Работает ли солнечный душ зимой? Реальные данные, риски заморозков и советы в холодную погоду

В 8 часов утра ясным январским утром на юге Германии температура воздуха составляет 2 °C, а вода в солнечном душе под открытым небом едва теплее. К 13:00. тот же 35-литровый агрегат может подавать воду температурой от 14 до 18 °C. Две недели спустя, в мягкий февральский день с температурой воздуха 6°C и постоянным солнцем, температура того же ливня достигает 20–24°C. Оставьте его на два дня под густыми облаками при температуре 3 °C, и температура не превысит 8 °C.

Этот диапазон является реальным ответом на вопрос, работают ли солнечные дожди зимой. Да, они работают, но они работают внутри узкого окна, ограниченного четырьмя вещами: прямым солнечным светом в течение как минимум четырех часов, достаточным объемом воды для сохранения тепла, температурой воздуха, которая остается выше примерно минус 5 °С, пока вы им пользуетесь, и процедурой, которая удаляет стоячую воду перед любой ночью, когда она опускается ниже нуля.

Солнечный душ – это пассивное устройство. Здесь нет ни нагревательного элемента, ни насоса, ни термостата, ни резервного питания. Каждый градус тепла исходит от солнечного света, поглощаемого темной поверхностью, и от воздуха, окружающего резервуар. Таким образом, зимние характеристики — это диапазон, а не простое «да» или «нет», и этот диапазон широк. В разделах ниже показано, где типичный агрегат приземляется в холодную погоду, какие детали ломаются первыми, когда внутри него замерзает вода, и какие детали конструкции отличают душ, который выдерживает холодное время года, от душа, который трескается при первых сильных морозах.

Короткий ответ: четыре условия, определяющие зимние характеристики

При соблюдении всех четырех условий, перечисленных ниже, солнечный душ обеспечивает комфортный кратковременный душ зимой. Когда один из них выходит из строя, производительность резко падает, и устройство становится скорее ополаскивающим устройством, чем душем.

В совокупности эти условия описывают ясный зимний день примерно с 10:00 до 15:00. в защищенном, солнечном месте. Это окно, в котором солнечный душ действительно полезен в период с ноября по март в умеренном климате. За этим окном он все еще работает, но вода, которую он производит, ближе к холодному ополаскиванию.

Как солнечный душ на самом деле нагревает воду при слабом солнце

Внутри солнечного душа одновременно проходят три тепловых пути. Первый — прямое поглощение: темная внешняя стенка колонны или мешка поглощает солнечное излучение и пропускает его через стену в воду. Второй — парниковый эффект внутри резервуара, где коротковолновый солнечный свет проходит через верхнюю поверхность и нагревает темную внутреннюю часть, в то время как часть переизлученного тепла остается в ловушке. Третий — это обмен окружающей среды, при котором вода медленно движется к температуре воздуха вокруг резервуара. В мягкую зиму этот третий путь помогает; в сильный мороз это работает против тебя.

Угол солнца имеет большее значение, чем ожидает большинство покупателей. В декабре солнце садится низко, и луч падает под углом к ​​вертикальной колонне. 35-литровый агрегат, температура которого достигает 52–56 °С в июле при температуре окружающей среды 27 °С, обычно будет иметь температуру от 14 до 18 °C в январе при температуре окружающей среды 2 °C в ясный день и от 7 до 10 °C в серый день.

Типичный полуденный подъем над окружающим воздухом, отдельно стоящая колонна объемом 35 литров.

Приблизительные значения для умеренного климата, ясного неба, ветра менее 15 км/ч, наполнения водой в 9 часов утра. Реальные результаты меняются в зависимости от широты, затенения, материала столба и объема воды.

Отсюда следуют два вывода. Во-первых, чтобы быть полезным, солнечный душ никогда не должен достигать фиксированного количества; ему нужно лишь настолько обгонять окружающий воздух, чтобы душ был терпимым. Во-вторых, зимой выигрыш по сравнению с окружающей средой меньше в абсолютном выражении, поэтому больший объем воды и защищенное положение имеют гораздо большее значение в январе, чем в июле.

