А я вот так грел. За час вода стала прям теплючая. И без насосов и дров несколько головешек. Валялся старый радиатор от кайрона и понеслась. Сейчас дожди прошли и завтра наверное снова включу. Ну естественно я конечно же всё сделаю красиво, но потом. Собрал минуты за 3.
Раз уж пошла такая волна про лайфхаки с бассейнами, то впихну и свои пять копеек. Авось кому пригодится.
Итак, стояла задача подогреть воду детишкам в каркасном бассейне, но так, чтобы вышло не очень накладно и из подручных ресурсов.
По сусекам наскреблось:
- Металлический контейнер. Такие раньше использовались для мусора, а у родителей в деревне стояли в сарае для хранения и сберегания от мышей зерна.
- Металлическая бочка.
- Четыре гайки и кусок арматуры.
- Останки от стиральной машины.
- Шланги, фитинги, хомутики какие нашлись.
- Из инструментов: сварочный аппарат, УШМ (болгарка) и молоток, куда ж без него.
Концепция хорошо видна на первом фото. К краю контейнера приварены гайки, в него погружена бочка и заперта двумя кусками арматуры. Вокруг бочки налита вода, которая, эту бочку толкает вверх и надёжно удерживает "силой выпертой воды бочкой впёрнутой туды". Ну по закону Архимеда.
В бочке разводится огонь и сжигается весь мусор. что обнаруживается на участке:
Там отлично горит всё от ненужной сухой травы до пластика, ПЭТ бутылок, ДСП и прочего. Причем такой реактор не дымит за счет перехода в пиролизный режим. Забегая вперед скажу. что объма бочки вполне хватает, чтобы прилично нагреть довольно большой бассейн и не заполниться существенно золой.
Также из-за постоянного охлаждения бочка в таком режиме не прогорает, как это происходит, если просто жечь мусор в такой бочке без охлаждения.
Кстати, что важно. Прежде чем разжигать огонь. нужно залить воды и проверить внешний кожух на герметичность. У нас нашлись микротрещинки, которые пришлось заваривать. Ищутся они с помощью воды:
Так. Теперь нужно придумать чем принудить водичку к циркуляции. Рассматривались три варианта:
- Гравитационный - типа вода сама должна циркулировать ввиду градиента температур. Сразу скажу, что не прокатит. Уровень воды в кожухе сильно выше, чем в бассейне, так что нужен насос.
- Принудительно не дешевый - был куплен насос, от которого пришлось в последствии отказаться в виду слишком большой его производительности:
- Принудительно отопительный - говорят, что олично подходит циркуляционный насос, как в отопительных системах. У нас лишнего такого не нашлось:
- Принудительно бесплатный - самый (спойлер) удобный вариант, как оказалось.
Этот взят буквально с помойки. Кто-то выбросил стиральную машину, а с нее был скручен вот этот насос, тщательно вымыт и потом долго использовался для обогрева бассейна.
Как оказалось ему ни почем многочасовая непрерывная работа, а воду он гоняет не слишком быстро, но и поток даёт приличный. И высоту подъёма столба воды обеспечивает слихвой.
Вот по этому видео можно оценить его производительность:
Тут стоит объяснить один нюанс такой системы.
Вода в кожухе получается с приличным градиентом по температуре. Верху горячая, а внизу довольно холодная. Поэтому при циркуляции нужно забирать воду сверху. Но тут возникает проблема с регулировкой производительности насоса.
В итоге оптимальным оказался вариант, когда насос качает холодную воду из бассейна в контейнер, а из верхней точки контейнера вода самотёком переливается в бассейн.
Вот на фото всё видно. В левом нижнем углу кадра на траве лежит насос, а синий шланг несёт горячую воду в бассейн:
Есть тут одна проблемка. Если бы переток в бассейн осуществлялся по какому-то желобу или шлангом потолще, то проблем никаких. Но вот такой шланг иногда завоздушивается. Поток воды создаёт воронку и затягивает воздух в шланг. Пузыри воздуха снижают производительность перетока и это иногда может привести к переполнению контейнера. Края бочки немного выше краёв кожуха, поэтому риска залить огонь нет, но всё же тут надо доинженерить. Можно поставить тривиальный таймер и раз в 10 минут на минутку отключать насос, чтобы пузыри поднялись и вышли из шланга.
Шланг был подкючен через тройник, ввареный в верхнюю часть кожуха. Вот видно как пузыри мешают:
Но тем не менее система показала себя очень хорошо. Бассейн за пару часов нагревается до очень комфортной температуры и его удавалось использовать до конца сентября в средней полосе.
