Drėgmė visuotinai pripažįstama kaip vienas žalingiausių elektrinių šildymo sistemų priešų, ir ši grėsmė eksponentiškai išauga šildant dirvožemį,{0}}kai kasetiniai šildytuvai yra tiesiogiai ir ilgai kontaktuojami su viena drėgniausių ir labiausiai koroziją sukeliančių aplinkų visuose pramonės sektoriuose. Skirtingai nuo pirmiau nurodytų -žemės šildymo sistemų, kurias gali tik retkarčiais paveikti lietus ar drėgmė, dirvožemio šildymo elementai panardinami į terpę, kuri natūraliai išlaiko drėgmę: lietaus vanduo prasiskverbia giliai į dirvą, drėkinimo sistemos palaiko žemės ūkio ar kraštovaizdžio dirvožemį pastoviai drėgną, gruntinio vandens lygis svyruoja dėl sezoninių pokyčių, kad prisotintų požeminius plotus, o paviršiuje susidaro kondensatas ar temperatūra. nuolatinis drėgmės ciklas. Visi šie veiksniai susilieja, kad atakuotų kasetinių šildytuvų struktūrinį ir funkcinį vientisumą, laikui bėgant pablogindami jų veikimą. Skirtumas tarp veiksmingo ir netinkamo drėgmės valdymo yra akivaizdus: gerai{5}}suprojektuota sistema su tvirtomis drėgmės kontrolės priemonėmis gali patikimai veikti ilgus metus, tiekdama pastovią šilumos išeigą ir sumažindama prastovų trukmę, o sistema, kurioje neatsižvelgiama į apsaugą nuo drėgmės, dažnai sugenda per mėnesius,{6}}dėl to reikės brangiai pakeisti, uždelsti projektą ir sukelti galimus pavojus saugai.
Kasetinio šildytuvo pažeidžiamumas dėl drėgmės žalos prasideda nuo svarbiausios silpnosios vietos: nutraukimo. Galas yra skyrius, kuriame švino laidai išeina iš šildytuvo apvalkalo, jungiantys šildymo elementą prie maitinimo šaltinio. Kad būtų išlaikytas šildytuvo vientisumas, šis išėjimo taškas užsandarinamas specialiomis medžiagomis, -tokiomis kaip aukštos temperatūros silikonas, epoksidinė derva arba metaliniai suspaudimo tarpikliai-, kurie yra skirti blokuoti vandens patekimą. Tačiau šie sandarikliai gali būti pažeisti įvairiais būdais: fiziniai pažeidimai montuojant (pvz., švino laidai sulenkti arba sulenkti per arti galų), ilgalaikis ekstremalios dirvožemio temperatūros poveikis (dėl kurio ilgainiui suardomos sandarinimo medžiagos), cheminė korozija nuo dirvožemio teršalų (pvz., druskų, trąšų ar pramoninio nuotėkio) arba dėl paprasto naudojimo ir nuotėkio metų. Pažeidus sandariklį, pakanka net mažo tarpelio, kad vanduo patektų į šildytuvo vidų. Kasetinio šildytuvo viduje kaitinimo elementas yra apsuptas magnio oksido (MgO) izoliacija – porėta medžiaga, kuri puikiai praleidžia šilumą, tačiau labai jautri kapiliariniam veikimui. Kapiliarinis veikimas ištraukia drėgmę per MgO izoliacijos poras, palaipsniui ją prisotindamas. MgO sušlapus, jo dielektrinis stipris{13}}svarbiausia savybė, neleidžianti nutekėti elektros srovei{14}}smarkiai sumažėja. Pirmieji šio drėgmės{16}}sukelto gedimo požymiai dažnai yra subtilūs, bet neabejotini: įžeminimo grandinės pertraukikliai (GFCI) gali netikėtai suveikti, o tai rodo elektros nuotėkį į žemę; šildytuvas gali nereguliariai valdyti temperatūrą, nepasiekti nustatytos temperatūros arba nenuspėjamai įsijungti ir išsijungti; arba sudėtingesniais atvejais šildytuvas gali visiškai sutrumpinti{17}, sukeldamas visišką sistemos gedimą. Kai kuriais atvejais drėgmė taip pat gali suėsti patį šildymo elementą, o tai gali sukelti ankstyvą perdegimą.
