Fungují solární sprchy v zimě? Skutečná data, rizika zamrznutí a tipy na chladné počasí

V 8 hodin ráno za jasného lednového rána má v jižním Německu vzduch 2 °C a voda ve venkovním solárním sprchovém sloupu je sotva teplejší. Do 13:00 stejná 35litrová jednotka může dodávat vodu o teplotě 14 až 18 °C. O dva týdny později, za mírného únorového dne se vzduchem 6 °C a nepřetržitým sluncem, dosáhne stejná přeháňka 20 až 24 °C. Necháme dva dny pod hustým mrakem při 3 °C a nepřekročí 8 °C.

Tento rozsah je skutečnou odpovědí na otázku, zda solární sprchy fungují v zimě. Ano, fungují, ale fungují v úzkém okně nastaveném čtyřmi věcmi: přímé sluneční světlo po dobu nejméně čtyř hodin, dostatečný objem vody pro uchování tepla, teplota vzduchu, která se během používání drží nad zhruba mínus 5 °C, a rutina, která odstraňuje stojatou vodu před každou nocí, která klesne pod bod mrazu.

Solární sprcha je pasivní zařízení. Neexistuje žádné topné těleso, žádné čerpadlo, žádný termostat a žádné záložní napájení. Každý stupeň tepla pochází ze slunečního světla absorbovaného tmavým povrchem a ze vzduchu obklopujícího nádrž. Zimní výkon je tedy rozsah spíše než jednoduché ano nebo ne, a tento rozsah je široký. Níže uvedené sekce ukazují, kde typická jednotka přistane v chladném počasí, které části se rozbijí jako první, když uvnitř zamrzne voda, a které konstrukční detaily oddělují sprchu, která přežije chladné období, od sprchy, která praskne při prvním tuhém mrazu.

Krátká odpověď: Čtyři podmínky, které rozhodují o zimním výkonu

Když jsou splněny všechny čtyři níže uvedené podmínky, solární sprcha poskytuje pohodlnou krátkou sprchu v zimě. Když jeden z nich selže, výkon prudce klesne a z jednotky se stane spíše oplachovací zařízení než sprcha.

Dohromady tyto podmínky popisují jasný zimní den mezi zhruba 10:00 a 15:00. na chráněném, slunném místě. To je okno, ve kterém je solární sprcha skutečně užitečná od listopadu do března v mírném klimatu. Mimo to okno to stále funguje, ale voda, kterou produkuje, se blíží studenému oplachu.

Jak solární sprcha skutečně ohřívá vodu při slabém slunci

Uvnitř solární sprchy probíhají současně tři tepelné cesty. První je přímá absorpce: tmavá vnější stěna kolony nebo vaku přijímá sluneční záření a propouští je stěnou do vody. Druhým je skleníkový efekt uvnitř nádrže, kdy krátkovlnné sluneční světlo prochází horním povrchem a ohřívá tmavý interiér, zatímco část znovu vyzařovaného tepla zůstává zachycena. Třetí je výměna okolí, kde se voda pomalu pohybuje směrem k teplotě vzduchu kolem nádrže. V mírné zimě tato třetí cesta pomáhá; v tuhém mrazu působí proti vám.

Na úhlu slunce záleží více, než většina kupujících očekává. V prosinci slunce sedí nízko a paprsek dopadá pod úhlem pohledu ke svislému sloupu. 35litrová jednotka, která v červenci dosáhne 52 až 56 °C při okolní teplotě 27 °C, obvykle přistane při teplotě 14 až 18 °C v lednu při teplotě 2 °C za jasného dne a při teplotě 7 až 10 °C za šedého dne.

Typické polední stoupání nad okolní vzduch, 35litrový volně stojící sloup

Přibližné hodnoty pro mírné klima, jasná obloha, vítr pod 15 km/h, voda naplněná v 9:00 hod. Reálné výsledky se posouvají se zeměpisnou šířkou, stínováním, materiálem sloupu a objemem vody.

Následují dva závěry. Za prvé, solární sprcha nikdy nemusí zasáhnout pevné číslo, aby byla užitečná; musí pouze překonat okolní vzduch o tolik, aby bylo sprchování snesitelné. Za druhé, zimní zisk oproti okolnímu prostředí je v absolutních číslech menší, a proto v lednu mnohem více záleží na větším objemu vody a chráněné poloze než v červenci.

