น้ำร้อนที่ค่ายพักแรมล่าสัตว์หรือตกปลาน้ำแข็ง: คำตอบ 10kW สำหรับความหนาวเย็น

ซีรีส์แอปพลิเคชันและการใช้ชีวิตแบบออฟกริด | ระบบน้ำเคลื่อนที่ SEFFY

เดือนตุลาคมเป็นช่วงที่ค่ายล่าสัตว์เปิดในรัฐทางเหนือและแคนาดา และเป็นช่วงที่กระท่อมตกปลาน้ำแข็งเริ่มปรากฏบนทะเลสาบที่เริ่มแข็งตัว อุณหภูมิในตอนรุ่งสางต่ำกว่าจุดเยือกแข็งแล้ว และภายในช่วงสายของวัน นักล่าหรือนักตกปลาจะมีมือที่เปื้อนเลือด รองเท้าบูทที่เปื้อนโคลน และกองอุปกรณ์ที่ต้องล้างก่อนนำกลับขึ้นรถบรรทุก

ในสภาวะเช่นนั้น น้ำร้อนไม่ใช่ความหรูหรา มันคือสิ่งที่ทำให้มือใช้งานได้ เนื้อสัตว์สะอาด และค่ายพักแรมถูกสุขอนามัย แต่ค่ายพักแรมส่วนใหญ่ไม่มีไฟฟ้า แทบไม่เคยมีระบบประปาแรงดัน และก๊อกน้ำร้อนที่ใกล้ที่สุดอาจอยู่ห่างออกไปหนึ่งชั่วโมง คำถามคือจะทำน้ำร้อนในสถานที่ได้อย่างไรโดยไม่ต้องพึ่งพากำเนิดไฟฟ้าหรือละลายหิมะบนกองไฟ

ทำไมอากาศหนาวจึงทำให้ปัญหานี้เป็นปัญหาด้านพลังงาน

การทำน้ำร้อนนั้นตรงไปตรงมาในฤดูร้อน ในช่วงปลายฤดูใบไม้ร่วงหรือฤดูหนาว น้ำที่เข้าจะเย็นกว่ามาก ดังนั้นการเพิ่มอุณหภูมิที่ต้องการจึงมีค่ามากกว่า

ใช้สมการเดียวกัน:

P = ṁ * c * ΔT

การล้างค่ายพักแรมที่ใช้งานได้จริง เช่น 3 ลิตร/นาที โดยใช้น้ำจากทะเลสาบหรือลำธารที่ 2°C และส่งออกที่ 42°C ต้องการการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ 40 K.

P = (3 ÷ 60) * 4,186 * 40 ≈ 8,370 W

นั่นคือ 8.4 kW ของกำลังความร้อนต่อเนื่อง แบตเตอรี่ 12V แผงโซลาร์เซลล์ หรืออินเวอร์เตอร์ขนาดเล็กไม่สามารถทำได้ใกล้เคียง การละลายหิมะบนเตาต้องใช้เชื้อเพลิงและความอดทน และการขนส่งถังน้ำร้อนจากเมืองจะสูญเสียความร้อนและเพิ่มน้ำหนัก

วิธีเดียวที่ใช้งานได้จริงเพื่อให้ได้ค่านี้ในพื้นที่ห่างไกลคือการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่มีพลังงานของตัวเอง

สิ่งที่ชุดค่ายพักแรมมักจะลองก่อน

หม้อบนเตาตั้งแคมป์ มันใช้ได้กับน้ำหนึ่งหม้อ แต่ไม่ใช่ก๊อกน้ำ การล้างมือ การทำความสะอาดมีด หรือการล้างแก้วกาแฟ หมายถึงการต้มน้ำซ้ำๆ การยกหม้อ และการรอ มันเป็นทางเลือกสำรอง ไม่ใช่ระบบ

ฝักบัวตั้งแคมป์แบบใช้แก๊สโพรเพน สิ่งเหล่านี้เป็นที่นิยมและมีน้ำหนักเบา แต่ส่วนใหญ่เป็นเครื่องที่มีกำลังต่ำ เมื่อน้ำเข้าใกล้จุดเยือกแข็ง น้ำออกจะอุ่นๆ เท่านั้น และอัตราการไหลแทบไม่เพียงพอที่จะล้างสบู่ออก

