Зміст:
- Чому не працює кондиціонер, і як це можна використовувати на благо водонагрівачів
- По конструкції водонагрівача
Як-то раз прийшла в голову навіжена ідея з приводу створення водонагрівача, яку ми зараз будемо обговорювати. Ось на чому ґрунтувалася задумка. При обговоренні теплових насосів ми один раз підкреслили, що у разі з кондиціонерами ми — людство — витворяємо дивні речі. Намагаємося закачати тепло на вулицю, коли там і так жарко, норовимо, забрати трохи енергії з морозного повітря. Те ж саме зимою з водонагрівачами. Творці ж теплових насосів гордо заявляють, що грунт ніколи не змінює температуру. Глибоко під землею завжди близько 4-х градусів Цельсія. Все б добре, але ці теплові насоси (ККД яких досягає 400%) дуже дорогі. Що ж робити нам – простим смертним? А ну як, зберемо водонагрівач своїми руками, та не простий — а з хитринкою. Навіщо нам влітку холодна вода, а взимку занадто гаряча? Обговоримо…
Чому не працює кондиціонер, і як це можна використовувати на благо водонагрівачів
Припустимо, у нас літо. Проблема кондиціонера в тому, що він намагається через конденсор віддати тепло вуличного повітрю, розпеченому від спеки. Всі роздратовані, сваряться, при температурі в приміщенні вище 22 градусів Цельсія працездатність людини починає різко падати. А тепер підніміть вгору руки, хто миється – нехай навіть влітку – тільки холодною водою? Ні однієї руки, дві, три? А інші можуть взяти на замітку, що все зайве тепло можна віддати у бак з холодною водою, яку потім можна використовувати за призначенням, економлячи цим кошти, тому що окріп, як відомо, нам відпускається вчетверо дорожче (мінімум).
До яких же пір буде працювати водонагрівач? Ми вважаємо, що до сорока градусів вже точно. Принаймні виробники кондиціонерів стверджують, що перші проблеми починаються саме де-то в цій точці вуличної температури. Більш ніж достатньо, щоб помитися. Як довго буде йти процес? Залежить від охолоджуваного приміщення. Зрозуміло, що чим довше буде працювати кондиціонер, тим більше його конденсор віддасть тепла в імпровізованому водонагрівачі. Ми вважаємо, що влітку для великих площ багатоповерхових котеджів цілком достатньо, щоб забезпечити всіх мешканців теплою водою. (Див. також: Проточний водонагрівач своїми руками)
Зауважте, одночасно ми вирішуємо два завдання:
Тобто не викидаємо енергію назовні, а використовуємо для своїх потреб. Фактично реалізована та ж ідея теплового насоса, тільки напрямок перекачування трохи змінилося. І не потрібні сонячні колектори, або їх площу можна буде скоротити. Все це дає хороші шанси влітку не тільки отримати в своє розпорядження стабільно працюючий кондиціонер, але і дістати водонагрівач. Нагадаємо, що швидкість обміну енергією конденсора з навколишнім середовищем залежить від різниці температур між ними. Ось чому процес стане настільки ефективним, якщо замінити розпечене повітря прохолодною водою.
Такий водонагрівач дає шикарні можливості економії енергії в тих місцях, де люди займаються влітку фізичними навантаженнями. Мало того, що через стіни надходить тепло з вулиці, так ще і кожної людини можна уявити генератором потужністю близько 100 Вт. А тепер помножте це на тисячу, якщо в цеху ціла юрба людей, і зрозумієте, що відкриваються перспективи. При цьому ніхто не забороняє вентилювати приміщення, відбираючи тепло у вхідного повітря. Створення такого водонагрівача економить витрати на підтримання мікроклімату, тому що конденсорам буде простіше віддавати тепло прохолодній воді в резервуарі. Але цей плюс далеко не єдиний.
У сюжеті про встановлення зовнішніх блоків кондиціонерів велася мова за низкою заборон, встановлених мерією Москви, а попутно демонструвалися стіни, обвішані безглуздими конструкціями. Тепер уявіть, що промисловість запускає новий вид водонагрівача, а все старе зобов’язує зняти протягом, скажімо, 10-ти років. За обмін старої техніки при покупці надається знижка. Зовсім як при заміні холодильників на нові, а також і іншого устаткування. Розумієте, що станеться? Те, з чим безуспішно борються наші чиновники, пройде з чималою користю для людей, які почнуть економити. При цьому одночасно поліпшується зовнішній вигляд столиці, і все це без будь-яких судів. Таким чином, принцип дії водонагрівача в цьому випадку багато в чому нагадує тепловий насос, і не можна сказати, щоб ця ідея була абсолютно новою. У Європі з землі давно вже беруть тепло.