Siekiant pašalinti šį kritinį pažeidžiamumą, sandarūs kasetiniai šildytuvai su hermetiškais galais tapo pirmąja ir svarbiausia apsaugos nuo drėgmės linija šildant dirvą. Hermetiški galai yra skirti sukurti sandarų, vandeniui nepralaidų barjerą švino laido išėjimo taške, pašalinant bet kokį galimą vandens patekimo kelią. Dvi įprastos hermetiškų galų konstrukcijos yra suvirinti galiniai dangteliai ir gniuždomieji sandarikliai: suvirintieji galiniai dangteliai apima metalinio dangtelio sujungimą su šildytuvo apvalkalu, naudojant aukštos -temperatūrinės suvirinimo metodus, sukuriant nuolatinį sandariklį, atsparų fiziniams pažeidimams ir ekstremalioms temperatūroms; suspaudimo sandarikliai naudoja metalinį įvorę ir varžtą, kad suspaustų aukštos temperatūros tarpiklį aplink švino laidus, sudarydami sandarų sandariklį, kuris prisitaiko prie nedidelių temperatūros ir slėgio svyravimų. Kai kuriose pažangiosiose konstrukcijose ši apsauga yra dar labiau padidinta, nes yra vidinių antrinių sandariklių, -paprastai pagamintų iš epoksidinių arba specializuotų keraminių medžiagų-, kurie veikia kaip atsarginis barjeras. Šie vidiniai sandarikliai blokuoja drėgmės migraciją, net jei išorinis sandariklis yra pažeistas, todėl suteikia papildomą apsaugos sluoksnį, kuris yra neįkainojamas atšiaurioje dirvožemio aplinkoje. Dirvožemio šildymui šios hermetiškos baigties funkcijos nėra pasirenkamos naujovės,{9}}tai esminiai reikalavimai. Šildytuvai su ne-hermetiškais galais, pvz., suspaustais arba klijuotais sandarikliais, tiesiog negali atlaikyti nuolatinės dirvožemio drėgmės ir greitai suges, todėl jie netinkami ilgalaikiam naudojimui.
Net aukščiausios kokybės-užsandarinti kasečių šildytuvai suges per anksti, jei dėl netinkamo įrengimo bus pažeisti jų sandarikliai. Diegimo praktika atlieka esminį vaidmenį išlaikant drėgmės barjerų efektyvumą, todėl norint užtikrinti ilgalaikį -patikimumą, reikia laikytis kelių pagrindinių veiksmų. Pirma, švino laidai visada turi patekti į jungiamąsias dėžes iš apačios, sukuriant vadinamąją „lašėjimo kilpą“. Lašėjimo kilpa yra kreivė žemyn laido, kuris kabo žemiau jungties dėžutės įėjimo taško, leidžiant vandeniui, susikaupusiam ant laido, nuvarvėti, kol jis gali nubėgti išilgai laido į galą arba jungiamąją dėžę. Be lašėjimo kilpos vanduo gali lengvai tekėti laido paviršiumi ir prasiskverbti į šildytuvo galą arba jungiamąją dėžę-, net jei sandarikliai yra nepažeisti. Antra, jungiamosios dėžės, naudojamos dirvožemio šildymui, turi būti pritaikytos naudoti lauke arba žemesnės kokybės, o oro sąlygoms atsparios konstrukcijos atitinka pramonės standartus (pvz., NEMA 4X arba IP67), kad būtų atsparios vandeniui, dulkėms ir korozijai. Visi švino laidų, kabelių ar vamzdžių įvado taškai turi būti tinkamai užsandarinti kabelių riebokšliais arba vandeniui atspariomis tarpinėmis, kad vanduo nepatektų į dėžę. Trečia, sausiklių pakuotės turi būti dedamos į jungiamąsias dėžes, kad sugertų likutinę drėgmę, kuri gali susikaupti temperatūros ciklų metu. Kylant ir nukritus temperatūrai, oras jungiamosios dėžutės viduje plečiasi ir susitraukia, pritraukdamas nedidelius drėgno oro kiekius; sausiklių pakuotės (paprastai užpildytos silikageliu arba molekuliniais sietais) sugeria šią drėgmę, todėl jungiamosios dėžutės vidus yra sausas ir elektros jungtys apsaugomos nuo korozijos ar trumpojo jungimo. Be to, montuotojai turėtų vengti per daug traukti arba sukti laidus, nes tai gali pažeisti galų sandariklius, ir užtikrinti, kad šildytuvas būtų tinkamai pritvirtintas prie tvirtinimo elementų (pvz., šiluminio šulinio arba tiesioginio sąlyčio su žeme), kad laikui bėgant būtų išvengta judėjimo, dėl kurio tarpikliai gali būti apkrauti.
