelTeknik    

Roof applications 5

Dimensioning roof applications with series  conductor heating cable (TCPR) 

You now know that the heating cable of 50m is  required and that its total resistance should be in the  interval 38.7 ‐ 48.4 Ω. This means that the Ω/m  value of the heating cable should be between 0.77 ‐  0.97 Ω. From the TCPR data sheet choose the cable  resistance that is within the interval. 

Gutters and down pipes  Example: A gutter and the down pipes are to be applied  with heating cable according to the sketch below. The  diameter in gutter and pipe is ∅ 100 mm.  By following the projecting below step by step you can  calculate how much cable will be needed and which  resistance to choose. 

In our example we therefore choose TCPR 0.82 Ω/m.  6.  Check calculations:    The total power of the cable:  Formula Pt = U² ÷ Rt  Rt = the cables W/m x length.   

Method of calculation: 

Example: 220² ÷ (50 x 0.82) = 1.180 W  The power of the cable/m:  Formula: Pm = Pt ÷ l  Example: 1.180 ÷ 50 = 23.6 W/m 

1. Power required watt per meter gutter/pipe is  decided.  2.  The total length of the gutter and the pipe is  measured.  3.  The length of the heating cable is decided (l).  4.  The required power (Pt) is decided. 

7.      

The solution: 50 m TCPR 0.82 Ω/m    Total power: 1.180 W    Power/m cable: 23.6 W    Power/m gutter: 47.2 W 

5. The suitable cable resistance is chosen (Ω/m).  6.  Check calculations.  7.  The solution.  1.  Power required: For gutters and pipes up to a  diameter of ∅ 125 mm     30 ‐ 50 W/m gutter     20 ‐ 25 W/m cable. (Pm)  2.  Measure the total length of all gutters and down  pipes.   

If the down pipes are connected to a ground surface  drainage the heating cable should be put down  about 1m below the ground level. 

If the down pipes are terminated with ejectors the  length of the heating cable should be adjusted to  come in touch with these. You generally calculate  with the cable reaching about 100mm above the  mouth of the down pipe. 

Example: 5 + 15 + 4 + 1 = 25 meter. 

3. Heating cable length (l) = Length gutter + pipe  4.  The total powr(Pt): Pt = Pm x l   

max 25 W/m x 50 = 1.250 W  min 20 W/m x 50 = 1.000 W 

5. The resistance of the cable (Rt):     

Ohms law for power R = U² ÷ P   Rt min 220² ÷ 1.250 = 38.7 Ω Rt max 220 ² ÷ 1.000 = 48.4 Ω 

 


Roof applications    6   

VärmeKabelTeknik

Standard lengths for  gutters and down pipes 

To make it easier to choose the right heating cable for gutters  and down pipes VärmeKabelTeknik has produced some  standard lengths with TCPR‐cable for 230 Volt.  Please note! All roof applications with 230V supply voltage  should be equipped with an earth‐leakage‐circuit breaker.  Standard lengths TCPR‐roofs  Part.no 

Gutters/Pipes Cable  length  Length Ω/m  Power  (m)  (m)  (W/m)  8987210  12  24  4.00  21.0  8987211  17  34  1.90  22.0  8987212  24  48  1.00  21.0  8987213  30  60  0.65  21.0  8987214  40  80  0.36  21.0  8987215  50  100  0.25  19.5  Cold‐lead‐in cable 2 x 1 m TCP 1,5 mm²  Accessories included:  Distance clips.      Caution labels (2 pcs) 

Total Power (W)  500  750  1010  1250  1680  1940 

Dimensioning roof applications  with series conductor heating cables (TCPR)    Valley  Example:  A valley 12m long and 350mm wide is to  be applied with heating cable of type  TCPR for drainage and frost protection.  The valley has a roof well with an inside  pipe in the middle. 

Box gutters and wide valleys  When installing heating cables in box gutters and valleys it is  important that the power installed is so high that the heating  cable really is able to melt all the snow that might surround it.  At too low power there is a risk that a tunnel might be built up  around the heating cable. This can result in the heating cable  not being of any use although it is operating and consuming  power. Furthermore the risk of ice‐formation and falling snow  remains. 

An example below shows how to apply heating cables in wide  valleys and box gutters. This type of application does not  produce a total melting away of the valleys, but it drains the  gutter and protects against frost damage. 