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพร้อมเครื่องทำน้ำอุ่นไฟฟ้า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถใช้กับถังไฟฟ้าขนาดเล็กได้ แต่มีน้ำหนักมาก เสียงดัง ใช้เชื้อเพลิง และปล่อยไอเสียตรงที่ค่ายพักแรมพยายามจะเงียบ มันยังแนะนำเครื่องยนต์ที่สองที่ต้องบำรุงรักษา

การขนส่งน้ำ นักล่าบางคนนำภาชนะเก็บความร้อนมาด้วย มันจะเย็นลง หมด และน้ำหนักจะเพิ่มขึ้นในการเดินทางหลายวัน

คำตอบทางวิศวกรรม: เผาไหม้โพรเพน ปั๊มจากทะเลสาบ

รูปที่ 1. น้ำเข้าที่ค่ายพักแรมในสภาพอากาศหนาวเย็นมักจะมาจากทะเลสาบหรือลำธารโดยตรง ปั๊มแบบดูดเองจะยกน้ำขึ้นโดยไม่ต้องมีแหล่งจ่ายแรงดัน

เครื่องทำน้ำอุ่นแก๊สแบบพกพา 10kW จะรับภาระความร้อนออกจากระบบไฟฟ้าโดยสิ้นเชิง มันเผาไหม้โพรเพนหรือบิวเทนเพื่อความร้อน และใช้แบตเตอรี่ลิเธียมของตัวเองเพียงเพื่อการจุดระเบิด การควบคุม และปั๊มแบบดูดเอง 25W

สำหรับค่ายพักแรมในสภาพอากาศหนาวเย็น ตัวเลขมีความสำคัญ:

• ภาระความร้อนที่กำหนด 10kWพร้อม ความจุ 6 ลิตร/นาทีที่ Δt=25K. ที่อัตราการไหลต่ำกว่าซึ่งเป็นเรื่องปกติของการล้างค่ายพักแรม เครื่องมีกำลังเพียงพอที่จะยกน้ำที่ใกล้จุดเยือกแข็งให้อุณหภูมิที่สบาย
• การเพิ่มอุณหภูมิสูงสุด 55 K. น้ำที่ 2°C สามารถออกจากเต้าที่ 57°C ซึ่งสูงกว่าเกณฑ์การล้างอุ่นมาก
• อุณหภูมิขาออกปรับได้ตั้งแต่ 35–55°Cดังนั้นเครื่องเดียวกันสามารถตั้งค่าสำหรับการล้างมือ การล้างอุปกรณ์ หรือการล้างช่องแช่แข็ง
• ปั๊ม DC แบบดูดเอง 25W ที่แรงดัน 0.025–0.4 MPa. มันดูดน้ำโดยตรงจากทะเลสาบ ลำธาร หรือภาชนะบรรจุน้ำ ไม่ต้องใช้สายแรงดัน ไม่ต้องใช้ท่อประปา
• แบตเตอรี่ลิเธียม 5200mAh (ประมาณ 3.5 ชั่วโมงในการชาร์จเต็ม ใช้งานได้สูงสุดประมาณ 150 นาทีต่อการชาร์จ) ใช้ระบบ 12V ดังนั้นเครื่องจึงไม่ต้องใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขณะทำงาน
• ระบบป้องกันน้ำแข็งเกาะกระป๋อง. เครื่องใช้ความร้อนเหลือทิ้งจากการเผาไหม้เพื่อป้องกันไม่ให้กระป๋องแก๊สแข็งตัวในอากาศเย็น ซึ่งช่วยรักษาเอาต์พุต 10kW เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมลดลง
• น้ำหนักสุทธิ 8.5 กก.. หนึ่งคนสามารถแบกได้ การติดตั้งคือการวางเครื่อง จุ่มท่อดูดลงในน้ำ และต่อแก๊ส

สามกฎสำหรับการใช้งานในสภาพอากาศหนาวเย็น

ชาร์จแบตเตอรี่และเติมกระป๋องแก๊สก่อนออกเดินทาง เครื่องจะเริ่มทำงานเมื่อทั้งสองอย่างพร้อมเท่านั้น แบตเตอรี่ที่ชาร์จแล้วและกระป๋องที่เต็มมีความสำคัญพอๆ กับสว่านหรือไฟฉายคาดศีรษะ

