Система опалення для катерів, мотолодок, яхт
Для опалення на катерах нерідко застосовують автомобільні обігрівачі або малогабаритні пічки — камінці, проте з їх допомогою не вдається підтримувати потрібну температуру протягом тривалого часу, наприклад, уночі.
На наш погляд, на суднах, що експлуатуються в холодних районах країни, доцільно встановлювати систему опалення зі спеціальним обігрівальним баком, що заповнюється гарячою водою. При добрій теплоізоляції каюти 30-50 л гарячої води забезпечують підтримку кімнатної температури протягом 8-14 годин.
Попереднє нагрівання каюти, так само як і нагрівання води для бака, виробляється або працюючим двигуном, або камінчиком. Застосовувати для цієї мети незалежні обігрівачі, наприклад, обігрівач від автомобіля «Запорожець» (докладніше див. «КіЯ» № 20, 1969 р.), недоцільно, оскільки вони споживають при роботі електроенергію (не менше 30 Вт), складні в установці та , що найголовніше, - не можуть вважатися абсолютно надійними у пожежному відношенні.
Перше завдання – забезпечити теплоізоляцію каюти.
Для оцінки ефективності теплоізоляції на рис. 1 представлені графіки, що показують температуру t в каюті (за відсутності обігрівального бака) в залежності від її об'єму V через 1 годину після припинення роботи обігрівача при температурі зовнішнього повітря 0° та початковій температурі в каюті 20°.
Мал. 1. Ефективність різних систем ізоляції каюти
Крива I відноситься до одношарової фанерної або склопластикової обшивки товщиною 3-6 мм. Цікаво відзначити, що різниця між сталевою та фанерною обшивкою відчуватиметься лише в перші 10—20 хв; надалі і в тому, і в іншому випадку в каюті буде однаково холодно. Великі тепловтрати через борти і стінки призводять до того, що при об'ємі каюти більше 7-10 м?встановлювати два автомобільні обігрівачі. Однак навіть при їх спільній роботі умови проживання в приміщенні не можна назвати комфортними, тому що температура всередині нього буде нерівномірною: від 20-25 ° в районі обігрівача до 2-4 ° поблизу стін.
Крива II відноситься до дощатої або фанерної обшивки товщиною 15 мм, а крива III - до двошарової обшивки з відстанню між шарами 20-60 мм (при цьому товщина і матеріал внутрішньої зашивки мало впливають на теплообмін). Слід зазначити, що збільшення повітряного проміжку понад 30—40 мм практично теплоізоляції не поліпшує. Це тим, що з малих проміжках тепловіддача здійснюється за допомогою теплопровідності, а, як відомо, теплопровідність повітря значно нижче, ніж в будь-яких твердих тіл. При збільшенні товщини повітряного проміжку виникає циркуляція повітря між шарами обшивки і зашивки; при цьому, нагріваючись біля теплішої внутрішньої стінки, повітря піднімається вгору, а потім, охолоджуючись, опускається вниз, нагріваючи зовнішню, холоднішу стінку, що і призводить до збільшення теплообміну.
Значно вищі теплоізолюючі властивості пінопласту. Крива IV відноситься до пінопластової ізоляції товщиною 40 мм, укладеної безпосередньо на зовнішню обшивку, а крива V - до варіанта, коли між обшивкою та пінопластом є повітряний зазор 20-30 мм (пінопласт укладений поверх стрінгерів).
При добрій теплоізоляції каюти значні втрати тепла відбуваються через скло. Крива VI відноситься до теплоізоляції за варіантом V, але при площі скління 2 м2. Звідси висновок: у каютах, що теплоізолюються, бажано всіляко зменшувати площу скління або передбачати подвійне скло з повітряним проміжком між ними в 30—40 мм.
Слід мати на увазі, що невелика кількість теплаповідомляє сам екіпаж. Крива VII характеризує падіння температури в каюті з теплоізоляцією за варіантом V, але при знаходженні в ній трьох осіб та при мінімальній вентиляції (4 м3/год на 1 чол.). Як можна бачити, при об'ємі каюти менше 5 м³ температура в каюті навіть підвищуватиметься без будь-якого джерела тепла.
В реальних умовах температури можуть дещо відрізнятися від наведених на графіку, оскільки на процеси охолодження впливають сила вітру, маса меблів у каютах, інтенсивність вентиляції та багато інших факторів. Зазвичай теплоізолюються стінки каюти та підволок; слані ізолювати немає потреби, але потрібно, щоб вони були добре підігнані.
Орієнтовно кількість нагрітої до 80 ° води G, необхідне підтримки температури 18-20 ° в каюті протягом однієї години, можна визначити за графіком, наведеним на рис. 2 (позначення кривих варіантів ізоляції самі, що й рис. 1). Хороша теплоізоляція каюти дозволяє зменшити потрібну кількість гарячої води в 5-8 разів, в результаті розміщення бака в каюті не викликатиме серйозних складнощів. Ми бачимо, що для каюти об'ємом 7,5 м при ізоляції за варіантом V для обігріву протягом 10 годин достатньо 40-60 л води (помножене на 10 значення, лічене на шкалі G).