The fundamental rule is, when applying TCPR‐cable in this type  of gutters, that the cable is dimensioned to 20‐25W/m and  that the c/c‐distance between the cables in the middle is 30‐ 50mm.  The cable is applied according to the drawing with 4 runs of  cable in the middle and with one run in each corner. 


VärmeKabelTeknik    

Roof applications 7

By following the projecting step by step you can  calculate how much cable will be needed and which  cable resistance to choose.  Method of calculation:  1.   The length of the heating cable is decided (l).  2.  Required power per meter cable is decided (Pm).  3.  Total power (min/max) is calculated.  4.  The total resistance of the cable is calculated (Rt). 

PLEASE REMEMBER! Problems with heating cables are never bigger than the  distance to the nearest phone. Please phone  VärmeKabelTeknik. We are ready to help you with  design as well as deliveries of complete heating cable  solutions. 

5. Suitable cable resistance (Ω/m) is chosen.  6.  Check calculations.  7.  The solution.  1.  Measure the entire length of the cable:         

Example:             

The valley: 6 x 12 m  Roof well: 2 x 1 m  Extra for the short sides:  Total length of the cable: (l) 

72 m  2 m  1 m  75 m 

2. Required power per meter cable (Pm)     20 ‐ 25 Watt  3.  Total power (Pt) = Pm x l     max 25 W/m x 75 = 1875 W     min 20 W/m x 75 = 1500 W  4.  Calculation of cable resistance: (Rt)     

Ohms law for power R = U² ÷ P   Rt min 220² ÷ 1875 = 25.8 Ω 

Rt max 220² ÷ 1500 = 32.3 Ω 

5. You now know that a heating cable of 75m is  required and that its total resistance should be in the  interval 25.8 ‐ 32.3 Ω. This means that the W/m  value of the heating cable should be between 0.34 ‐  0.43Ω. From the TCPR data sheet choose the cable  resistance that is within the interval.   

In our example we therefore choose TCPR 0.36 Ω/m. 

6. Check calculations:    The total power of the cable: Formula: Pt = U² ÷ Rt     Rt = the cable´s W/m x length.   

Example: 220² ÷ (75 x 0.36) = 1793 W  The power of the cable/m:  Formula: Pm = Pt ÷ l  Example 1793 ÷ 75 = 23.9 W/m 

7. The solution:  75 m TCP 0.36 Ω/m      Total power: 1793 W      Power/m cable: 23.9 W   


Roof applications    8   

VärmeKabelTeknik

Melting off on eaves, porches and bigger roof surfaces (TCPR)    There are often problems on roof constructions with a  projecting eave. The snow melts on the roof due to a  heat leakage and the water comes down to the base  where it gets cool and freezes. 

On porches there is often falling snow coming from  roofs higher above and thus they get overloaded and  the construction might give away. 

Today the architects more often use glass cupolas on  roofs when constructing new buildings in order to get  brighter and nicer rooms. There is a heat leakage from  the cupolas, which makes the snow melt and come  down on the roof where it freezes and a bank of ice is  formed around the cupola.  These and other disruptions in the functioning and  accident risks due to the construction of the roof can be  avoided if heating cable applications are installed, which  will keep the roofs clear from snow and ice.   


VärmeKabelTeknik    

Roof applications 9

Dimensioning roof applications with  series conductor heating cable (TCPr)    Projecting eave  Example: An eave (6x1m), subject to falling snow, is to  be applied with heating cable to melt the snow  efficiently.  By following the projecting below step by step you can  calculate how much cable will be needed and which  cable resistance to choose: 

9. The c/c‐distance: Formula c/c = a x 100 ÷ l    you will get the answer in cm if a is put in m² and l in  meter.    Example: 6 x 100 ÷ 75 = 8.0 cm.  10.The solution: 75 m TCP 0.36 Ω/m is applied with a  c/c‐distance of 8 cm gives:  Total power: 1793 W  Power/m cable: 23.9 W  Surface power: 299 W/m² 

Method of calculation:  1.  Power required Watt per m² is decided.  2.  The surface of the eave is measured and calculated  (a).  3.  Required power is decided (Pt).  4.  The max. resp. min length of the cable is decided (l).  5.  The total resistance of the cable is calculated (Rt).  6.  Suitable cable resistance is chosen (Ω/m).  7.  The real length of the cable is calculated (l).  8.  Check calculations.  9.  The c/c‐distance is calculated.  10.The solution.  1.  Power required: The requirement for efficient snow  melting is:    • 300 W/m²    • 20 ‐ 25 W/m cable. (Pm)  2.  Surface: 