По конструкції водонагрівача
Зараз країни Європи за різними оцінками економлять мільярди євро на технологіях у сфері побутової і кліматичної техніки. Розроблені спеціальні комісії, які займаються таким питанням. У нашому випадку швидше має місце те, що називають бойлером. Пропонується змійовик-конденсор занурити у воду, де він буде віддавати тепло, одночасно спрощується процес кондиціонування в силу того, що розігрітій поверхні простіше охолонути. За рахунок цього можна буде сміливо вести літні профілактичні роботи по столиці, які настільки багатьох обурюють.
Ідея створення накопичувального водонагрівача, який би у своєму утепленому баку зберігав тепло, отримане від конденсора. Теплоємність води дуже і дуже значна, тому небезпека, що холоди не вистачить мінімальна. На перший погляд різниця невелика, давайте подивимося:
- питома теплоємність води 4200 Дж /кг к.
- питома теплоємність повітря – 1000 Дж/кг К.
Різниця 4 до 1 нас не влаштовує? Але це ж по масі. Ми звикли міряти і не розуміємо, що обсяг кілограма пуху в десятки разів перевищує обсяг кілограма цвяхів. Те, що для води становитиме 1 куб, для повітря буде близько 900. Іншими словами кажучи 100 літрів води за теплоємності еквівалентні 900 х 100 літрів повітря. А це вже 90 кубометрів.
Ми знаємо, що накопичувальний водонагрівач об’ємом 100 літрів мається на квартирі у кожного, при цьому житлоплощу в середньому становить 50 метрів (разом з кухнею). Порахуйте для висоти 2,5 метра, відніміть коридор, де прохолода не так важлива, і зрозумієте, що 100 літрів води температурою близько 8 градусів Цельсія можуть забрати у нашої квартири близько 30 градусів тепла за рахунок роботи фреонового контуру якого-небудь кондиціонера. (Див. також: Сонячний водонагрівач своїми руками)
А цього більш ніж достатньо. Залишилося одне – порахувати приплив тепла зовнішніх стін. Ми вже розповідали, як це зробити, нагадаємо. Протікання енергії через будь-яку перешкоду мають лінійну залежність від різниці температур по обом сторонам. Отже, ми можемо приблизно сказати. Яка потужність цієї протікання. По-перше, доведеться закрити вікна і двері в приміщенні, а досвід проводити з інверторної спліт-системою. Її особливістю є підгонка потужності до умов. Тобто в сталому режимі спліт-система буде працювати саме з тією швидкістю, з якою потрібно.
У сталому режимі вимірюємо споживання струму кондиціонера. Тепер можна знайти споживану потужність кондиціонера. Зазвичай вона в 2,5 – 3 рази нижче потужності охолодження. Точніше це можна дізнатися у виробника. Ось ця потужність охолодження і є шуканий параметр, за допомогою якого можна зрозуміти, скільки Ватт треба (і можна) буде віддати воді. Але якщо враховувати типове значення в 2 кВт, то вийде абсолютно типовий водонагрівач накопичувального типу, який за 8 годин гріє близько 200 літрів води від початкового стану і до 80-ти градусів.
Звичайно, є й одна проблема: швидкість обміну змійовика з накопичувальним водонагрівачем буде залежати від температури води, яка буде з часом підвищуватися…
Ми б порекомендували збільшити об’єм бойлера, якщо є така можливість. Це видається більш переконливим рішенням задачі. Однак для скептиків пропонуємо подумати про таке явище у літній період, як зворотна тяга. Як, і від неї врятуємо? Саме! Просто бак водонагрівача утеплювати не будемо. Що вийде? У ванній і туалетній кімнатах буде підвищена температура. За рахунок цього повітря спрямується вгору. Він гаряче того, що на даху, і ефект зворотної тяги зникає, втрачаючи своє підґрунтя. В свою чергу за рахунок вентиляції з природним спонуканням повітря вуличний йде всередину, створюючи приплив тепла. Потужність кондиціонера наростає, у ванній і туалетній стає ще тепліше.
Сподіваємося, той простий факт, що розглянутий саморобний накопичувальний водонагрівач має право на існування, доведений. Найпростіші підрахунки показують, що для країн теплого клімату один прилад здатний замінити собою цілий сонм систем, що дає приголомшливе заощадження енергії для таких країн, як Китай і Індія. Таким чином питання, як зробити водонагрівач своїми руками, приводить нас до створення глобальних кліматичних систем нового покоління. Працюють, втім, на принципі всім відомих теплових насосів, але при цьому дешевих і доступних. Ми вважаємо, що можна створити і інші різновиди водонагрівачів, які були б більш доречним в наших квартирах, а також і поліпшити кондиціонери. Але читачі вже отримали хорошу задумку, а як реалізувати її на практиці, думайте самостійно.
Зазначеним способом не вийде зробити проточний водонагрівач, тому що суть саме в запасании тепла і поступовому витраті води. Цікавою методика також є охолодження стоків в цілях опалення, але в Росії це нововведення поки не приживається. Ми схильні вважати, що прийде час багатофункціональних приладів, тому пристрій водонагрівача повинна дозволяти робити що-небудь ще крім прямого призначення.