Co se mění v zimě: Úhel slunce, denní světlo a teplota vzduchu

Téměř celý sezónní pokles pochází ze tří fyzických změn.

• Nadmořská výška slunce. Na 50° zeměpisné šířky stojí polední slunce v červnu asi 63° vysoko a v prosinci jen asi 16°. Nízké slunce znamená delší cestu atmosférou, větší rozptyl a méně energie na čtvereční metr povrchu absorbéru.
• Délka denního světla. Kratší dny poskytují nádrži méně hodin sběru, takže plnění v 9 hodin ráno musí trvat celý den.
• Teplota vzduchu. Chladnější vzduch zvyšuje ztráty z povrchu nádrže, sprchové hlavice a jakékoli odkryté hadice.

Jako pracovní pravidlo je vzestup nad okolní vzduch za jasného zimního odpoledne zhruba 50 až 70 procent letního vzestupu. Pokud vaše jednotka v červenci překročí teplotu vzduchu o 25 °C, očekávejte v prosinci 12 až 18 °C nad teplotou vzduchu. To je důvod, proč letní letní hodnoty 55 °C se v lednu stávají 15 až 20 °C spíše než 40 °C. Kdo slibuje v prosinci letní teploty, prodává něco jiného než fyziku.

Realistické zimní scénáře: Co ve skutečnosti budete cítit

Čísla níže pocházejí ze stejného 35litrového samostatně stojícího sloupu v chráněné poloze orientované na jih, naplněného v 9:00 a používaného brzy odpoledne.

Vzor je konzistentní a mírně kontraintuitivní: vítr a mrak vás stojí víc než studený vzduch. Den o 6 °C se silným větrem bude nižší než den o 1 °C, který je klidný a slunečný. Pokud máte jeden slunečný zimní den v měsíci bez větru, je to den, kdy je třeba naplnit nádrž.

Problém mrazu: Co vlastně v zimě rozbije solární sprchu

Voda expanduje asi o 9 procent, když se změní na led, a síla, kterou působí, je mnohem větší než síla armatur, které je uvnitř zachycena. Solární sprcha jen zřídka selže, protože hlavní nádrž se rozdělí nahoře; nádrž má obvykle prostor pro expanzi směrem nahoru. Selže v místech, kde se v uzavřeném prostoru nachází malý pevný objem vody.

Tři body selhání

• Sprchová hlavice. Voda spočívá uvnitř hlavy a v krátké paži za ní. Pochromovaná ABS hlava s úzkou stříkací deskou je nejčastější obětí tuhého mrazu.
• Ventilové a závitové spoje. Jediná kapka, která zůstane v závitu plastového ventilu, může při zamrznutí prasknout.
• Základna sloupu a nejnižší připojení. Kontakt se zemí udržuje tuto oblast chladnější než zbytek jednotky a oddaluje ranní tání.

Jak se chovají běžné materiály pod nulou

Návrhářskou odpovědí na to vše je jasná drenážní cesta. Jednotky postavené se základnou proti akumulaci vody nechávají posledního půl litru uniknout patou kolony, místo aby se shromažďovaly nad základovou deskou, a odnímatelná hlava vám umožní vytřepat vodu, která by jinak seděla přes noc ve sprejové desce.

LY35L05-SS Solární sprcha proti akumulaci vody s drenážními otvory Solární sprcha se základnou zabraňující hromadění vody, kovovou vanou a drenážními otvory, navržená tak, aby omezovala hromadění bazénů a podporovala snadnou demontáž pro kompaktní skladování mimo sezónu. Zobrazit produkt →

Pokud má vaše současná sprcha uzavřenou základnu, jedno praktické řešení nic nestojí: po použití odpojte hlavici, nakloňte sloupek o 30 až 45 stupňů na deset minut a hlavici uložte uvnitř. Majitelé, kteří dodržují tuto rutinu, hlásí mnohem méně prasklých ventilů než majitelé, kteří jednoduše nechají jednotku stát plnou.