Что меняется зимой: угол наклона солнца, световой день и температура воздуха

Почти все сезонное падение обусловлено тремя физическими изменениями.

• Высота Солнца. На 50° широты полуденное солнце в июне находится на высоте около 63°, а в декабре — всего лишь около 16°. Низкое солнце означает более длинный путь через атмосферу, большее рассеяние и меньшую энергию на квадратный метр поверхности поглотителя.
• Длина светового дня. Более короткие дни дают резервуару меньше часов для сбора, поэтому заполнение в 9 часов утра должно осуществляться в течение всего дня.
• Температура воздуха. Более холодный воздух увеличивает потери с поверхности резервуара, душевой насадки и любого открытого шланга.

Как правило, повышение температуры окружающего воздуха в ясный зимний полдень составляет примерно 50–70 процентов от летнего повышения. Если в июле температура воздуха в вашем устройстве превысит температуру воздуха на 25 °C, в декабре ожидается повышение температуры воздуха на 12–18 °C. Вот почему температура в середине лета, равная 55 °C, в январе становится 15–20 °C, а не 40 °C. Любой, кто обещает летнюю температуру в декабре, продает что-то иное, чем физику.

Реалистичные зимние сценарии: что вы на самом деле почувствуете

Приведенные ниже цифры взяты из той же 35-литровой отдельно стоящей колонны, расположенной в защищенном месте с южной стороны, заполненной в 9 часов утра и использованной во второй половине дня.

Схема последовательна и немного противоречива здравому смыслу: ветер и облака обходятся вам дороже, чем холодный воздух. День с температурой 6 °C и сильным ветром будет хуже, чем день с температурой 1 °C, тихий и солнечный. Если у вас есть один солнечный безветренный зимний день в месяце, это день, когда нужно наполнить резервуар.

Проблема замерзания: что на самом деле ломает солнечный душ зимой

Вода расширяется примерно на 9 процентов, когда превращается в лед, и сила, которую она оказывает, намного превышает прочность арматуры, внутри которой она находится. Солнечный душ редко выходит из строя, потому что основной бак раскалывается вверху; резервуар обычно имеет место для расширения вверх. Он выходит из строя в тех точках, где небольшой фиксированный объем воды находится в замкнутом пространстве.

Три точки отказа

• Насадка для душа. Вода находится внутри головы и в короткой руке позади нее. Хромированная головка из АБС-пластика с узкой распылительной пластиной является наиболее частой жертвой сильного мороза.
• Клапанные и резьбовые соединения. Одна капля, оставленная на резьбе пластикового клапана, может треснуть воротник при замерзании.
• Основание колонны и нижнее соединение. Контакт с землей делает эту область более холодной, чем остальная часть блока, и задерживает утреннюю оттепель.

Как обычные материалы ведут себя при температуре ниже нуля

Ответом на все эти вопросы является наличие четкого дренажного пути. Устройства, оснащенные основанием, предотвращающим скопление воды, позволяют последним пол-литрам выходить через основание колонны, а не скапливаться над опорной плитой, а съемная головка позволяет вытряхивать воду, которая в противном случае оставалась бы в распылительной пластине на ночь.

LY35L05-SS Солнечный душ с защитой от скопления воды и дренажными отверстиями Солнечный душ с основанием, предотвращающим скопление воды, металлическим поддоном и дренажными отверстиями, предназначен для уменьшения скопления воды и облегчения разборки для компактного хранения в межсезонье. Посмотреть продукт →

Если ваш нынешний душ имеет закрытое основание, один практичный обходной путь ничего не стоит: отсоедините насадку после использования, наклоните колонку на 30–45 градусов на десять минут и храните насадку в помещении. Владельцы, которые следуют этому распорядку, сообщают о гораздо меньшем количестве треснувших клапанов, чем владельцы, которые просто оставляют агрегат полным.