Example: 1 x 6 = 6 m² 

3. Total power: Example: 6 x 300 = 1800 W.  4.  Length of the heating cable max/min:      max 1800 ÷ 20 = 90 m      min 1800 ÷ 25 = 72 m  5.  Cable resistance (Rt):     Ohms law for power R = U² ÷ P  Example: 220² ÷ 1800 = 26.9 Ω 6.  Suitable cable resistance:     Example:  min 26.9 ÷ 90 = 0.30 Ω/m        max 26.9 ÷ 72 = 0.37 Ω/m   

From the cable data sheet choose the resistance  value that is within the interval. 

In this case 0.36 Ω/m. 

The real length of the cable: Formula l = Rt ÷ Rm  Example: 26.9 ÷ 0.36 = 75 m.  8.  Check calculations:    The total power of the cable:  Formula: Pt = U² ÷ (Rm x l)  Example: 220² ÷ (75 x 0.36) = 1793 W.  Formula: Pm = Pt ÷ l 

Cable power/m: 

Example: 1793 ÷ 75 = 23.9 W/m. 

 


Roof applications   10   

VärmeKabelTeknik

Designing roof applications with parallel  resistive cable (el) 

EL is a parallel resistive cable zoned in 1 meter and  available in two different effects, 20 resp. 30 W/m.  (Cable data sheet under H).  It is easy to design an application with this cable due to  the cables constant power/m irrespective of length. EL‐ 30 gives for example 30W/m. You therefore do not need  to know the exact length on gutters or pipes. This makes  it possible to adapt the length of the cable on site.  By not needing to use double‐folded cable and distance  spacers, and that you can adapt the length of the cable  on site, the installation often get easier and quicker  which make the total cost lower.    

Though you have to consider that all parallel resistant  cables due to the power loss in the conduits have a  maximized installation length. For EL‐20 it is 90m and  for EL‐30, 70m.   

To dimension a roof application with parallel resistive  cable you need to think on following: 

In gutters with normal sizes up to 5" you can lay a  EL‐30, which often gives enough power to drain the  gutter. 

In down pipes it is normally enough with a EL‐20  cable which are hanged up with a hooker VELOX. 

If the down pipes ends above the ground with an  ejector the cable must not be that long that somebody  can come in touch with it. The cable is suitably finished  approximate 50mm above the down pipes opening.   

 


VärmeKabelTeknik    

Roof applications 11

Dimensioning roof applications with  parallel resistive cable (el) 

Box gutters and wide valleys  In roof constructions with wide valleys or box gutters  you often choose to apply the heating cable with four  lengths in the middle to obtain a channel always free  from ice. If the gutter is shaped in such a way that there  is a chance of frost blasting for example in sharp edges a  cable is applied in each corner.  For applications of this type you can either choose the  EL‐20 or the EL‐30. Which type you choose is depending  on the climate and the construction of the roof. 

 

Eaves, porches and bigger roof areas  When designing with the EL‐cable the total power (Pt) is  calculated according to the following: surface power x  roof surface.  Required surface power ≈ 300 W/m²  The cable length will then be obtained by dividing the  total power per meter (P/m) of the cable.  Example:                   

Eave 8 m x 0.5 m  Surface = 4.0 m²  Power required: 300 x 4.0 = 1200 W  Length of cable:  EL‐20 1200+20 = 60m  EL‐30 1200 + 30 = 40 m 

For example 40m EL‐30 is applied according to the  sketch to the right.  The c/c‐distance is calculated according to this formula:  c/c = h x b x 100 x 2 ÷ l  h   = the distance between the tension wires  b   = the length of the roof  l   = the length of the cable  c/c = the distance between the cable holders.  If you put all the measurements into m² the answer is  obtained in cm.  Example: 0.5 x 8 x 100 x 2 ÷ 40 = 20 cm.  The result of the c/c‐distance calculation is approximate  and some margin of error must be tolerated.   

 


Roof applications   12   

VärmeKabelTeknik

Designing roof applications with self‐limiting  heating cable (BTL Safe‐T) 

BTL SAFE‐T is a self‐limiting heating cable in which the  output is depending on the temperature of the cable. At  an ambient temperature of 0°C in ice/snow this heating  cable delivers 36W/m. At the same temperature, but in  air, it delivers 18W/m. The output of the cable goes  towards 0 at a rising temperature (65°C).  With these qualities this cable is a very good alternative  when constructing roof applications.   