Kapacita a tepelná hmotnost: Proč se 8 litrů a 60 litrů chovají jinak

Voda má vysokou tepelnou kapacitu, asi 4,18 kilojoulů na kilogram na stupeň Celsia. 35litrová nádrž tedy uchová zhruba 146 kilojoulů na každý získaný stupeň. Tato akumulovaná energie udržuje sprchu v teple poté, co ji slunce opustí, a proto na kapacitě záleží mnohem více v zimě než v létě, kdy slunce neustále doplňuje nádrž.

LY60L01 Extra velká dešťová sprchová hlavice zahradní solární sprcha Venkovní solární sprcha s nadrozměrnou dešťovou sprchovou hlavicí a nastavitelným kulovým kloubem, postavená pro jednoduchou instalaci, trvanlivé použití odolné vůči UV záření a kompaktní sezónní skladování. Zobrazit produkt →

Neintuitivní část spočívá v tom, že větší nádrž se často zahřívá pomaleji, ale cítí se tepleji. 60litrové jednotce může trvat šest hodin, než dosáhne 15 °C, ale dvě hodiny po západu slunce bude stále 15 až 18 °C, kdy 8litrová jednotka již klesla zpět na teplotu vzduchu. Pro použití v chladném období je 35 litrů sladkou tečkou pro jednu nebo dvě osoby a 60 litrů vyhovuje rodině nebo každému, kdo se sprchuje po 16:00.

Možnosti instalace, které změní zimní výsledky

Kde solární sprcha stojí v lednu záleží stejně jako na tom, jaký model jste si koupili. O většině výsledku rozhodují čtyři detaily instalace.

Postavte se čelem k rovníku a respektujte nízké slunce

Svislý sloupek zachycuje nízké zimní slunce lépe než taška ležící na zemi, protože paprsek dopadá na vysokou tmavou tvář v použitelném úhlu. Pokud má vaše jednotka plochý panel, nakloňte jej o 45 až 60 stupňů směrem k rovníku pro prosincové a lednové slunce. Nejdůležitější kontrola je jednoduchá: mezi 10:00 a 14:00 by na nádrž nemělo nic vrhat stín.

Úkryt před větrem, ale nikdy před sluncem

Pohybující se vzduch odvádí teplo ze stěny kolony mnohem rychleji než nehybný vzduch. Stěna, živý plot nebo plot jeden až dva metry směrem k větru ukrojí většinu těchto ztrát, aniž by blokoval paprsek. Vyhněte se dvorům, které vidí přímé slunce pouze dvě hodiny; zastíněné, ale chráněné místo je nejhorší z obou světů.

Zvedněte jednotku ze zmrzlé země

Kontakt se zemí odvádí teplo a v mrazuvzdorných půdách může posouvat základnu a namáhat spoje sloupů. Betonová podložka, štěrkové lože, dřevěná plošina nebo účelová sprchová základna s vůlí 100 až 150 mm pod nohou vyřeší oba problémy najednou a udrží základnu v suchu.

Udržujte vodní cestu krátkou

Každý další spoj, koleno nebo prodlužovací hadice je místo, kde voda sedí a zamrzá. Používejte přímé, krátké spojení mezi nádrží a hlavou a upřednostňujte rychloupínací armatury, které lze vyjmout a vzít do interiéru. Méně dílů znamená méně bodů zamrznutí a rychlejší zimní vypouštění.

Praktická zimní rutina, krok za krokem

Rozdíl mezi solární sprchou, která trvá osm zim a tou, která trvá jednu, je rutina, která trvá asi šest minut.