Tais atvejais, kai tiesioginis sąlytis su dirvožemiu kelia didelį drėgmės pavojų, terminiai šuliniai suteikia papildomą apsaugos sluoksnį, fiziškai atskirdami kasetinį šildytuvą nuo dirvožemio drėgmės. Šiluminis šulinys yra sandarus metalinis vamzdis, -paprastai pagamintas iš nerūdijančio plieno, „Inconel“ ar kitų korozijai -atsparių lydinių-, uždarytas apačioje ir uždengtas viršuje. Kasetinis šildytuvas įkišamas į terminį šulinį, kuris vėliau įrengiamas dirvožemyje; Tai sukuria sausą, apsaugotą aplinką šildytuvui, tuo pačiu leidžiant efektyviai perduoti šilumą per šulinio sienelę į aplinkinį gruntą. Šiluminiai gręžiniai ypač naudingi tais atvejais, kai dirvožemis yra labai prisotintas (pvz., pelkėse, drėkinimo zonose arba žemiau vandens lygio) arba yra korozinių teršalų, galinčių pažeisti šildytuvo apvalkalą. Jie taip pat palengvina kasetinio šildytuvo keitimą nepažeidžiant dirvožemio ar šildymo sistemos infrastruktūros{7}}tiesiog nuimkite dangtelį, ištraukite seną šildytuvą ir įdėkite naują. Tais atvejais, kai reikalingas tiesioginis sąlytis su dirvožemiu (pvz., kai šiluminiai šuliniai trukdytų šilumos perdavimo efektyvumui arba būtų ribota erdvė), šildytuvai su sandariais apvalkalais ir vazoniniais galais užtikrina kitą geriausią apsaugą. Integruotai sandarūs apvalkalai gaminami su vientisu dizainu, kuris pašalina tarpus ar siūles, į kurias galėtų patekti drėgmė, o vazoninėse galinėse dalyse naudojamas aukštos temperatūros epoksidinis ar vazoninis mišinys, kad gaubtų galą ir švino laido jungtį, sukuriant vandeniui atsparią barjerą, atsparią drėgmei ir korozijai. Šie specializuoti šildytuvai yra sukurti taip, kad ilgą laiką atlaikytų tiesioginį panardinimą į vandenį ar drėgną dirvą, todėl jie idealiai tinka naudoti ten, kur šiluminiai šuliniai neįmanomi.
Sezoniniai oro ir dirvožemio sąlygų svyravimai daro didelę įtaką drėgmės lygiui, su kuriuo susiduria kasetinių šildytuvų sistemos, ir taikant tvirtą drėgmės valdymo strategiją reikia atsižvelgti į šiuos sezoninius pokyčius. Pavasarį tirpstantis sniegas ir gausūs krituliai prisotina dirvožemį, padidina požeminio vandens lygį, o žemai esančiose{1}}vietovėse-susistoja vanduo, todėl šildytuvai ilgą laiką panardinami į vandenį arba yra didelės drėgmės. Šio sezono metu taip pat padidėja ruonių pažeidimo rizika dėl užšalimo ir atšildymo: vanduo, patekęs į nedidelius ruonių tarpus, gali užšalti, išsiplėsdamas ir praplatindamas tarpus, todėl tirpstant ledui patenka daugiau vandens. Vasarą drėkinimo ciklai sukuria dažnus drėgno{5} džiovinimo ciklus, kurie apkrauna šildytuvo sandariklius ir apvalkalą. Pakaitomis veikiant drėgnam dirvožemiui ir sausam, karštam orui, šildytuvo medžiagos plečiasi ir susitraukia, palaipsniui degraduoja sandarinimo medžiagos ir susidaro nedideli įtrūkimai, į kuriuos patenka drėgmė. Be to, aukšta vasaros temperatūra gali paspartinti sandarinimo medžiagų degradaciją ir laikui bėgant sumažinti jų efektyvumą. Rudenį atvėsina temperatūra, o tai padidina kondensacijos riziką: vėsus orui ir dirvožemiui, šiltas, drėgnas oras šildytuvo arba jungties dėžutės viduje kondensuojasi į vandens lašelius, kurie gali kauptis ir sukelti drėgmės žalą. Regionuose, kuriuose žiemos šaltos, užšalimo temperatūra gali paaštrinti drėgmės problemas, nes užšaldomas susikaupęs vanduo, dėl kurio gali įtrūkti šildytuvo apvalkalas arba galų sandarikliai. Kasetės šildytuvo sistema, sukurta veikti ištisus metus, turi būti suprojektuota taip, kad atlaikytų visas šias sezonines sąlygas, naudojant medžiagas, atsparias ekstremalioms temperatūroms, sandariklius, kurie išlaiko vientisumą per šlapio{13}džiovinimo ciklus, ir atsargines drėgmės kontrolės priemones (pvz., sausiklius ir terminius šulinius), kad būtų pašalintos sezoninės problemos.