Емкость и тепловая масса: почему 8 и 60 литров ведут себя по-разному

Вода имеет высокую теплоемкость, около 4,18 килоджоулей на килограмм на градус Цельсия. Таким образом, 35-литровый резервуар сохраняет примерно 146 килоджоулей на каждый набранный градус. Именно эта накопленная энергия сохраняет тепло в душе после того, как солнце отошло от нее, и именно поэтому емкость имеет гораздо большее значение зимой, чем летом, когда солнце продолжает наполнять резервуар.

LY60L01 Очень большая насадка для тропического душа, садовый солнечный душ Уличный солнечный душ с увеличенной насадкой для тропического душа и регулируемым шаровым шарниром, созданный для простой установки, долговечного использования, устойчивого к ультрафиолетовому излучению и компактного сезонного хранения. Посмотреть продукт →

Противоречиво то, что резервуар большего размера часто нагревается медленнее, но кажется теплее. 60-литровому агрегату может потребоваться шесть часов, чтобы набрать 15 °C, однако через два часа после захода солнца температура все равно будет составлять от 15 до 18 °C, когда 8-литровый агрегат уже опустился до температуры воздуха. Для использования в холодное время года 35 литров — это оптимальное решение для одного или двух человек, а 60 литров подходят для семьи или тех, кто принимает душ после 16:00.

Варианты установки, которые меняют результаты зимы

Где стоит солнечный душ в январе, имеет такое же значение, как и то, какую модель вы купили. Четыре детали установки решают большую часть результата.

Повернитесь лицом к экватору и уважайте низкое солнце.

Вертикальная колонна лучше улавливает низкое зимнее солнце, чем лежащая на земле сумка, потому что луч падает на высокое темное лицо под удобным углом. Если у вашего устройства плоская секция, наклоните ее на 45–60 градусов к экватору для декабрьского и январского солнца. Самая важная разовая проверка проста: ничто не должно омрачать резервуар в период с 10 до 14 часов.

Укрытие от ветра, но никогда от солнца

Движущийся воздух отводит тепло от стенки колонны гораздо быстрее, чем неподвижный воздух. Стена, живая изгородь или забор на расстоянии одного-двух метров с наветренной стороны сокращают большую часть этих потерь, не блокируя луч. Избегайте дворов, куда прямое солнце попадает только в течение двух часов; затененное, но защищенное место — худшее из обоих миров.

Поднимите агрегат над мерзлой землей

Контакт с землей отводит тепло, а в морозно-пучинистых грунтах может сместить основание и вызвать нагрузку на стыки колонн. Бетонная подушка, гравийная подушка, деревянная платформа или специально изготовленный душевой поддон с зазором под ногой от 100 до 150 мм решают обе проблемы одновременно и сохраняют основание сухим.

Держите путь воды коротким

Каждое дополнительное соединение, колено или удлинительный шланг — это место, где вода застаивается и замерзает. Используйте прямое и короткое соединение между резервуаром и головкой и отдавайте предпочтение быстросъемным фитингам, которые можно снять и перенести в помещение. Меньшее количество деталей означает меньшее количество точек замерзания и более быстрый дренаж зимой.

Практическая зимняя процедура, шаг за шагом

Разница между ливнем, который длится восемь зим, и ливнем, который длится одну, — это рутина, которая занимает около шести минут.