Арматура от огня прилично нагревается. Прямо до красна. И вот так вот выгибается. Но это не стало проблемой.
Такой вот лайфхак.
Если кто придумает удобный способ организовать перелив без завоздушивания - пишите.
Нужно, чтобы производительность перелива подстраивалась под уровень воды в кожухе. У нас хорошо работал вариант с периодическим отключением насоса для остановки потока и выхода воздуха из шланга.
P.S.
Кадры в статье с двух локаций. Сперва репетиция и сборка, потом инсталляция в штатном режиме.
Если зайдёт, то потом как-нибудь попробую рассказать другие способы обогрева которые пробовал отец: буржуйка со змеевиком, бытовая водонагревательная колонка переделанная на использование пропана из баллона.
Интересно, почему все эти борцы за экономию и экологию до сих пор не сделали стиралку, которую можно подключать сразу к горячей воде?
Ребят жил до этого только в селе газа не было топил печку)
Хочу сспросить у знатоков если детектор дыма горячий это нормально(или хз как это штука называется) вот она эта синия, как я понял при утечке газа это штука уходит внутри и закрывает газ, но когда включаю котёл то она нагревается это нормально? Стоит беспокоится? , Спасибо за ответы!
Астрономы при помощи наземных и космических телескопов смогли определить, что за аномальный нагрев верхних слоев атмосферы Юпитера отвечают ветра, которые переносят тепло от регионов, где бушуют полярные сияния, к экватору гиганта. Статья опубликована в журнале Nature.
Наблюдения за Юпитером показывают, что верхние слои атмосферы газового гиганта значительно горячее, чем предсказывалось на основе его нагрева солнечным светом. В качестве возможного источника тепла могут выступать процессы, которые связывают магнитосферу планеты с атмосферой и порождают мощные полярные сияния, кроме того предлагались идеи нагрева внешних слоев Юпитера за счет внутренних гравитационных или акустических волн, идущих из нижних слоев атмосферы. Однако на сегодняшний день данных наблюдений не хватает для достоверного подтверждения какой-то из этих гипотез.
Группа астрономов во главе с Джеймсом О’Донохью (James O’Donoghue) из Института космоса и астронавтики JAXA решила разобраться в загадке нагрева верхних слоев Юпитера. Ученые проанализировали данные наблюдений за Юпитером, полученные при помощи межпланетной станции «Юнона», космического аппарата Hisaki и наземной обсерватории Кека, чтобы построить глобальные карты распределения температуры верхних слоев атмосферы. В этом им помог ион H3+, который является основной составляющей ионосферы Юпитера и находится в диапазоне высот 600–1000 километров от «поверхности» планеты (основания тропосферы, где уровень атмосферного давления составляет один бар).
Исследователи определили, что температура верхних слоев постепенно снижается от областей, где возникают полярные сияния, к экватору, и смогли обнаружить необычную нагретую волну планетарного масштаба в атмосфере, которая двигалась от полюсов к экватору. Они пришли к выводу, что лучше всего данные наблюдений описывает модель, в которой меридиональные ветра, распространяющиеся в направлении экватора, переносят с собой тепло, источником которого являются полярные сияния, и нагревают верхние слои атмосферы во многих широтах планеты. При этом, интенсивность нагрева зависит от состояния магнитосферы, которая может сжиматься из-за давления солнечного ветра и увеличивать высыпание заряженных частиц в атмосферу Юпитера вблизи его полюсов.
Ранее мы рассказывали о том, как ионы H3+ помогли ученым отыскать магнитный экватор Юпитера.
Автор статьи: Александр Войтюк
Это объявленная ранее публикация о том, как благодаря закону Ома и закону Джоуля-Ленца один и тот же водонагреватель может как заработать, так и не заработать через автоматический выключатель одного и того же номинала, а один и тот же чайник может нагревать воду с разной скоростью.
Читатель мог подумоть, что физика в объеме школьной программе никогда не понадобится в обычной жизни, но вот прямо сейчас она как понадобится...
Простой бытовой сюжет начинается с мыслей о ежегодном плановом отключении горячей воды и поиска проточного водонагревателя, который можно включать в «обычную» розетку на 16 ампер. Рынок предлагает несколько моделей с заявленной мощностью в 3500 ватт. В описании так и указано: «мощность 3500 ватт». Делим 3500 ватт на 220 вольт – получаем силу тока 15.91 ампера, как раз немного меньше, чем 16 ампер.