1. Před vyplněním zkontrolujte noční předpověď. Pokud je minimum pod minus 3 °C, naplánujte vypuštění ještě tentýž večer.
2. Vyplňte ráno, ne v poledne. Voda začínající na 5 °C potřebuje celých šest hodin slabého zimního denního světla; plnění ve 13 hodin. ponechává příliš málo času na získání něčeho užitečného.
3. Umístěte jednotku do čtverce k polednímu slunci tak, aby temná strana nádrže byla na šířku paprsku.
4. Sprcha mezi 13:00. a 15 hodin To je, když voda vrcholí a vzduch je nejteplejší.
5. Otevřete vypouštěcí otvor u paty sloupu spíše než vypouštění přes sprchovou hlavici; hlava nikdy úplně nevyteče.
6. Odpojte hlavu a vytřeste ji, poté ji zavěste vzhůru nohama, pokud to konstrukce umožňuje.
7. Nakloňte prázdný sloupek o 30 až 45 stupňů po dobu deseti minut, aby se odstranila zbytková voda ze základny.
8. Vezměte odnímatelné hlavy, hadice a rukojeti ventilů na noc dovnitř.
9. Pokud se předpokládá silné mrazy pod -10 °C, přeneste dovnitř celou jednotku, včetně základny.
10. Zkontrolujte těsnění, závity a stříkací desku na začátku každého měsíce až do zimy.

Majitelé, kteří čistí a kontrolují podle pevného plánu, získají znatelně více sezón se stejným hardwarem a stejná péče, která chrání ventily a hlavice v létě, je také chrání před mrazem. Návod na čištění a údržbu krok za krokem je k dispozici u nás průvodce údržbou solární sprchy , která zahrnuje odstraňování vodního kamene, výměnu těsnění a skladování mezi sezónami.

Uložit nebo použít? Rozhodnutí na základě klimatu

Univerzální zimní pravidlo neexistuje. Správný přístup závisí na tom, jak chladné jsou vaše noci, a tři níže uvedené vzorce pokrývají většinu trhů.

Pro všechny tři platí ještě jedna úvaha: správně vypuštěná sprcha je také sprchou, která vás v březnu nepřekvapí. Poškození ledem se téměř vždy objeví první teplý jarní den, kdy nádrž opět pojme vodu a prasklý ventil začne prosakovat.

Na co se zaměřit při nákupu solární sprchy do chladného počasí

Pokud bude jednotka žít venku v období mrazů, toto jsou specifikace, které stojí za to zkontrolovat před cenou.

Nízká cena tenkostěnné jednotky je málokdy úsporou, pokud sprchová hlavice praskne v prvním prosincovém mrazu, protože náhradní díl je často v únoru nedostupný. Nákup modelu s dráhou náhradních dílů je důležitější v chladném podnebí než v teplém.

Jak se vyrábějí a testují solární sprchy pro studený trh

Je skutečný rozdíl mezi solární sprchou určenou pro středomořskou bazénovou terasu a tou, která je určena pro trh, kde první mráz přichází v říjnu. Rozdíl začíná výběrem materiálu: ABS stabilizovaný proti UV záření pro hlavice a těla ventilů, vysokohustotní PVC nebo hliník pro sloupky, nerezová ocel pro základny a upevňovací prvky a EPDM nebo silikon pro každé těsnění. Tyto volby jsou dražší u brány továrny a ušetří koncovému uživateli náhradní jednotku do dvou sezón.

Tloušťka stěny je druhou proměnnou. Stěna sloupu o tloušťce 2,5 až 3,0 mm drží teplo znatelně lépe než stěna o tloušťce 1,8 mm a odolává expanzi ledu, aniž by se lámal. Hmotnost materiálu je také hrubým ukazatelem toho, kolik plniva je ve směsi, což zase předpovídá, jak se plast chová po třech zimách vystavení UV záření a mrazu.

Testování je třetí. Jednotky určené pro chladné oblasti se typicky kontrolují tepelným cyklem mezi mínus 20 °C a plus 60 °C, aby se potvrdilo, že těsnění a závity přežijí opakované roztahování a smršťování, tlakovou zkouškou při přibližně 2 barech pro ověření spojů a zkouškou odvodnění, při které se jednotka naplní, vypustí a poté zváží, aby se změřilo, kolik zbytkové vody zůstane uvnitř zachyceno. Tento poslední test je ten, který nejpřesněji předpovídá přežití mrazu, protože sprchu poškozuje zachycená voda, nikoli studený vzduch.