1. Перед заполнением проверьте ночной прогноз. Если минимальная температура ниже минус 3 °C, запланируйте слив в тот же вечер.
2. Заполняйте утром, а не в полдень. Вода, температура которой начинается с 5 °C, требует полных шести часов слабого зимнего дневного света; заполнение в 13:00. оставляет слишком мало времени, чтобы получить что-нибудь полезное.
3. Расположите устройство перпендикулярно полуденному солнцу так, чтобы темная поверхность резервуара была обращена к лучу сбоку.
4. Душ между 13:00. и 15:00. В это время уровень воды достигает пика, а воздух самый теплый.
5. Откройте сливное отверстие у подножия колонны, а не сливайте воду через душевую насадку; голова никогда не опорожняется полностью.
6. Отсоедините головку и вытряхните ее, затем повесьте вверх тормашками, если позволяет конструкция.
7. Наклоните пустую колонку на 30–45 градусов в течение десяти минут, чтобы удалить остатки воды из основания.
8. Съемные головки, шланги и ручки клапанов унесите на ночь в помещение.
9. Если прогнозируется сильный мороз ниже минус 10 °C, поместите внутрь весь блок, включая основание.
10. Проверяйте уплотнения, резьбу и распылительную пластину в начале каждого месяца в течение зимы.

Владельцы, которые проводят чистку и проверку по фиксированному графику, получают заметно больше сезонов использования одного и того же оборудования, а тот же режим ухода, который защищает клапаны и головки летом, также защищает их в мороз. Пошаговое руководство по очистке и обслуживанию доступно на нашем сайте. руководство по уходу за солнечным душем , который охватывает удаление накипи, замену уплотнений и межсезонное хранение.

Хранить или использовать? Решение, основанное на климате

Универсального зимнего правила не существует. Правильный подход зависит от того, насколько холодными на самом деле становятся ваши ночи, и три модели, приведенные ниже, охватывают большинство рынков.

Ко всем трем применимо еще одно соображение: правильно слитый душ также не удивит вас в марте. Повреждения льдом почти всегда обнаруживаются в первый теплый весенний день, когда резервуар снова удерживает воду, а треснувший клапан начинает протекать.

На что обратить внимание при покупке солнечного душа для холодной погоды

Если устройство будет эксплуатироваться на открытом воздухе в морозный сезон, перед ценой стоит проверить эти характеристики.

Низкая цена на тонкостенный агрегат редко становится спасением, если душевая лейка треснула в первые декабрьские морозы, ведь к февралю запасная деталь зачастую недоступна. Покупка модели с запасами имеет большее значение в холодном климате, чем в теплом.

Как изготавливаются и тестируются солнечные души для холодного рынка

Существует реальная разница между солнечным душем, предназначенным для террасы у бассейна в средиземноморском стиле, и душем, предназначенным для рынка, где в октябре наступают первые заморозки. Разница начинается с выбора материала: АБС-пластик, стабилизированный УФ-излучением, для головок и корпусов клапанов, ПВХ или алюминий высокой плотности для колонн, нержавеющая сталь для оснований и крепежных элементов, а также EPDM или силикон для каждого уплотнения. Такой выбор обойдется дороже на заводе и позволит конечному пользователю приобрести замену в течение двух сезонов.

Толщина стенки является второй переменной. Стенка колонны толщиной 2,5–3,0 мм удерживает тепло заметно лучше, чем стенка толщиной 1,8 мм, и противостоит расширению льда, не раскалываясь. Вес материала также является приблизительным показателем того, сколько наполнителя содержится в компаунде, что, в свою очередь, предсказывает, как поведет себя пластик после трех зим воздействия ультрафиолета и циклов морозов.

Тестирование — третье. Устройства, предназначенные для холодных регионов, обычно проверяются с помощью термоциклирования при температуре от минус 20 °C до плюс 60 °C, чтобы убедиться, что уплотнения и резьба выдерживают многократное расширение и сжатие, испытанием под давлением около 2 бар для проверки соединений и испытанием на дренаж, при котором устройство заполняется, опорожняется, а затем взвешивается, чтобы измерить, сколько остаточной воды остается внутри. Этот последний тест наиболее точно предсказывает выживаемость при морозе, потому что застрявшая вода, а не холодный воздух, повреждает душ.

