חימום מים ב-220V

[רכס חיים]

אני בונה ללקוח מיכל מים של 70 ליטר והוא רוצה להכניס בו מחליף חום 220V של 1000W.לטענתו - הוא יתקין ממיר של 3000W וזה יספיק לו להאיר את כל רמת-גן. אני לא איש חשמל אבל הבעתי את דעתי שתחנת הכח שלו קטנה מדי לכך , אבל הוא מתעקש שזה יעבוד.מדובר בסופה רגילה. מישהו יכול לערוך חישובים לענין? אותו סיפור עם מקררים שעובדים על 220V שהם זולים בהרבה ממקררי 12V.

[AvigdorAharon]

אותו סיפור עם מקררים שעובדים על 220V שהם זולים בהרבה ממקררי 12V.

למקררי 220V יש בעיה אחרת: המקרר הוא במצב אנכי (עומד) ולכן המצרכים מהר מאוד יפלו לתחתית המקרר והדלת תיפתח.
דבר נוסף, עמידות. מקרר משרדי לא בנוי מחומרים המתאימים לנסיעה / נסיעת שטח.

...My Two Cents

אביגדור

[יוני5]

חיים,

עופר המסגר מחמם מיים למקלחת ע"י חיבור לרדיאטור - הוא עשה שני 'T' ומזרים מיים לתוך צינור מתכתי במיכל (אין מגע בין הנוזל הרדיאטור למיים במיכל כמובן). הבעיה היתה שהמיים היו חמים מדי למקלחת אז הוא הרכיב טרמוסטט או הוסיף מיכל מים קרים כמדומני.
אתה יכול לדבר איתו ולקחת רעיונות.
באופן אישי:
1. יש לך מקורות חום באוטו - רדיאטור. למה לבנות מערכת נוספת על חשמל?
2. אם כבר יש דביל שמתקלח בשטח (מי אמר כוסית צפונית?), אז אולי תציע לו גם משטחי קרמיקה עם פסי עיטור אוריינטלים בנוסף, שירגיש בבית

יוני5

[נמרוד]

אני בונה ללקוח מיכל מים של 70 ליטר והוא רוצה להכניס בו מחליף חום 220V של 1000W.לטענתו - הוא יתקין ממיר של 3000W וזה יספיק לו להאיר את כל רמת-גן. אני לא איש חשמל אבל הבעתי את דעתי שתחנת הכח שלו קטנה מדי לכך , אבל הוא מתעקש שזה יעבוד.מדובר בסופה רגילה. מישהו יכול לערוך חישובים לענין? אותו סיפור עם מקררים שעובדים על 220V שהם זולים בהרבה ממקררי 12V.

מי שמייצר את האנרגיה החשמלית בג'יפ זה האלטרנטור. בסופה רגילה אמור להיות אלטרנטור של 75 אמפר. 75 אמפר כפול 12 וולט - הספק מקסימלי של האלטרנטור הוא לכן 900 וואט. זה פחות ממה שמתקן החימום יצרוך, וזה עוד בלי להכניס הפסדים מהמרות המתח. המשמעות היא שמתקן החימום הזה יעבוד על המצבר גם כשהאלטרנטור מספק את כל מה שיש לו. בוא נניח שהנצילות של הממיר היא 10% (אני חושב שאני אופטימי), אז חימום המים ידרוש הספק של 1100 וואט.

בשביל לחמם 70 ליטר מים מטמפרטורת סביבה חורפית של, נניח 10 מעלות, לטמפרטורת רחצה נעימה של 37 מעלות, צריך תיאורטית 2.2 קילוואט-שעה של אנרגיה (תיאורטית זה בהנחה שאין איבוד חום, ויש, גם אם המיכל יהיה מבודד ברמה גבוהה), עשיתי את זה עם איזה מחשבון אינטרנט, תבדקו אותי. זה אומר שעתיים פלוס של נסיעה לפני חניון הלילה, שבה כל תפוקת האלטרנטור הולכת לחימום המים והמצבר מתרוקן בקצב של עוד 200 וואט לשעה, שבחישוב זריז אומר שבמשך שעתיים המצבר "יאבד" 32 אמפר-שעה מהאנרגיה שאצורה בו - שזה בערך חצי! אתה חונה ללילה עם מים חמים למקלחת אבל עם חצי מצבר, לא בטוח שאתה תניע למחרת בבוקר...

