Нагрев воды в открытых ёмкостях

Водопроводные (напорные) системы, создавая неисчислимые удобства и уникальные возможности, тем не менее, причиняют в ряде случаев многочисленные хлопоты. Например, если вы редко пользуетесь баней, то вода в трубах и баках ржавеет и тухнет. Зимой стоячая вода в трубах замерзает и рвёт трубы, да и наполнять зимой промёрзшие трубы и баки очень трудно. Водопроводные системы дорогостоящи, недолговечны, требуют постоянных ремонтов, а если оснащены электроаппаратурой (насосами, электромагнитными клапанами, нагревателями), то к тому же представляют реальную опасность для жизни, особенно при традиционно халатном отношении дачников к баням.

При малых объёмах эпизодически используемой воды намного удобней (особенно зимой) оказываются методы безнапорного хранения и транспортировки воды (отдельными открытыми или закрывающимися ёмкостями, а также водоводами — открытыми потоками и водопадами-переливами). Перенос воды вёдрами или бутылками также, как перевоз жидкостей цистернами (бочками) вовсе не является следствием низкого технического уровня. Это отдельный и очень важный метод хранения и транспортировки со своими правилами и особенностями, поддающийся и механизации, и автоматизации, и постоянному усовершенствованию. Прогресс этого способа хранения и транспортировки жидкостей связан с прогрессом в области манипуляций со штучными товарами (не сыпучими и не кантующимися), поскольку бутыль воды в этом отношении мало отличается от коробки с телевизором.

Важной методической особенностью способов хранения и транспортировки отдельными ёмкостями является порционность: заданность и сохранность объёма и качества (свойств) жидкости в единице хранения и транспортировки. Это позволяет не только готовить и транспортировать необходимые количества, например, растворов заданного состава для мытья в бане (точно так же, как блюд в кухонной практике), но и готовить, хранить и транспортировать разные составы одновременно одним и тем же оборудованием и в одном и том же помещении (например, готовить разные блюда на одной и той же плите одновременно, хранить их в одном и том же холодильнике и транспортировать их на одном и том же подносе и кузове автомобиля). Ещё более уникальные (но более узкие) возможности открываются при изготовлении, хранении и транспортировании продуктов в одних и тех же ёмкостях без переливов и перетариваний.

Емкостные, водоводные и водопроводные (трубопроводные) системы транспортировки могут не только самым естественным образом дополнять друг друга, но и плавно переходить друг в друга. Так, река (как водовод) плавно переходит в водохранилище (как ёмкость), запруженное плотиной, а потом плавно переходит в напорную трубу (как водопровод), падающую воду на лопасти турбины гидроэлектростанции. В быту (да и профессиональном стройпроектировании) неосознанно и произвольно смешивают все эти методы транспортирования и хранения, порой улучшая, а порой и низводя на нет достоинства и преимущества того или иного способа. Даже простой краник на ведре с водой превращает ведро из чисто ёмкостного объекта в водопроводный напорный, не пригодный для зимнего использования. Также и на кухне для приготовления пищи пригодны лишь чисто ёмкостные способы с переливами методами черпания и водопадов, столь удобные также и в банях.

Рис. 204. Ёмкостные системы нагрева воды
Рис. 204. Ёмкостные системы нагрева воды: а — способ получения больших количеств горячей воды с помощью маленького нагреваемого сосуда (применялся в древнегреческих лаконикумах); б — способ нагрева больших количеств воды в каскаде ёмкостей (применялся в древнеримских термах); в — нагрев в большой термостойкой ёмкости. 1 — медный или глиняный сосуд; 2 — костёр; 3 — тренога; 4 — подача холодной воды черпаком (в том числе и из бассейна 6); 5 — переливающаяся вода, водопад, струя воды; 6 — бассейн (ванна, баня) лаконикума; 7 — фригидарий; 8 — тепидарий; 9 — кальдарий; 10 — лоток переливной (водовод); 11 — дымовой канал; 12 — топка; 13 — крупный металлический сосуд (например, чугунная ванна).

Не углубляясь в методические подробности, отметим, что ёмкостные способы приготовления, хранения и транспортировки воды наиболее удобны именно в простейших автономных банях. Взял ведро, зачерпнул воду из колодца (реки), принёс в баню, поставил на огонь. Потом принёс ещё ведро с водой и поставил на пол. Всё, проблемы с водой решены. Нужен ещё лишь черпак и тазик (шайка). После помывки вёдра унёс в дом или бросил в багажник автомобиля. При всём примитивизме, ёмкостный способ обеспечит вам наиболее элитное мытьё, поскольку в том же багажнике автомобиля можно привести канистру какой-нибудь особо экологически чистой или полезной воды.

Основной проблемой когда-то в древности был тот простой факт, что не было самих ёмкостей. Впервые проблема была решена тысячи лет назад с помощью керамических (обожжённых глиняных) горшков и кувшинов. Однако, вплоть до XX века металлическая банная посуда, особенно крупная, была в России дефицитом, серьёзной ценностью. Наиболее труднорешае-мой оказалась задача изготовления банной посуды, совмещающей функции хранения (нагрева) и транспортирования. Так, например, носили воду в деревянных или берестяных вёдрах, а потом переливали для нагрева в чугунные горшки (котлы). Так что даже самое обычное оцинкованное ведро оказалось на самом острие технического прогресса. Другой сложной задачей оказался перелив больших количеств воды из одних больших ёмкостей в другие, что и породило сначала простейшие водоводные, а затем водопроводные системы, интегрированные в единую конструкцию. В качестве примера, приведём схему нагрева воды для бассейна лаконикума 6 (рис. 204). Вода может быть нагрета либо сбрасыванием в бассейн раскалённых булыжников из очага (что загрязняет воду), либо (при наличии хотя бы мелкой и хрупкой, пусть керамической, неподъемной, но термостойкой ёмкости 1) можно подливать холодную воду 4 в переполненный бак 1 с горячей водой с переливом 5 в бассейн 6. Эта схема по сути была простейшим прототипом современных проточно-накопительных водонагревателей. В дальнейшем, эта греческая схема была усовершенствована римлянами путём создания каскада ёмкостей 7, 8, 9 для нагрева воды в термах. Ясно, что с появлением крупных термостойких сосудов 13, способных самостоятельно нагреваться огнём, актуальность каскадных систем из мелких ёмкостей 7, 8, 9 исчезла (рис. 204).