Именно поэтому мощность не 3400 и не 3600 – выбрано максимальное «круглое» значение мощности, которое должно безопасно получаться из обычной розетки на 16 ампер. Это в теории, а на практике...
... читаем отзывы на одну и ту же модель водонагревателя. Одни покупатели пишут, что водонагреватель работает через автоматический выключатель на 16 ампер, другие – что такой выключатель стабильно отключается через несколько минут работы водонагревателя. Одни покупатели пишут, что работает без нареканий, другие – что проводка становится теплой.
Это ЖЖЖЖЖ явно неспроста. Неправильные пчелы? Нет, это проявление закона Ома и закона Джоуля-Ленца.
В описании водонагревателя рядом с текстом «мощность 3500 ватт» также написано «напряжение 220 вольт». Читать нужно так: «мощность составляет 3500 ватт при напряжении питания 220 вольт».
Фактическое значение сетевого напряжения может отличаться от номинального по целому ряду причин. В зависимости от состояния электросетей и настройки трансформаторов на подстанциях напряжение может постоянно быть немного ниже или немного выше номинального. Помимо этого фактическое напряжение может меняться в течение суток из-за колебаний потребления электроэнергии.
Это нормально, пока отклонение от номинала остается в пределах, установленных нормативами. Бывает еще, что напряжение отличается от номинального в нарушение требований нормативов – читатель наверняка слышал истории о даче, где электросети изношены или перегружены и чайник еле-еле греет, а стиральная машина не включается и надежно работает только зарядное устройство с диапазоном входных напряжений 100–240 вольт.
Все производители электроприборов, которые не хотят разориться на замене сломавшихся электроприборов и компенсации вреда от их возгораний, делают электроприборы так, чтобы они безопасно работали в широком диапазоне допустимых по нормативам напряжений. Безопасная работа – хорошо, но при изменении напряжения может меняться сила тока через электронагревательный прибор и в результате будет изменяться его фактическая мощность.
Пришло время вспомнить закон Ома...
Закон Ома для участка цепи записывается обычно вот так:
I = U / R
I – сила тока в участке цепи, U – напряжение на его границах, R – электрическое сопротивление участка.
Из этого соотношения прямо следует, что при неизменном электрическом сопротивлении и возрастании напряжения сила тока возрастает линейно. Напряжение возрастает на 10 процентов – сила тока тоже возрастает на 10 процентов. При убывании напряжения сила тока линейно убывает.
При протекании электрического тока через участок цепи в нем выделяется тепло, это так называемое тепловое действие электрического тока. Мощность выделяемого тепла определяется так (следствие закона Джоуля-Ленца):
P = I × I × R
P – мощность выделяемого тепла, I – сила тока, R – сопротивление.
Из этого соотношения следует, что при неизменном электрическом сопротивлении и возрастании силы тока мощность тепла возрастает квадратично. Сила тока возрастает на 10 процентов – мощность выделяемого тепла возрастает на 21 процент (1.10 × 1.10 = 1.21).
Поэтому при неизменном электрическом сопротивлении и возрастании напряжения мощность выделяемого тепла возрастает квадратично. Это следствие двух указанных выше соотношений. Напряжение возрастает на 10 процентов – сила тока также возрастает на 10 процентов и мощность выделяемого тепла возрастает на 21 процент.
Это не бесполезная теория. Производители бытовой техники, которые собираются продавать технику в как можно большее число государств, учитывают, что входное напряжение может немного отличаться, и в описании чайника указывают например следующее: «220–240 вольт 2000–2400 ватт». Верхнее значение диапазона напряжения на 9 процентов выше нижнего, а верхнее значение диапазона мощности на 19% выше нижнего – мощность выделяемого тепла квадратично растет с ростом напряжения. Это следствие закона Ома и закона Джоуля-Ленца.
Да, один и тот же чайник может потреблять разную мощность в зависимости от фактического напряжения в электросети. Сила тока через нагревательный элемент чайника также может изменяться в зависимости от напряжения. Скорость нагревания одного и того же объема воды на одну и ту же разность температур будет разной в зависимости от напряжения в электросети. Это следствие закона Ома и закона Джоуля-Ленца.
И то же самое с водонагревателями... «мощность 3500 ватт напряжение 220 вольт». А фактическое напряжение не 220, а 230 вольт – это допустимо по действующим в России в 2021 году нормативам. Фактическое напряжение выше указанного на табличке водонагревателя на 4.55 процента. Сила тока будет выше также на 4.55 процента – не 15.91 ампера, а 16.63 ампера. Мощность составит 3825 ватт.