בקיצור, נראה לי שמחמם המים הזה גדול על מערכת החשמל המקורית של סופה, בכמה מידות.

[חנן-ג'יפולוג]

מה שיוני כתב הגיוני הרבה הרבה יותר. אין שום טעם להשתמש בממיר כשיש לך מקור חום קיים ברכב.
שים מחליף חום מים/מים ויש לך מים חמים. הכי הגיוני.

[רכס חיים]

שאלה מעשית. אם אני מכניס למיכל המים שעשוי אלומיניום , צינור אלומיניום בקוטר 20 מ'מ ובאורך של מטר אחד ומחבר את הצינור למים של הרדיאטור שהם בטמפרטורה של 80 מעלות.בכמה זמן יתחמם מיכל של 70 ליטר לטמפרטורה של 40 מעלות אם המים ב-10 מעלות. אין לי נתון של מהירות הזרימה בתוך הצינור אבל את זה ניתן להניח בלי לטעות בגדול.לגבי רחצה בשטח ,אפילו חפוזה ,עדיין לא המציאו כיף גדול יותר, במיוחד לנהגי הג'יפים הפתוחים והאמיתיים שתמיד מלאים באבק בסוף היום. ובמקום קרמיקה אני שם את שטיח הגומי של הרגליים וממש מסודר. דרך אגב , מים חמים מאוד חשובים אך יותר חשוב זה מסתור מהרוח בעת הרחצה.היות ואני ישן בג'יפ שמסודר כמיטה כפולה ברוחב 116 ס'מ, אני משתמש באוהל של שני אנשים שמורכב סמוך לג'יפ ומתקלח בתוכו בישיבה על ארגז אלומיניום במקום מוסתר מרוח ,אפילו אם יש אנשים בסביבה - מה שמתאים גם לנשים שבחבורה.להזכירכם ,שמקלחת המסירה את ריח הזיעה הינה מרשם יעיל להרחקת יתושים טורדניים.עכשו שהמהנדסים יעשו את החישובים לגבי החימום מים, ונראה אם מצאנו פתרון טוב.אם נמצא הפתרון הסביר,תוך שבוע יהיה באתר שלנו תוספת קטנה עבור מיכלי מים מחוממים - להנאתכם.

[נמרוד]

אם אני מכניס למיכל המים שעשוי אלומיניום , צינור אלומיניום בקוטר 20 מ'מ ובאורך של מטר אחד ומחבר את הצינור למים של הרדיאטור שהם בטמפרטורה של 80 מעלות.בכמה זמן יתחמם מיכל של 70 ליטר לטמפרטורה של 40 מעלות אם המים ב-10 מעלות. אין לי נתון של מהירות הזרימה בתוך הצינור אבל את זה ניתן להניח בלי לטעות בגדול

ממהירות הזרימה אפשר להתעלם, ולהניח לצורך העניין שהמים שבתוך הצינור הם בטמפ קבוע של 80 מעלות. עכשיו, בלי להכנס לחישובים, הדבר האיטואיטיבי לעשות הוא להשוות בין שטחים - בין שטח המגע של מי המקלחת, למים החמים (שהוא שטח פנים של צינור בקוטר 20 מ"מ ובאורך מטר) לבין שטח המגע של מי המקלחת עם האויר החיצוני (שהוא כל שטח פני המיכל). שטח אחד "מחמם", ושטח שני "מקרר". מכיוון ששני השטחים הם מאותו חומר, שהוא מעביר חום טוב - אלומיניום, ברור שהמערכת לא ממש יעילה... אז שני דברים אתה צריך לעשות עוד לפני שאתה טורח להרים עפרון - א. לשנות את היחס בין שטח הפנים המקרר למחמם, וזה על ידי צינור חימום הרבה יותר ארוך, ודק, אם אתה יכול לכופף ולהכניס לשם ספירלה כלשהי של אלומיניום/נחושת או כל צורה אחרת. ב. לבודד את השטח החיצוני עד כמה שניתן, את זה אתה בטח כבר עושה עם כל הספוגים שיש לך שם, או דופן כפולה.

[ד ו ר ו ן]

להזכירכם ,שמקלחת המסירה את ריח הזיעה הינה מרשם יעיל להרחקת יתושים טורדניים..

