Юный техник, 2008 № 06

О них вспоминают каждое лето, когда начинаются отключения горячей воды в домах в связи с ремонтом теплосетей. Как выбрать подходящий водонагреватель, чтобы если не навсегда, то надолго забыть о проблеме горячей воды?

Современные водонагреватели бывают проточными и накопительными, электрическими и газовыми. Рассмотрим преимущества и недостатки каждого типа. Проточные водонагреватели, как говорит уже само их название, греют воду по мере ее протекания. Они наиболее дешевы и просты по своему устройству; некоторые из них по мере надобности ставятся прямо на кран.

Однако переносные нагреватели маломощны и годятся разве что для того, чтобы нагреть воду для мытья посуды. Да и то проще бывает нагреть для этого воду в кастрюле на газовой плите или электрическим кипятильником.

Стационарные проточные нагреватели дороже, требуют специальной подводки воды и усиленной электропроводки, поскольку потребляют значительную мощность — порядка 5 — 10, а то и 30 кВт!

Поэтому если уж на семейном совете вы решили обзавестись водонагревателем, лучше обратите внимание на устройства накопительного типа. Такие водонагреватели имеют собственный бак объемом от 10 до 80 л воды, которая в нем подогревается по мере расходования. Нагрев воду до заданной температуры, они автоматически выключаются.

Мощность нагревательного элемента у таких приборов не выше, чем у электрических чайников.

Электрические водонагреватели хорошо вписываются в современный кухонный интерьер.

Однако и здесь есть свои недостатки, связанные, как ни странно, напрямую с их же достоинствами: существенные габариты накопительных электронагревателей требуют определенного места для размещения, да и ожидание водных процедур порой может затянуться. Так, для того, чтобы получить 20–30 л кипятка, придется подождать от одного до полутора часов.

Таким образом, чтобы купить «правильный» электронагреватель, надо взвесить все за и против, определить, сколько горячей воды вам нужно. При выборе проточного типа следует знать его производительность, которую указывают в инструкции, и сравнить ее с вашим личным расходом воды. В среднем эта величина составляет от 10 до 20 л/мин на человека.

На рынке есть модели таких фирм, как BOSCH, ATMOR, ELECTROLUX, SIEMENS, VAILLANT, AEG и др. Стоимость в зависимости от мощности и производительности колеблется от 5 до 20 тыс. руб.

За городом логичнее пользоваться накопительными моделями. В расчете на одного человека припасенная горячая вода тратится, как правило, в следующих пропорциях: на умывание от 5 до 15 л, на кухонную мойку — 25 л, душ — 20–60 л, а принятие полноценной ванны «весит» до 160 л за раз.

Широкий ассортимент подобных нагревателей представляют компании ARISTON, BOSCH, STIEBEL ELTRON, THERMIA, WESTER, TESY, BAXI, WESPE HEIZUNG и др. Цены — от 5 до 40 тыс. руб. и зависят от объема бака и мощности нагревателя.

Поскольку за газ во многих местах приходится платить меньше, чем за электричество, стоит подумать и о том, не обзавестись ли газовым водонагревателем. Большинство их относятся к проточному типу водонагревательных приборов. Работу их теперь контролирует автоматика. Чтобы зажечь такую колонку, достаточно нажать кнопку или просто открыть кран. В первом случае потребитель имеет дело с пьезоподжигом, когда при включении зажигается запальник, воспламеняемый искрой пьезоэлемента. В дальнейшем он продолжает гореть, то есть газ расходуется постоянно, даже когда кран уже закрыт и гаснет основная горелка. Во втором варианте применяется электронный поджиг, то есть искра поступает из блока, который питают батарейки. Сначала срабатывает запальник, затем уже происходит собственно поджиг. При прекращении подачи воды колонка автоматически отключается. К слову, последний вариант более экономичен — ведь здесь не надо поддерживать постоянно горящее пламя.

А недавно в продаже появились модели, в которых электричество генерируют не батарейки, а турбина, приводимая в действие напором воды. Сами же горелки стали модуляционными — поддерживают установленную выходную температуру воды вне зависимости от температуры и напора холодной.

Самая важная характеристика колонки — ее мощность, которая и определяет степень кипячения. Вполне закономерно и то, что чем ниже исходная температура, тем сложнее достигнуть желаемой температуры на выходе.

Современные модели газовых колонок и внешне, и внутренне отличаются от своих прародителей, которые обслуживали некогда дома.

Газовые приборы снабжают естественной или принудительной тягой. В первом случае камера сгорания — открытая и процесс горения поддерживает сам воздух.

Для того чтобы продукты горения не попадали в помещение, предусмотрено защитное устройство — датчик тяги, препятствующий подаче топлива в устройство, если тяга в отводном канале недостаточна.