При фактическом напряжении 235 вольт (на 6.8 процента выше указанного на табличке) сила тока будет 17 ампер, а мощность – 3993 ватта.
Надо бы подумоть о таком неудобстве: повышение силы тока приведет к увеличению нагрева проводов, их соединений и розетки. Розетка-то как была на 16 ампер, так и осталась, и провода все те же и скрутки и клеммники никуда не делись. Но пока не будем обращать на это внимание, пока попробуем оценить...
... сколько времени потребуется автоматическому выключателю, чтобы сработать при таких превышениях силы тока выше номинала? Здесь придется выйти за пределы школьной программы по физике.
Ответ на этот вопрос дает так называемая время-токовая характеристика автоматического выключателя. Она показывает, сколько времени требуется для срабатывания автоматического выключателя в зависимости от того, насколько фактическая сила тока превышает номинал выключателя. Время срабатывания разное при разной температуре воздуха – если автоматический выключатель хуже охлаждается, он при той же силе тока быстрее прогреется и сработает раньше. Это не знакомый электрик – сын маминой подруги – сказал, это написано...
... в увлекательном документе ГОСТ Р 50345-2010 (является действующим на 2021 год).
Неисправимо оптимистичные читатели могут написать в комментариях о пункте 3.5.15 этого стандарта («условный ток нерасцепления») и заявить, что автоматический выключатель обязан не отключаться в течение не менее часа, если фактическая сила тока не превышает номинал выключателя более чем на 13%. В случае выключателя на 16 ампер речь идет о токе силой чуть больше 18 ампер. Вроде бы есть простор (на возможный перегрев проводов, соединений и розетки все еще не обращаем внимания).
«Температура окружающего воздуха» – это не температура воздуха в помещении, а температура воздуха вокруг выключателя внутри электрощита. Внутри того же самого щита метры проводов, клеммники, другие выключатели, и все они могут нагреваться, вместе сильно прогревая воздух вокруг выключателя (а заодно и собственную изоляцию).
Время срабатывания выключателя, через который включен водонагреватель, будет зависеть и от фактической величины сетевого напряжения, и от охлаждения воздуха внутри электрощита, в котором находится выключатель, и от выделения тепла всем остальным содержимым того же электрощита. Здорово, правда?
Кстати, при увеличении силы тока на 13% его тепловое действие увеличивается... да, на 27.7 процентов. Это дополнительный нагрев всей цепи, в которой протекает избыточный ток. Это нагрев проводов, соединений, розеток. Здорово, правда? Именно о таком испытании своих электрических цепей, которые далеко не всегда сделаны с требуемыми по нормативам запасами, мечтает каждый покупатель бытовых приборов. Условный ток нерасцепления в нормальной время-токовой характеристике уже не выглядит таким привлекательным и теперь не только «решает» проблемы, но быть может и создает новые.
Поэтому электронагревательный прибор с мощностью «на пределе возможного» – это интригующая неопределенность. Может заработать без нареканий, а может беспокоить покупателя перегревом проводов или вызывать срабатывание автоматических выключателей.
Разгадывание таких ребусов – явно не то, к чему обычно готовится покупатель, выбирая бытовой электроприбор, который поставляется с сетевым проводом с вилкой для включения в «обычную» розетку. Он хотел просто помыться теплой водой... Такой наивный.
А теперь... краткий пересказ написанного выше.
1. Чем выше фактическое напряжение, тем большую фактическую мощность потребляет тот же электронагревательный прибор, тем выше сила тока через него и тем больше разогреваются все элементы электрической цепи, в которую он включен, – провода, вилка, розетка, автоматические выключатели и другое содержимое электрощита. Это следствие закона Ома и закона Джоуля-Ленца.
2. Фактическое напряжение может быть разным в разных домах одного квартала, разных подъездах одного дома, разных квартирах одного подъезда и изменяться в течение суток. Это нормально, это случается повсюду, так устроены распределительные электрические сети.
3. Чем выше температура воздуха вокруг автоматического выключателя и чем больше превышение фактической силы тока над номиналом автоматического выключателя, тем быстрее он срабатывает. Так устроены автоматические выключатели. ГОСТ Р 50345-2010 – увлекательный документ.
4. Электронагревательные приборы с мощностью «на пределе возможного» – неоднозначное решение для бытовых приборов, которые покупатель привозит из магазина и включает в «обычную» розетку. Покупатель, который наивно надеялся помыться теплой водой, может застрять в разгадывании разнообразных ребусов.