Advantages:

• The BTL SAFE‐T cable has all the advantages a  parallel resistive cable can have and in addition: 

• The BTL SAFE‐T delivers power only when it is  needed. (36 W/m in ice/snow). 

• The BTL SAFE‐T can be cut in the exact length  required (no zone‐length to think of). 

• The BTL SAFE‐T‐applications are very easy to design 

and install. 

• The BTL SAFE‐T can be connected directly in a  control point. 

• The BTL SAFE‐T can be applied directly on a surface  coating of roofing cardboard design basis for Velox  SAFE‐T.   

 


VärmeKabelTeknik    

Roof applications 13

Dimensioning roof applications with safe‐t

Considering the max. permitted heating cable length ‐  please see data sheet chapter "H" ‐ the Velox Safe‐T can  be connected in several different ways:  1.  Add up the lengths of the gutters and pipes where  heating cable is to be applied.   

PLEASE NOTE! If the down pipes are connected to a  ground surface drainage the heating cable must go  down to a depth free from frosts to guarantee the  outflow of water. 

Add the length needed for the connection to the  control point and 1 meter for each branching. 

Example:.......................m BTL SAFE‐T 

2. Put together the requirement of junction boxes. All  connections and branchings are done in standard  cabinets.   

E 14 396 02 (2 pcs glands) 

E 14 396 04 (3 pcs glands) 

E 14 396 10 (4 pcs glands) 

E1439602...….pcs E1439604.…..pcs E1439610...….pcs  3.  Accessories:     

Number of cable connectors and termination kits   (1 per length of cable)  Suspension hook   (1 per down pipe) 

 

Example:  

....... cable connectors and term. kits  ....... suspension hooks VELOX 

4. Safety device: fuser, sizes of fuses   

Max. cable lengths for Velox SAFE‐T when starting  up in ice/water (0°C) 

Dealy action fuses (characteristics G or K) 

   

10 A  16 A  20 A 

The voltage drop in the conductors gives a 10%  power drop out at 57m cable. 

37 meter  59 meter  74 meter 

PLEASE NOTE! THE REGULATIONS REQUIRE EARTH‐ LEAKAGE‐CIRCUIT‐BREAKERS 30 MA.     


Roof applications   14   

VärmeKabelTeknik

Control of roof  applications 

In order to obtain a roof application that has a low  energy consumption it is a must that the switching on  and off is controlled in some way. This can be done in  quite a few different ways. What method to choose is  depending on the size of the application and how it can  be supervised.  Manual switching on/off  The application is switched on when it is required.  You should avoid this method as it often gives a high  energy consumption. 

Control with single thermostats

Sensitive to the air temperature    The application is switched on when the temperature is  below the adjusted value.   

Control with double thermostats Sensitive to the air temperature  The application is switched on when the temperature is  within the adjusted difference.  Example: +2..... ‐2°C   


VärmeKabelTeknik    

Roof applications 15

Control with roof surface‐ and air detecting  sensors 

Sensitive to the surface temperature of the roof and the  air temperature  The application is switched on when the temperature of  the roof is so high that the snow melts at the same time  as the air temperature is below 0°C and there is a risk of  freezing in the gutters and pipes. 

Control with lcd‐2, snow/rain‐ and temperature  detecting sensor 

Sensitive to moisture and temperature.  The application is switched on at snow fall (supercooled  rain) if the temperature conditions is performed and is  switched on as long as moisture is left in the gutters. A  complete control where the operating time of the  application is minimized. This is the most economical  way of controlling smaller installations.   

Control cabinets 

VÄRMEKABELTEKNIK has a large range of control  cabinets of all kinds of heating cable applications. If  required, we also design and manufacture special  control cabinets according to the clients request.   


Roof applications   16   

VärmeKabelTeknik

Telephone: +46‐301‐418 50 – Email: info@vkts.se – Homepage: www.vkts.se   

Industrihuset

Södra Hedensbyn 43 

S‐430 64 HÄLLINGSJÖ 

S‐931 91 SKELLEFTEÅ 

Sweden

Sweden

Fax: +46‐301‐418 70 

Fax: +46‐910‐881 33   

RoofApplications  

Roof applications

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you