Водонагреватель своими руками

Содержание:

Как-то раз пришла в голову сумасбродная идея по поводу создания водонагревателя, которую мы сейчас будем обсуждать. Вот на чем основывалась задумка. При обсуждении тепловых насосов мы один раз подчеркнули, что в случае с кондиционерами мы — человечество — вытворяем странные вещи. Пытаемся закачать тепло на улицу, когда там и так жарко, норовим, забрать немного энергии из морозного воздуха. То же самое зимою с водонагревателями. Творцы же тепловых насосов гордо заявляют, что почва никогда не меняет температуру. Глубоко под землей всегда порядка 4-х градусов Цельсия. Все бы хорошо, но эти тепловые насосы (КПД которых достигает 400%) очень дорогие. Что же делать нам – простым смертным? А ну как, соберем водонагреватель своими руками, да не простой — а с хитринкой. Зачем нам летом холодная вода, а зимой слишком горячая? Обсудим…

Почему не работает кондиционер, и как можно это использовать на благо водонагревателей

Допустим, у нас лето. Проблема кондиционера в том, что он пытается через конденсор отдать тепло уличному воздуху, раскаленному от жары. Все раздражены, ругаются, при температуре в помещении выше 22 градусов Цельсия работоспособность человека начинает резко падать. А теперь поднимите вверх руки, кто моется – пусть даже летом – только холодной водой? Ни одной руки, две, три? А остальные могут взять на заметку, что все лишнее тепло можно отдать в бак с холодной водой, которую потом можно еще и использовать по назначению, экономя этим средства, потому что кипяток, как известно, нам отпускается вчетверо дороже (минимум).

До каких же пор будет работать водонагреватель? Мы полагаем, что до сорока градусов уж точно. По крайней мере производители кондиционеров утверждают, что первые проблемы начинаются именно где-то в этой точке уличной температуры. Более чем достаточно, чтобы помыться. Как долго будет идти процесс? Зависит от охлаждаемого помещения. Понятно, что чем дольше будет работать кондиционер, тем больше его конденсор отдаст тепла в импровизированном водонагревателе. Мы полагаем, что летом для больших площадей многоэтажных коттеджей вполне достаточно, чтобы обеспечить всех жильцов теплой водой. (См. также: Проточный водонагреватель своими руками )

Заметьте, одновременно мы решаем две задачи:

  1. Поддержание микроклимата.
  2. Нагрев воды.

То есть не выкидываем энергию наружу, а используем для своих нужд. Фактически реализована та же идея теплового насоса, только направление перекачки чуть изменилось. И не нужны солнечные коллекторы, либо их площадь можно будет сократить. Все это дает хорошие шансы летом не только получить в свое распоряжение стабильно работающий кондиционер, но и заполучить водонагреватель. Напомним, что скорость обмена энергией конденсора с окружающей средой зависит от разницы температур между ними. Вот почему процесс станет столь эффективным, если заменить раскаленный воздух прохладной водой.


Такой водонагреватель дает шикарные возможности экономии энергии в тех местах, где люди занимаются летом физическими нагрузками. Мало того, что через стены поступает тепло с улицы, так еще и каждого человека можно представить генератором мощностью порядка 100 Вт. А теперь умножьте это на тысячу, если в цеху целая толпа людей, и поймете открывающиеся перспективы. При этом никто не запрещает вентилировать помещения, отнимая тепло у входящего воздуха. Создание подобного водонагревателя экономит расходы на поддержание микроклимата, потому что конденсорам будет проще отдавать тепло прохладной воде в резервуаре. Но этот плюс далеко не единственный.

В сюжете про установку внешних блоков кондиционеров велась речь по ряду запретов, установленных мэрией Москвы, а попутно демонстрировались стены, увешанные несуразными конструкциями. Теперь представьте, что промышленность запускает новый вид водонагревателя, а все старое обязует снять в течение, скажем, 10-ти лет. За обмен старой техники при покупке дается скидка. Совсем как при замене холодильников на новые, а также и прочего оборудования. Понимаете, что произойдет? То, с чем безуспешно борются наши чиновники, пройдет с немалой пользой для людей, которые начнут экономить. При этом одновременно улучшается внешний вид столицы, и все это без каких-либо судов. Таким образом, принцип действия водонагревателя в этом случае во многом напоминает тепловой насос, и нельзя сказать, чтобы эта идея была совершенно новой. В Европе из земли давно уже берут тепло.

По конструкции водонагревателя

Сейчас страны Европы по разным оценкам экономят миллиарды евро на технологиях в сфере бытовой и климатической техники. Разработаны специальные комиссии, занимающиеся таким вопросом. В нашем случае скорее имеет место то, что называют бойлером. Предлагается змеевик-конденсор погрузить в воду, где он будет отдавать тепло, одновременно упрощается процесс кондиционирования в силу того, что разогретой поверхности проще остыть. За счет этого одновременно можно будет безбоязненно вести летние профилактические работы по столице, которые столь многих возмущают.