LY35L02-CR Регулируемый водонепроницаемый солнечный душ со сливным каналом Душ на открытом воздухе, подогреваемый солнечным светом, с регулируемой головкой, металлическим поддоном и сливным каналом, который ограничивает количество стоячей воды и обеспечивает гибкий поток для использования в саду, бассейне или кемпинге. Посмотреть продукт →

Цюйчжоу Хайхун Электрооборудование Лтд. с 2010 года производит солнечные души для улицы, садовые души и душевые системы для бассейнов на производственной базе площадью 17 000 квадратных метров в Чжэцзяне, Китай, при этом проектирование, разработка и производство осуществляются собственными силами в соответствии с системами ISO9001 и проверенными BSCI. Семейства продуктов варьируются от 8 литров до 18, 30, 35 и 60 литров, с соответствующими основаниями и монтажными панелями из ДПК, и этот ассортимент экспортируется в более чем 30 стран. Для импортеров и владельцев брендов, определяющих продукцию для холодных регионов, рабочий разговор обычно сводится к трем вопросам: сколько воды остается внутри после слива, насколько толста стенка колонки и можно ли заменить душевую лейку и уплотнители как запасные части.

Часто задаваемые вопросы

Может ли солнечный душ достичь полезной температуры, когда температура воздуха всего 5 °C?

Да, в ясный, тихий день. Колонна емкостью 35 литров заполнялась в 9 часов утра и использовалась в 14 часов. обычно достигает 20–24 °C при температуре воздуха от 5 до 6 °C. Добавьте ветер со скоростью 25 км/ч, и температура в той же единице упадет до 15–18 °C, что означает скорее полоскание, чем душ.

Нужно ли добавлять антифриз в солнечный душ?

Нет. Это открытые резервуары без давления, в которых хранится вода, предназначенная для мытья. Антифризу место в герметичных контурах отопления, а не в баке, из которого человек принимает душ. Слив — это правильная защита, и он занимает менее двух минут.

Не замерзнет ли вода в баке за ночь?

Может, но резервуар обычно выживает, потому что в открытом сосуде у льда есть место для расширения вверх. Детали, которые трескаются, — это насадка для душа, резьба клапана и соединение основания, где вода задерживается в небольшом фиксированном объеме. Вот почему слив головки и клапана имеет большее значение, чем слив бака.

Черный солнечный душ работает зимой лучше, чем синий или серый?

Темные поверхности поглощают больше солнечного излучения, поэтому черная или очень темная колонна превосходит светлую. Разрыв между черным и темно-зеленым невелик; разрыв между черным и белым существенен. Цвет имеет меньшее значение, чем угол наклона солнца, вместимость и защита от ветра.

Сколько времени нужно, чтобы нагреться 35 литров в декабре?

Около четырех-пяти часов ясного солнца приведет к повышению температуры воздуха на 12-15 °C. Вот почему наполнение происходит утром, а душ – ближе к вечеру. Полуденная заливка оставляет слишком мало дневного света для работы.

Могу ли я использовать солнечный душ для зимнего кемпинга с душевой палаткой?

Да, с реалистичными ожиданиями. Заполните утром, поставьте палатку на солнце, расположив резервуар снаружи, и ожидайте от 15 до 20 °C во второй половине дня. Многие отдыхающие носят с собой небольшой чайник с горячей водой, чтобы поднять температуру на 5–8 °C непосредственно перед использованием, и никто не оставляет воду в резервуаре на ночь.

Солнечный душ со шлангом и насосом лучше зимой?

Не автоматически. Колонны с гравитационной подачей имеют меньше захваченных объемов и более полно дренируются, что является преимуществом в мороз. Насос помогает, когда вам нужно давление для длинного шланга, но каждый лишний метр шланга — это еще одно место, где вода застаивается и замерзает.

Какая температура воды считается комфортной для душа на открытом воздухе?

Большинство людей считают температуру от 32 до 38 °C действительно комфортной. При температуре от 20 до 25 °C допускается кратковременный душ на холодном воздухе, особенно для ополаскивания после купания или работы в саду. При температуре ниже 15 °C вы находитесь на территории холодной воды, и она перестает быть ливнем и превращается в погружение.