Мал. 2. Необхідна кількість гарячої води та площа бака-обігрівача в залежності від системи ізоляції.
Цифри, наведені цьому графіку, розраховані на нормальну вентиляцію каюти з розрахунку 15—20 м³/ч на людини. У цьому випадку кількість тепла, що витрачається на нагрівання холодного повітря, що надходить з вентиляторів, виявляється того ж порядку, що і кількість тепла, що виділяється в каюті однією людиною. При мінімально допустимій вентиляції (4 м³/год на 1 чол.) Витрата води можна зменшити,умовно вважаючи, що одна людина замінює 1 л гарячої води на годину.
Оптимальна вентиляція виходить у разі застосування двох припливно-витяжних вентиляторів. Конструкція вентилятора повинна забезпечувати можливість зміни площі прохідного перерізу для того, щоб можна було підтримувати приплив повітря постійним незалежно від швидкості та напрямку вітру. Площа перерізу вентилятора для забезпечення нормальної вентиляції каюти при слабкому вітрі повинна становити не менше 100-150 см на одну людину, у той час як при сильному вітрі достатньо всього 1 см. З цих цифр видно, що при теплоізоляції каюти необхідно звернути увагу на закладення щілин у дверях, люках і т.д.
Перший час після вимкнення двигуна температура в каюті може бути надмірно високою, тому обігрівальний бак буде необхідно прикривати яким-небудь чохлом. До кінця розрахункового терміну обігріву, коли температура води в баку впаде до 40-50 °, бічна поверхня бака може виявитися недостатньою для нагрівання каюти. Орієнтовно необхідну бічну площу бака F (м²) можна визначити за тим самим рис. 2. Конструктивно площу бака можна збільшити, наприклад, припаявши до нього ребра; Найпростіше трохи збільшити запас води.
Нагрівання води можна здійснювати від системи охолодження стаціонарного двигуна, використовуючи підігріту воду із зовнішнього контуру. За іншим способом зовнішній контур охолодження за допомогою тонкої трубки з внутрішнім діаметром близько 10 мм з'єднується з внутрішнім контуром. У верхній частині розширювального бачка зміцнюється штуцер сливного шланга з внутрішнім діаметром 20-25 мм. При відкритті крана, укріпленого на тонкій сполучній трубці, вода із зовнішнього контуру надходитиме у внутрішній, внаслідок чого рівень води в розширювальному бачку будепідвищуватимуться і надлишки води зливатимуться в обігрівальний бак по зливному шлангу. Цей же кран служить для регулювання температури води, що витікає. У разі обігріву невеликої каюти за цією схемою можна використовувати як радіатор дві-три каністри. При цьому доцільно зливний шланг вивести за транець, зовні якого прикріплюється каністра, що заповнюється (це виключає попадання води в катер при переповненні каністри).
Нагрівальний бак заповнювати гарячою водою доцільно на ходу катера, тому що на стоянці, навіть при роботі двигуна на середніх оборотах, час заповнення бака виявляється значно більшим.
При одноконтурній схемі охолодження двигуна температура води на виході вбирається у 60°, тому ефективність роботи серійних автомобільних обігрівачів («Москвич», «Жигулі») різко знижується. У цьому випадку доцільно встановити два-три радіатори послідовно і застосувати замість осьового вентилятора високонапірний відцентровий. Такий обігрівач може працювати з потужним підвісним мотором, якщо за допомогою додаткової помпи (наприклад, використовуючи осушувальну помпу в моторі «Москва-30») відкачувати частину нагрітої води з сорочки охолодження. Враховуючи нижчу температуру води, що надходить у цьому випадку, кількість її доведеться збільшити в 1,5 рази в порівнянні з рекомендованою на рис. 2.
Дуже ефективний пристрій для обігріву каюти виходить, якщо над камінцем зміцнити нагрівальний бак, тобто спорудити мініатюрну водогрійну колонку. Для невеликих теплоізольованих кают можна нагрівати воду на нагрівальних пристроях, призначених для приготування їжі. Однак при цьому слід мати на увазі, що робота бензинових плиток та господарських примусів у каюті не допускається як з міркувань пожежноїбезпеки, і внаслідок надмірного виділення небезпечного здоров'ю чадного газу. Газові плити, туристичний примус або ґнотовий керогаз можуть тривалий час працювати в каюті тільки в тому випадку, якщо над ними зміцнити витяжний кожух з перетином не менше 100X100 мм.
Б. Є. Синільщиков, «Катери та яхти», 1981 №01 (089).