דוקא חשבתי שהג'יפה המצטברת של שהות ארוכה בשטח או לחילופין רבע שעה בג'יפ פתוח בקיץ זה מה שמרחיק אותם.. לא בגלל זה נשים סובלות הרבה יותר מיתושים גם בשטח?
:wink:
כמו שזה נראה דוקא ככל שנמצאים יותר בשטח יש פחות יתושים, או שהשכבת ג'יפה כבר לא עבירה לעקיצות?
8)

[רכס חיים]

אין לי בעיה לעשות מחליף חום מנחושת במקום מאלו' אבל יש בעיה גדולה בעת חדירה ויציאה מהמיכל במניעת דליפה .לא ניתן לרתך אותם וחיבור בהברגות יקר מאוד ולא כל כך בטוח לדליפות.התחושה שלי אומרת שמים שיזרמו בטמפר' גבוהה בתוך מים בטמפ' נמוכה ישתוו או לפחות יתחממו מספיק בנסיעת שטח של מספר שעות.לזהות החומרים לא תהיה השפעה קריטית היות וגם עם הפסדי החום ישארו מעשית מים נוחים לרחצה בטמפ' של כ-40 מעלות.

[נמרוד]

אין לי בעיה לעשות מחליף חום מנחושת במקום מאלו' אבל יש בעיה גדולה בעת חדירה ויציאה מהמיכל במניעת דליפה .לא ניתן לרתך אותם וחיבור בהברגות יקר מאוד ולא כל כך בטוח לדליפות.התחושה שלי אומרת שמים שיזרמו בטמפר' גבוהה בתוך מים בטמפ' נמוכה ישתוו או לפחות יתחממו מספיק בנסיעת שטח של מספר שעות.לזהות החומרים לא תהיה השפעה קריטית היות וגם עם הפסדי החום ישארו מעשית מים נוחים לרחצה בטמפ' של כ-40 מעלות.

אלומיניום הוא מעביר חום מספיק טוב, אתה לא צריל להשתמש בנחושת אם זה מפריע לך. עדיין, אתה חייב לשנות את היחס בין שטחי הפנים. בצורה שאתה תיארת, של צינור אלומיניום בודד בקוטר ובאורך שכתבת בתור שטח החלפת החום, ברור שזה לא רציני. אבל אולי אתה יכול למצוא צינור אלומיניום דק יחסית, מחומר רך מאד, ולכופף בעצמך "נחש" כמה שיותר ארוך שעדיין ישב יפה בתוך המיכל?

[רכס חיים]

צינור בקוטר 10 מ'מ אפשר לנחש אותו -מלשון נחש- עד אורך מכסימלי של 5 מטר , וזה ממש קצר היות ותכולת המים בו לכל אורכו אינה עולה על 250 סמ'ק.אפילו אם הם יתחלפו עשר פעמים בדקה עדיין זה רק 2.5 ליטר לדקה .חוץ מזה אני חושש שהצינור הדק יאט את מהירות הזרימה של המים בתוך המנוע והרדיאטור עקב ההתנגדות הגדולה שלו והמנוע יתחמם. לכן יש חשיבות שקוטר הצינור לא יקטן מהצנרת של מערכת המים- לפחות לא בכל כך הרבה.לפי הנתונים האלה אתה יכול לומר מתי יהיו המים בטמפ' של 40 מעלות?

[יקיר גרין]

לא עדיף לחבר את צינור החימום במקביל לרדיאטור (כמו הרדיאטור חימום ברכב)? בצורה זו אתה יכול רק להגדיל את הזרימה של המים במערכת הקירור! לא משנה כמה דק הצינור שתכניס למיכל.

[UNIX]

למה לא צינור לאורך כל האגזוז ? מסביבו ?
אתה יכול להפיק ככה הרבה חום .

[נמרוד]

צינור בקוטר 10 מ'מ אפשר לנחש אותו -מלשון נחש- עד אורך מכסימלי של 5 מטר , וזה ממש קצר היות ותכולת המים בו לכל אורכו אינה עולה על 250 סמ'ק.אפילו אם הם יתחלפו עשר פעמים בדקה עדיין זה רק 2.5 ליטר לדקה .חוץ מזה אני חושש שהצינור הדק יאט את מהירות הזרימה של המים בתוך המנוע והרדיאטור עקב ההתנגדות הגדולה שלו והמנוע יתחמם. לכן יש חשיבות שקוטר הצינור לא יקטן מהצנרת של מערכת המים- לפחות לא בכל כך הרבה.לפי הנתונים האלה אתה יכול לומר מתי יהיו המים בטמפ' של 40 מעלות?