LY35L02-CR Nastavitelná vodotěsná solární sprcha s odtokovým kanálem Venkovní sprcha vyhřívaná slunečním zářením s nastavitelnou hlavicí, kovovou vanou a odtokovým kanálem, který omezuje stojatou vodu a nabízí flexibilní proudění pro použití na zahradě, u bazénu nebo při kempování. Zobrazit produkt →

Quzhou Haihong Electrical Equipment Co., Ltd. vyrábí venkovní solární sprchy, zahradní sprchy a sprchové systémy u bazénu od roku 2010 z výrobní základny o rozloze 17 000 metrů čtverečních v čínském Zhejiangu, přičemž návrh, vývoj a výroba jsou prováděny v rámci systémů auditovaných ISO9001 a BSCI. Produktové řady se pohybují od 8 litrů do 18, 30, 35 a 60 litrů, s odpovídajícími základnami a montážními deskami WPC, a řada se vyváží do více než 30 zemí. Pro dovozce a majitele značek, kteří specifikují produkty pro chladné oblasti, se pracovní rozhovor obvykle soustředí na tři otázky: kolik vody zůstane uvnitř po vypuštění, jak silná je stěna sloupu a zda lze vyměnit sprchovou hlavici a těsnění jako servisní díly.

Často kladené otázky

Může solární sprcha dosáhnout použitelné teploty, když má vzduch pouhých 5 °C?

Ano, za jasného, ​​klidného dne. Kolona o objemu 35 litrů byla naplněna v 9:00 a použita ve 14:00. typicky dosahuje 20 až 24 °C při teplotě vzduchu 5 až 6 °C. Přidejte 25 km/h větru a stejná jednotka klesne na 15 až 18 °C, což je spíše oplach než sprcha.

Musím do solární sprchy přidat nemrznoucí směs?

Ne. Jedná se o otevřené, beztlakové nádrže s vodou určenou k mytí. Nemrznoucí směs patří do utěsněných topných smyček, ne do nádrže, ze které se člověk sprchuje. Vypouštění je správnou ochranou a trvá méně než dvě minuty.

Zamrzne voda uvnitř nádrže přes noc?

Může, ale nádrž obvykle přežije, protože led má prostor expandovat nahoru v otevřené nádobě. Části, které praskají, jsou sprchová hlavice, závit ventilu a připojení základny, kde je voda zachycena v malém pevném objemu. Proto na vypouštění hlavy a ventilu záleží více než na vypouštění nádrže.

Funguje černá solární sprcha v zimě lépe než modrá nebo šedá?

Tmavé povrchy pohlcují více slunečního záření, takže černý nebo velmi tmavý sloupec překonává světlý sloup. Mezera mezi černou a tmavě zelenou je malá; rozdíl mezi černou a bílou je značný. Na barvě záleží méně než úhel slunce, kapacita a ochrana před větrem.

Jak dlouho trvá ohřátí 35 litrů v prosinci?

Kolem čtyř až pěti hodin jasného slunce až o 12 až 15 °C nad teplotou vzduchu. To je důvod, proč dochází k naplnění ráno a sprchování brzy odpoledne. Polední výplň ponechává příliš málo denního světla na to, aby se s ním dalo pracovat.

Mohu použít solární sprchu pro zimní kempování se sprchovým stanem?

Ano, s realistickými očekáváními. Ráno naplňte, postavte stan na plné slunce s nádrží mimo něj a odpoledne počítejte s 15 až 20 °C. Mnoho táborníků nosí malou konvici s horkou vodou, aby se teplota zvýšila o 5 až 8 °C těsně před použitím, a nikdo nenechává vodu v nádrži přes noc.

Je v zimě lepší solární sprcha s hadicí a čerpadlem?

Ne automaticky. Sloupy s gravitačním napájením mají méně zachycených objemů a úplněji odvodňují, což je v mrazu výhoda. Čerpadlo pomáhá, když potřebujete tlak na dlouhou hadici, ale každý metr hadice navíc je dalším místem, kde voda sedí a zamrzá.

Jaká teplota vody je pohodlná pro venkovní sprchu?

Většina lidí považuje 32 až 38 °C za skutečně příjemné. Mezi 20 a 25 °C je snesitelná krátká sprcha ve studeném vzduchu, zejména pro opláchnutí po koupání nebo zahradní sezení. Pod 15 °C se nacházíte v oblasti se studenou vodou a přestává to být sprcha a stává se skokem.