Второй вариант — с принудительной тягой — совершенно не требует притока воздуха. Плюсом является и отсутствие дымохода в его традиционном исполнении — вместо него используют укороченный коаксиальный вариант (труба в трубе), который может выводиться наружу прямо через стену. Его внутренняя часть обеспечивает отведение отработанных газов, а внешняя, в свою очередь, поставляет кислород с улицы.

Современные промышленные нагреватели имеют мощные ТЭНы.

Существуют сейчас и газовые накопительные водонагреватели, которые достоинствам схожи со своими собратьями, питающимися электричеством. Но знают о них почему-то гораздо меньше, и спрос, соответственно, ниже.

Основной недостаток газовых колонок — высокая стоимость и сложность монтажа. Зато расходы со временем окупятся за счет того, что газ дешевле электричества.

Сегодня на рынке можно приобрести газовые проточные нагреватели таких фирм, как ARISTON, DEMIR DOKUM, ELECTROLUX, MORA, российские «Нева», «Авангард» и др. Их стоимость — от 5 до 15 тыс. руб.

Накопительные газовые нагреватели делают в настенном (до 100 л) или напольном (до 200 л) исполнении. Первые удобнее ремонтировать. Вторые лучше тем, что в них предусмотрен еще и полный слив залитой воды. Такие водогрейные котлы предлагают VAILLANT, ARISTON, AMERICAN WATER HEATERS, WIESSMAN… Стоимость — от 10 тыс. руб. Верхняя планка цен практически не ограничена — ведь есть системы, способные круглый год обеспечивать горячей водой целый особняк.

В. ЧЕТВЕРГОВ

КОЛЛЕКЦИЯ «ЮТ»

Delta 4 — это целое семейство ракет: ракета легкого класса Delta-4S позволяет выводить на полярную орбиту грузы массой 4,47 т, а на переходную орбиту — массой 2,2 т. Ракета среднего класса Delta 4М отличается от предыдущей модели еще одной ступенью с одним кислородно-водородным двигателем, а также головным обтекателем диаметром 4 м и обеспечивает выведение на полярную орбиту груза массой 7,2 т, а на переходную орбиту — массой 4,54 т.

Ракета Delta-4H (Delta 4 Heavy) — это фактически 3 ракеты, расположенные в ряд. На старте Delta 4 Heavy использует сразу три водородных двигателя, а после того, как они сбрасываются, в дело вступает еще один, работающий на сжиженном водороде и сжиженном кислороде.

Первый запуск этой ракеты состоялся примерно на год позже, чем было запланировано, и вместо настоящего спутника она вывела на орбиту макет спутника весом 6,1 т, а дополнительной полезной нагрузкой стали два маленьких спутника весом 22,7 кг каждый.

Технические характеристики:

Высота… 63–77,2 м

Диаметр…5 м

Масса… 733,400 кг

Полезная нагрузка… 25 800 кг

Грузоподъемность… 10,843 кг

Количество запусков… 8

Свой автомобильный бизнес братья Джон и Гораций Доджи начали с небольшого магазина автомобильных частей, потом они начали собственное производство деталей трансмиссий, двигателей, коробок передач и ведущих мостов для крупных автомобильных фирм, а затем решили организовать производство автомобилей.

Первый легковой автомобиль фирмы Dodge Brothers появился в ноябре 1914 года, а уже в 1916 году фирма стала всемирно известна.

Несмотря на популярность, официально в Россию автомобили Dodge (сейчас это одно из подразделений корпорации Chrysler) начали поставлять только в 2006 году. При этом стоит отметить, что автомобиль дороговат для своего класса. Цена на машину с минимальной комплектацией составляет 22 500 долларов, а модель с двухлитровым двигателем мощностью 156 л.с. будет стоить почти 30 000 долларов.

Технические характеристики:

Тип кузова… хэтчбэк

Длина автомобиля… 4,414 м

Ширина… 1,747 м

Высота… 1,533 м

Дорожный просвет… 17,8 см

Объем двигателя… 1798 см3

Мощность… 140 л.с.

Максимальная скорость… 170 км/ч

Объем бака… 51 л

Расход топлива на 100 км… от 6 до 9,6 л

Время разгона до 100 км/ч… 12,8 с

ФИЗИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

Легко ли увидеть свет?

Стеклянный ящик с водой и капля молока помогали увидеть ход лучей. Нелепый, казалось бы, вопрос, но представьте, вы поставили лампу, собрали ее свет увеличительным стеклом и в «фокусе» получили изображение лампы. И лампа, и ее изображение видны хорошо, а вот сам свет… Его лучи видны хорошо только в задымленном или туманном воздухе и в мутной воде.