אוקי, טוב, אתה מכריח אותי להכנס למעבר חום... אז ככה:

הבעייה בצורה פשוטה היא כזאת - יש מסה של מים - שלא מעניינת אותנו -שנתונה בין שני שטחים. שטח אחד הוא סך ההיקף החיצוני של המיכל, ואני קורא לו " השטח המקרר", השטח שמאבד חום. השטח השני הוא סך שטח הפנים של הצינור/רות שבתוכם זורם נוזל חם יותר, והוא נקרא ה"שטח המחמם" השטח שדרכו חום נכנס למאגר המים שלנו.

במעבר חום מדברים על הפרשי טמפרטורה. נניח כמו שאמרת שהטמפרטורה של הנוזל המחמם היא 100 מעלות צלזיוס, נניח שהטמפרטורה החיצונית של האויר היא 10 מעלות צלסיוס, והדרישה היא שהמים בתוך המיכל יהיו בטמפרטורה של 40 מעלות צלסיוס.

שטח הקירור, שהוא שטח פני המיכל, ידוע. אתה תגיד מהו, תלוי בצורת המיכל. לצורך העניין נניח שהמיכל בצורת קוביה פשוטה של 41X41X41 ס"מ- נפח של 70 ליטר, כמו שהגדרת. שטח הפנים יוצא במקרה לגמרי, 1 מטר מרובע. זה השטח שמאבד חום.



השאלה שלך לגבי זמן חימום לא חשובה - קודם כל צריך להגדיר מהו שטח הצינורות שבכלל יאפשר למים להגיע אי-פעם לטמפרטורה של 40 מעלות. השטח המחמם, הוא הנעלם שאותו אנחנו רוצים למצוא.

בשביל שהמים יהיו בטמפרטורה של 40 מעלות, החום שנכנס והחום שיוצא צריכים להיות שווים. משוואת מעבר חופ פשוטה הולכת ככה:
חום = שטח פנים X הפרש טמפרטורה X קבוע כלשהו.

הקבוע הוא תכונה של החומר ושל העובי שלו. במקרה שלנו, החומר אותו החומר בשני השטחים, ונגיד שגם העובי אותו דבר.

אם שני החומים שוים, אז אתה מקבל משוואה פשוטה, שאומרת שהיחס בין השטחים צריך להיות שווה ליחס בין הפרשי הטמפרטורה. הפרש הטמפרטורה בצד המקרר הוא 40-10=30 ובצד המחמם הוא 100-40=60. לכן, בגדול, כדי שהעסק שלך יעבוד ויהיה בכלל ניתן להגיע לטמפרטורה של 40 מעלות ביום שבו הטמפרטורה החיצונית היא 10 מעלות, שטח הפנים של הצינורות הפנימיים חייב להיות לפחות חצי משטח הפנים של המיכל - כלומר חצי מטר מרובע!!!

ברעיון המקורי שלך היה צינור בקוטר 20 מ"מ ובאורך מטר - שטח הפנים שלו בסך הכל 0.06 מטר מרובע, עשירית מהנדרש. זה בדיוק מה שכתבתי בהתחלה עוד בלי לעשות חישובים. ההצעה השנייה, צינור בקוטר 10 מ"מ מכופף לאורך של 5 מ', נותן שטח פנים של בערך 0.15 מטר מרובע - גם רחוק מלהספיק.

הפתרונות הם:
א. לבודד את פני המיכל. ישנה את הקבוע הנ"ל בצורה משמעותית.
ב. להכניס פנימה צנרת עם שטח פנים בסדר גודל של חצי מטר מרובע לפחות.

תעשה את זה, ויש לך מתקן עובד. איזה צינור אתה יכול לקחת ולכופף לספירלה בקוטר של 30-40-50 ס"מ, תלוי במימדים הנוכחיים של המיכל? ואז אתה יכול להכניס כמה כריכות שצריך בשביל ששטח הפנים יהיה מספיק. והאמת, שחצי משטח המיכל זה מינימום, במעשה, גם עם בידוד טוב, צריך כמה שיותר. זה כן מחייב אותך לאיזשהי בקרת טמפרטורה בשביל לא לשרוף את הלקוחות, טרמוסטט של רכב לא יעזור כי אתה רוצה לווסת את נוזל החימום מהמנוע לפי הטמפ' של המים במיכל - אני די בטוח שאפשר למצוא כאלו מתקנים על המדף. איפשהו.