Идея в создании накопительного водонагревателя, который бы в своем утепленном баке хранил тепло, полученное от конденсора. Теплоемкость воды очень и очень значительна, поэтому опасность, что холода не хватит минимальна. На первый взгляд разница небольшая, давайте посмотрим:

  • удельная теплоемкость воды – 4200 Дж /кг к.
  • удельная теплоемкость воздуха – 1000 Дж/кг К.

Разница 4 к 1 нас не устраивает? Но это же по массе. Мы привыкли мерить и не понимаем, что объем килограмма пуха в десятки раз превышает объем килограмма гвоздей. То, что для воды составит 1 куб, для воздуха будет порядка 900. Говоря другими словами 100 литров воды по теплоемкости эквивалентны 900 х 100 литров воздуха. А это уже 90 кубометров.

Мы знаем, что накопительный водонагреватель объемом 100 литров имеется в квартире у каждого, при этом жилплощадь в среднем составляет 50 метров (вместе с кухней). Посчитайте для высоты 2,5 метра, вычтите коридор, где прохлада не так важна, и поймете, что 100 литров воды температурой порядка 8 градусов Цельсия могут забрать у нашей квартиры порядка 30 градусов тепла за счет работы фреонового контура какого-нибудь кондиционера. (См. также: Солнечный водонагреватель своими руками )

А этого более чем достаточно. Осталось одно – посчитать приток тепла из внешних стен. Мы уже рассказывали, как это сделать, напомним. Протечки энергии через любую преграду имеют линейную зависимость от разницы температур по обеим сторонам. Следовательно, мы можем примерно сказать. Какова мощность этой протечки. Во-первых, придется закупорить окна и двери в помещении, а опыт проводить с инверторной сплит-системой. Ее особенностью является подгонка мощности к условиям. То есть в установившемся режиме сплит-система будет работать именно с той скоростью, с которой нужно.

В установившемся режиме измеряем потребление тока кондиционера. Теперь можно найти потребляемую мощность кондиционера. Обычно она в 2,5 – 3 раза ниже мощности охлаждения. Точнее это можно узнать у производителя. Вот эта мощность охлаждения и есть искомый параметр, при помощи которого можно понять, сколько Ватт нужно (и можно) будет отдать воде. Но если учитывать типичное значение в 2 кВт, то получится совершенно типичный водонагреватель накопительного типа, который за 8 часов греет порядка 200 литров воды от начального состояния и до 80-ти градусов.

Конечно, есть и одна проблема: скорость обмена змеевика с накопительным водонагревателем будет зависеть от температуры воды, которая будет со временем повышаться…

Мы бы порекомендовали увеличить объем бойлера, если есть такая возможность. Это представляется более убедительным решением задачи. Однако для скептиков предлагаем подумать о таком явлении в летний период, как обратная тяга. Как, и от нее спасем? Именно! Просто бак водонагревателя утеплять не будем. Что получится? В ванной и туалетной комнатах будет повышенная температура. За счет этого воздух устремится вверх. Он горячее того, что на крыше, и эффект обратной тяги исчезает, теряя свою подоплеку. В свою очередь за счет вентиляции с естественным побуждением воздух уличный идет внутрь, создавая приток тепла. Мощность кондиционера нарастает, в ванной и туалетной становится еще теплее.

Надеемся, тот простой факт, что рассмотренный самодельный накопительный водонагреватель имеет право на существование, доказан. Простейшие подсчеты показывают, что для стран теплого климата один прибор способен заменить собой целый сонм систем, что дает потрясающее сбережение энергии для таких стран, как Китай и Индия. Таким образом вопрос, как сделать водонагреватель своими руками, приводит нас к созданию глобальных климатических систем нового поколения. Работающих, впрочем, на принципе всем известных тепловых насосов, но при этом дешевых и доступных. Мы полагаем, что можно создать и другие разновидности водонагревателей, которые были бы более уместным в наших квартирах, а также и улучшить кондиционеры. Но читатели уже получили хорошую задумку, а как реализовать ее на практике, думайте самостоятельно.

Указанным способом не получится сделать проточный водонагреватель, потому что суть именно в запасании тепла и постепенном расходе воды. Любопытной методика также является охлаждение стоков в целях отопления, но в России данное новшество пока не приживается. Мы склонны считать, что грядет время многофункциональных приборов, поэтому устройство водонагревателя должно позволять делать что-нибудь еще помимо прямого предназначения.

По материалам сайта: http://vashtehnik.ru