Этим и пользовались для демонстрации законов распространения света. Ящик со стеклянными стенками наполняли водой и при помощи плоского зеркала направляли в него солнечный луч. А чтобы свет стал заметен, добавляли в воду несколько капель молока. Так удавалось показать преломление света и его отражение от застекленного дна аквариума.

Но все же вода была мутной, и разглядеть подробности опыта, да еще с заднего ряда школьной аудитории, не удавалось. А нельзя ли сделать так, чтобы вода оставалась прозрачной, но луч света в ней был бы ярко заметен? Эту, казалось бы, неразрешимую задачу решили в школах Германии. Помогло открытие, которое сделал… немецкий поэт, философ и естествоиспытатель И.В. Гёте (1749–1832).

Стеклянный ящик с кодой и капля молока помогали увидеть ход лучей.

В 1810 г. в своем сочинении о природе цвета он поделился таким наблюдением: «Надо взять свежую полосу коры лошадиного каштана, опустить ее в стакан с водой, и в самое короткое время мы увидим великолепный небесно-голубой цвет, если стакан, освещенный издали, стоит на темной подставке, и, наоборот, прекрасный желтый цвет, когда мы держим стакан против света».

Это явление, названное впоследствии флюоресценцией, и применили для демонстрации законов оптики.

В воду добавили флюоросцеин, вещество, родственное экстракту коры каштана, и произошло маленькое чудо. Вода осталась прозрачной, но проходящий сквозь нее луч белого света возбуждал молекулы растворенного в ней вещества, и те испускали яркий, хорошо заметный желто-зеленый свет. Ход лучей в воде становился прекрасно виден.

Ящики с водой были довольно громоздки. Поэтому их всячески пытались уменьшить, придав, например, более компактную форму «барабана».

Первый такой прибор был выпущен в 1873 г. В отлитую из чугуна раму был вмонтирован стеклянный сосуд, наполняемый флюоресцирующей водой и дымом. Установленная на оси сосуда система зеркал направляла в него через боковую стенку тонкий солнечный луч. Сначала он был отчетливо виден в воздухе благодаря рассеянию на частицах дыма. А затем становился виден за счет флюоресценции вещества, растворенного в воде.

Может показаться странным, что в качестве источника света применяли солнце. Но в то время иных достаточно ярких и доступных для школы источников света просто не было, и солнечный свет продолжали использовать в демонстрациях по оптике вплоть до 1910-х годов, пока электрическое освещение не перестало быть редкостью.

А теперь несколько слов об изобретателе, обессмертившем свое имя прибором, который есть в любом кабинете физики.

Все демонстрационные приборы с водой мало того, что неудобны. Они позволяли показать лишь простейшие случаи прохождения света через границу двух сред. Когда же в них пытались показывать ход световых лучей через линзу, то результаты получались невразумительные — объемные пучки световых лучей загораживали друг друга.

Первым на игру красок светящихся жидкостей обратил внимание поэт И.В. Гёте.

Шайба Гартля — первый прибор, позволивший показать ход световых лучей без воды.

Барабан Маха, 1874 г. Дым и вода с флюоросцеином заменили ученым воду с молоком.

Точные измерения, а с них и начинается наука, произвести не удавалось.

Все эти трудности разрешил немецкий изобретатель Гартль. Во-первых, он отказался от воды. Во-вторых, он стал показывать самое сложное, то, что не удавалось никому другому, — ход лучей в линзах, вогнутых зеркалах и составленных из них оптических системах. Но практически ни в одном учебнике их полное изображение не встречается. Для всех пояснений используются лишь их крохотные кусочки, поперечные сечения. Их достаточно, для того чтобы пояснить все, что происходит на целой линзе. Вот Гартль и сделал «революционный» шаг.

Он отказался от обычных линз и вогнутых зеркал, а изготовил из стекла их поперечные срезы (они назывались «хрустальными пластинами»). Боковая поверхность каждого из срезов была сделана матовой, прохождение света через каждую такую модель было прекрасно видно во всех особенностях.

Изготовление срезов обходилось в десятки раз дешевле, чем соответствующей по размерам линзы. Ну а далее изобретатель укрепил на белом плоском диске с угловыми делениями по окружности хрустальную пластину и направил на нее скользящий по поверхности диска луч света.

Оптическая схема из учебника ожила. Стоило приложить линейку, и можно было проследить не только сам луч света, но и место, откуда он как бы появлялся, например, мнимый фокус рассеивающей линзы. В итоге появилась шайба Гартля — прибор, без которого не обходится ни один физический кабинет. А для наблюдения криволинейных лучей света Гартль в 1896 году создал специальный прибор.