Рис. 205. Ёмкостные системы сливов, переливов, смешений
Рис. 205. Ёмкостные системы сливов, переливов, смешений: 1 — печь; 2 — несъёмный бак (котёл) для нагрева воды; 3 — съёмный бак (ведро); 4 — вентильная (водопроводная) система слива; 5 — подливание холодной воды черпаком; 6 — ёмкость для смешения горячей и холодной воды; 7 — напорный бачок (ведро); 8 — душевой рассекатель; 9 — чугунный котёл; 10 — таз, шайка; 11 — переливная ёмкость с носиком; 12 — лейка; 13 — кувшин (амфора); 14 — черпак; 15 — умывальник; 16 — опрокидывающийся «чайник»; 17 — цепочка (бечева) с ручкой для опрокидывания; 18 — сосуд с узким горлом (жбан); 19 — воронка (раковина).

При нагреве воды в ёмкостях возникают проблемы транспортировки горячей воды (кипятка) из-за опасности серьёзных ожогов кожи. Эта операция может быть облегчена путём разбавления кипятка холодной водой (например, с помощью водопровода 4) до температуры безопасного уровня. Поскольку и при мытье необходима вода со вполне определённой температурой, то и здесь нельзя обойтись без смешения холодной и горячей воды. Обычно это осуществляется с помощью вспомогательной смесительной ёмкости 6 (рис. 205), в которую, как правило, сначала наливают порцию холодной воды 5, а затем черпаком или по трубопроводу доставляют горячую воду из нагреваемого бака 2. Имеется возможность подачи холодной воды непосредственно в бак с горячей водой 3, и это будет наиболее безопасный способ для последующей ручной подачи воды в бак для обливаний 7.

Банные (или так называемые «деревенские») ёмкости для воды (посуда) отличаются от современной кухонной посуды в первую очередь устойчивостью к возможным замерзаниям воды. Это достигается расширением корпуса кверху: шайки, тазы 10, баки 9 (котлы), вёдра 7, умывальники 15 имеют форму опрокинутого конуса, при котором расширяющийся лед выталкивается из ёмкости вверх и не разрывает корпус ёмкости. Выпускная система 4 (рис. 205), точно так же как и любая система с кранами, является водопроводной, не рассчитанной на зимнюю эксплуатацию. «Зимние» ёмкости имеют переливные отгибы 11 (носики), а «летние» ёмкости наклонные трубные сливы 12 (тоже называемые «носиками»). В быту хорошо были известны разного рода кувшины 13 и 18 (жбаны) с заужением «в горле» и переливными отгибами разной формы, предотвращающими расплёскивание и в то же время позволяющими переливание. Теория многочисленных типов кувшинов (амфор) серьёзно изучалась ещё в догреческую эпоху, поскольку высокие (именно высокие) нерасплёскивающиеся, но легко сливающиеся кувшины были единственными видами тары для перевозки вин и масел на судах по морю.

Переливные системы из малых сосудов в большие просты и отработаны хорошо, в том числе и для дозированной подачи, например, с помощью опрокидывающихся «чайников» 16 (при потягивании за цепочку 17), самовозвращающихся затычек (притёртых в седле) в умывальниках 15 или эластичных мембран-пробок в бачках унитазов. Переливы из крупных сосудов в мелкие более сложны, они производятся с помощью черпаков 14, воронок, сливных труб (в том числе сифонных).

Ёмкостные системы хранения и транспортирования до сих пор живы и развиваются в очень многих областях техники (от крупной промышленности до кухонного быта). Поэтому и в банях нет смысла относиться к бочкам, вёдрам, тазам и черпакам с пренебрежением. Вопрос лишь в качестве этих изделий. Так, деревянные шайки, «возрожденные финской сауной», из-за низкой гигиеничности уже век назад официально запрещены во всех российских общественных банях (СанПиН 982-72 «Санитарные правила устройства, оборудования и содержания бань»). Так что усмешки финнов относительно «позорных» русских оцинкованных банных тазиков не имеют объективной почвы. Деревянные шайки осознанно заменялись сначала на стальные оцинкованные, затем на эмалированные, а потом и пластмассовые (полиэтиленовые, затем более твердые полипропиленовые) тазы, а в лучших банях царской России использовалась тазы из меди и даже из серебра. Ударопрочное стекло, высокомарочный сантехнический фарфор, твёрдые глянцевые пластики (полистирол, поликарбонат) делают из бочек и шаек произведения искусства самой высокой гигиенической квалификации.

Источник: Дачные бани и печи. Принципы конструирования. Хошев Ю.М. 2008

Добавить комментарий

CAPTCHA
Этот вопрос задается для проверки того, не является ли обратная сторона программой-роботом (для предотвращения попыток автоматической регистрации)