זמן החימום לא חשוב ממש, כי המערכת תהיה מחוברת ועובדת כל היום, מה אכפת לך, חניון הלילה יהיה תמיד אחרי כמה שעות נסיעה.

[shachar]

ברגע שאתה מכניס "אינסוף" צינורות כדי להגיע לאותו חצי מטר מרובע אתה מפחית משמעותית את הנפח האפקטיבי של המים בתוך המיכל.

[נמרוד]

ברגע שאתה מכניס "אינסוף" צינורות כדי להגיע לאותו חצי מטר מרובע אתה מפחית משמעותית את הנפח האפקטיבי של המים בתוך המיכל.

לא מדובר על "אינסוף". מדובר על בעייה פתירה וסופית בהחלט.

צינור בקוטר 10 מ"מ לדוגמא, דרושים 17 מטר כדי לתת שטח פנים של 0.5 מטר מרובע הנדרש לפי החישובים הנ"ל, אבל הנפח של אותם 17 מטר הוא רק קצת יותר מליטר. זה העיקרון של רדיאטורים, כמה שמעברי המים יותר דקים, היחס בין השטח לנפח שלהם גדל.

[קיד]

, הדבר האיטואיטיבי לעשות הוא להשוות בין שטחים - בין שטח המגע של מי המקלחת, למים החמים (שהוא שטח פנים של צינור בקוטר 20 מ"מ ובאורך מטר) לבין שטח המגע של מי המקלחת עם האויר החיצוני (שהוא כל שטח פני המיכל). שטח אחד "מחמם", ושטח שני "מקרר". מכיוון ששני השטחים הם מאותו חומר, שהוא מעביר חום טוב - אלומיניום, ברור שהמערכת לא ממש יעילה....

רגע אחד נמרוד,
חימום מבוצע בהסעה,
הקירור בהולכה,
מבלי לפתוח טבלאות של הסעה במים לעומת הולכה באויר, אני מהמר שהיחס בניהם גדול מ-25. קרי, אפקטיביות שטח החימום, גדולה פי 25 משטח הקירור.

שני,
מפל הטמפרטורה בחימום הוא 90-40=50 מעלותC. במינימום.
מפל הטפ. בקירור הוא 40-10=30 מעלותC. במקסימום.
קיים הפרש ניכר, במפלי הטמפרטורה לטובת החימום.

חיים, במידה יהיה לי זמן, אחפש עבורך את המידות.
דבר נוסף, שווה לעבור לנירוסטה, אחרת תצטרך לבצע הגנה קטודית למיכל המים.

בברכה,
קיד.

[נמרוד]

קיד, מעבר החום בכל מקרה מתבצע הן בהולכה והן בהסעה. אני דיברתי על החלק של ההולכה בלבד, הזנחתי את ההסעה על ידי הנחה שהן האויר החיצוני והן המים החמים במעגל הפנימי הם "מאגרים אינסופיים" שהטמפרטורה שלהן נשארת קבועה לא משנה מה. העובדה שבמציאות הם לא, רק מרעה את מצבו של חיים, היא מחייבת אותו לדאוג גם לזרימה של נוזל החימום. זו הנחה סבירה מאד, שמפשטת את הבעייה לרמה שאפשר להגיע בקלות לפתרון הגיוני וישים. לגבי מפלי הטמפרטורות - הנחתי שהמפל בחימום כפול מהמפל בקירור (60 מעלות מול 30), בדיוק כמוך, ובגלל זה השטח של החימום צריך להיות חצי משטח הקירור כדי להגיע לאיזון.

[רכס חיים]

כבר לקוח שני הזמין מיכל מים של 70 ליטר והכנתי לו שרוול להברגה פנימית בקוטר 40 מ'מ לקבלת גוף חימום חשמלי של 500W 220V ,לפי דוגמה שקיבלתי ממנו.הטענה של שניהם שהעסק עובד כמו בבית. אולי יש פתרון למים חמים בשטח?

[השמשוני יחיעם]

בילדותנו הרחוקה,, חימום לרחצה בבית היה על ידי גז !!

אז למה לא לחזור לילדות????? ((י - בקמץ ,,,סוטים))

להכין סליל צינור נחושת אשר יעמוד על גזייה קטנה > המים עוברים דרכו>אל ראש המקלחת > חום המים נקבע על ידי חוזק הלהבה >
ובא לציון גואל.

נסו ותהנו !!