Reguliarus izoliacijos atsparumo bandymas yra aktyvi techninės priežiūros praktika, kuri užfiksuoja drėgmės problemas, kol jos neperauga į katastrofiškus gedimus. Izoliacijos varžos bandymas matuoja šildytuvo MgO izoliacijos atsparumą elektros srovei, aiškiai rodydamas, ar drėgmė nepateko į šildytuvo vidų. Itin svarbu patikrinti kasetės šildytuvo izoliacijos varžą montuojant, nes taip nustatomas pradinis rodmuo-atskaitos taškas, su kuriuo galima palyginti būsimų bandymų rezultatus. Šis pradinis rodmuo atspindi šildytuvo izoliacijos kokybę, kai jis yra naujas ir sausas, o bet koks reikšmingas atsparumo sumažėjimas laikui bėgant rodo drėgmės patekimą arba izoliacijos pablogėjimą. Periodiniai bandymai turėtų būti atliekami reguliariais intervalais (pvz., kas ketvirtį arba kas pusę metų), o papildomi bandymai atliekami iš karto po stipraus lietaus, drėkinimo ar tirpstančio sniego laikotarpių, kai drėgmės poveikis yra didžiausias. Bandymų dažnumas taip pat gali priklausyti nuo taikymo: kritinėms sistemoms (pvz., naudojamoms pramoniniuose procesuose arba žemės ūkio operacijose, kur prastovos kainuoja brangiai) gali reikėti dažniau tikrinti. Izoliacijos varžos vertės matuojamos megaomais (MΩ), o pramonės standartai paprastai rekomenduoja, kad vertės išliktų didesnės nei 1 megohmas, kad būtų užtikrintas saugus ir patikimas veikimas. Jei vertės mažesnės nei 1 megaomo, reikia nedelsiant ištirti: gali reikėti patikrinti, ar nepažeisti galinių tarpiklių, patikrinti, ar jungiamojoje dėžutėje nėra drėgmės, arba nuimti šildytuvą iš dirvožemio, kad būtų patikrinta, ar nepažeistas apvalkalas. Kai kuriais atvejais išdžiovinus šildytuvą (jei įmanoma) galima atkurti izoliacijos varžą, tačiau jei izoliacija yra labai prisotinta arba pažeista, ją reikia pakeisti, kad būtų išvengta trumpojo jungimo, įžeminimo gedimų ar šildytuvo perdegimo.
Kritinėms dirvožemio šildymo reikmėms-, pvz., pramoninėse patalpose, avarinio šildymo sistemose arba vietose, kuriose yra susirūpinęs personalo saugumas,-apsauga nuo žemės gedimų yra esminė saugos priemonė, papildanti aktyvias drėgmės valdymo priemones. Įžeminimo grandinės pertraukikliai (GFCI) arba apsaugos nuo įžeminimo gedimų įtaisai (GFPD) yra skirti stebėti elektros srovę, tekančią per kasetės šildytuvo grandinę, aptikdami bet kokią nuotėkio srovę, viršijančią saugią ribą (paprastai 5 miliamperai gyvenamosiose ar nedidelėse komercinėse patalpose ir didesnė pramoninėse sistemose). Įvykus įžeminimo gedimui,-pavyzdžiui, kai dėl drėgmės elektros srovė nuteka iš šildytuvo elemento į žemę-, šie įrenginiai per milisekundes nutraukia maitinimo tiekimą, neleidžiant sugadinti šildytuvo, kitos elektros įrangos ir, svarbiausia, apsaugoti darbuotojus nuo elektros smūgio. Siekiant užtikrinti veiksmingą apsaugą, GFCI / GFPD turi būti tinkamo dydžio kasetės šildytuvo apkrovai: per mažo dydžio įrenginiai gali be reikalo suveikti, o per dideli įrenginiai gali neaptikti pavojingų nuotėkio srovių. Be to, šie įrenginiai turi būti reguliariai (paprastai kas mėnesį) tikrinami, siekiant užtikrinti, kad jie tinkamai veiktų-daugumoje GFCI yra bandymo mygtukas, imituojantis įžeminimo gedimą, leidžiantį naudotojams patikrinti, ar įrenginys suveikia taip, kaip numatyta. Kai kuriais atvejais sistemoje gali būti naudojami keli GFCI, siekiant užtikrinti specifinę zonos{11}} apsaugą ir užtikrinti, kad dėl įžeminimo vienoje srityje neišjungtų visos šildymo sistemos. Kartu su hermetiškais galais, tinkamu įrengimu, šiluminiais šuliniais ir reguliariais izoliacijos bandymais, apsauga nuo įžeminimo gedimų sukuria visapusišką saugos tinklą, kuris sumažina su drėgme susijusių gedimų riziką ir užtikrina ilgalaikį{14}}patikimumą.