Под публикациями о ежегодном отключении горячей воды в комментариях часто разворачивается обмен мнениями о том, есть ли толк в проточном водонагревателе. Например, под этой недавней публикацией. Есть мнение, что либо водонагреватель должен быть очень мощным, либо поток воды на выходе будет едва теплым и очень очень слабым.
Ниже два видеоматериала общей продолжительностью чуть менее двух минут, но сначала совершенно необходимая совершенно беспощадная физика.
Требуемая мощность зависит от трех параметров.
Первый – объем воды, проходящей через водонагреватель в единицу времени. Чем больше литров в минуту – тем большая нужна мощность.
Второй – температура воды на входе. Чем она ниже – тем большая нужна мощность. Третий – требуемая температура воды на выходе. Чем она выше – тем большая нужна мощность. В общем, чем больше разность температур на входе и выходе – тем большая нужна мощность.
Зная значения этих трех параметров, можно посчитать требуемую мощность по формуле...
мощь в ваттах = (число литров в минуту) × (разность между температурами на входе и выходе) × (удельная теплоемкость) / (число секунд в минуте)
Число литров в минуту определим, измерив секундомером время наполнения мерного ведра из душа при открытой «как обычно при мытье» воде. Может получиться четыре литра в минуту – зависит от аппетитов и душа. Разность температур примем тридцать градусов – нагрев воды с десяти до сорока градусов. Удельную теплоемкость возьмем из таблицы и округлим до 4200. Число секунд в минуте примем равным 60...
... и получим 8400 ватт требуемой мощности. Столько из «обычной» розетки на 16 ампер безопасно получить нельзя, нужно правильно сделанное подключение проводом большого сечения через автоматический выключатель на большой ток в правильно доработанном вводном щите. У многих читателей общее разрешенное потребление ниже этой требуемой мощности по техническим причинам, и им о потреблении такой мощности остается только мечтать.
Чтобы обойтись «обычной» розеткой на 16 ампер, нужно снизить мощность до 3–3.5 киловатт.
С температурой водопроводной воды на входе мало что можно сделать. Ожидаемую температуру на выходе можно уменьшить, но тогда затея с водонагревателем теряет смысл. Остается уменьшать число литров в минуту.
И самое время вспомнить о технических способах экономии воды. Чтобы расходовать меньше воды, придумали душ с пониженным расходом воды. В нем меньше отверстий, а скорость воды на выходе выше. Некоторые водонагреватели идут в комплекте с такими. Вот этот видеоролик наглядно показывает разницу между «обычным» душем и душем с пониженным расходом воды.
В следующем видеоролике автор показывает, как водонагреватель нагревает воду с 13 до 38 градусов, это 25 градусов разности температур – почти та же разность температур, что была принята в расчетах выше.
Чтобы нагреть 4 литра воды в минуту на 25 градусов, потребовалась бы мощность в семь киловатт (та же формула, что и ранее). Внимательный читатель может заметить, что это вдвое больше мощности нагревателя в видеоматериале – следовательно, в видеоматериале нагреватель нагревает вдвое меньше воды в единицу времени, это примерно два литра в минуту.
Физика беспощадна, с ней в комментариях не поспоришь. Если нужно обойтись «обычной» розеткой на 16 ампер – есть выбор. Либо мощность около трех с половиной киловатт и показанный выше душ, либо предварительный нагрев воды в чайнике или ведре, либо накопительный водонагреватель подходящего объема, либо «да ладно, холодная вода не такая и холодная».
Можно попытаться убавить поток воды и в результате еще немного повысить температуру на выходе, но в водонагревателе может сработать автоматическое отключение нагрева. Температура воды на входе зависит от конкретного водопровода и времени года, водонагреватель только повышает температуру воды на некоторую разницу, температура на выходе при этом может оказаться недостаточно интересной.
Большое спасибо автору двух показанных в этой публикации видеоматериалов. В общей сложности чуть менее двух минут видеоматериала намного полезнее, чем недели изучения рекламы, описаний, обзоров и отзывов.
Очень внимательные читатели могли обратить внимание, что в середине текста содержится такая фраза: снизить мощность до 3–3.5 киловатт. Они могли подумоть: почему там не одно значение мощности, а диапазон? А потому что закон Ома, вот почему. В зависимости от напряжения в электросети водонагреватель «на 3.5 киловатта» может потреблять больше или меньше заявленной мощности и может как заработать через автоматический выключатель на 16 ампер, так и не заработать. Об этом будет отдельная публикация.