ใช้งานนอกอาคาร ห้ามใช้ในเต็นท์หรือกระท่อมน้ำแข็ง การเผาไหม้ผลิตคาร์บอนมอนอกไซด์ ซึ่งไม่มีสี ไม่มีกลิ่น และเป็นพิษ เครื่องทำความร้อนต้องวางไว้ในที่โล่ง โดยให้ท่อขาออกต่อเข้ากับอ่างหรือถังภายในพื้นที่กำบังหากจำเป็น

ห้ามใช้เป็นเครื่องใช้สำหรับน้ำดื่ม น้ำร้อนที่ผลิตได้มีไว้สำหรับล้างมือ ทำความสะอาดอุปกรณ์ และสุขอนามัยในค่ายพักแรม ไม่ใช่สำหรับการบริโภค

การเปรียบเทียบภาคสนาม

ตารางที่ 1. สี่วิธีในการทำน้ำร้อนที่ค่ายพักแรมในสภาพอากาศหนาวเย็น

อ่านแถว กำลังความร้อน เครื่อง 10kW เป็นตัวเลือกเดียวในตารางที่ทั้งเบาพอที่จะแบกไปยังค่ายพักแรมที่ห่างไกล และมีกำลังเพียงพอที่จะทำให้น้ำที่กำลังแข็งตัวมีอุณหภูมิที่ใช้งานได้

ข้อคิดสำหรับนักล่า นักตกปลา และผู้จัดหา

สำหรับนักล่าและนักตกปลาน้ำแข็ง:

• วางแผนเรื่องน้ำร้อนเป็นส่วนหนึ่งของชุดค่ายพักแรม ไม่ใช่สิ่งที่คิดทีหลัง การทำความสะอาดเนื้อสัตว์ ล้างมือ และล้างอุปกรณ์จะเร็วขึ้นด้วยก๊อกน้ำที่ส่งน้ำอุ่น
• อย่าพึ่งพาระบบ 12V ของรถบรรทุก ฟิสิกส์ข้างต้นแสดงให้เห็นว่าแม้แต่การล้าง 3 ลิตร/นาที ที่เพิ่มขึ้น 40 K ก็ต้องการมากกว่า 8 กิโลวัตต์
• ชาร์จเครื่องและเตรียมแก๊สให้เพียงพอ ที่อัตราการบริโภคสูงสุด 600 กรัม/ชั่วโมง การล้างวันละสองสามชั่วโมงก็เพียงพอสำหรับถังโพรเพนมาตรฐาน
• วางเครื่องไว้นอกอาคาร และต่อท่อขาออกไปยังที่ที่ต้องการ ที่กำบังมีไว้สำหรับผู้คน ไม่ใช่สำหรับการเผาไหม้

สำหรับผู้จัดหา ผู้จัดการลอดจ์ และผู้จัดจำหน่าย:

• เครื่องทำน้ำอุ่นแก๊สแบบพกพาเปลี่ยนค่ายพักแรมที่แห้งให้เป็นค่ายพักแรมที่ใช้งานได้โดยไม่ต้องติดตั้งระบบประปาหรือสายไฟ นั่นมีความสำคัญสำหรับพื้นที่เช่าระยะไกลและการตั้งค่าชั่วคราว
• มันจะลดภาระการทำน้ำร้อนออกจากงบประมาณเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งช่วยให้การวางแผนเชื้อเพลิงง่ายขึ้น
• ระบุให้ชัดเจนเกี่ยวกับการใช้งานนอกอาคารเท่านั้น เงื่อนไขสองประการ (แบตเตอรี่ที่ชาร์จแล้วและแก๊ส) และตำแหน่งที่ไม่ใช่น้ำดื่ม นั่นคือจุดที่ทำให้ผู้ใช้ปลอดภัยและพึงพอใจ

ข้อมูลจำเพาะที่อ้างอิงในบทความนี้สำหรับเครื่องทำน้ำอุ่นแก๊สกลางแจ้งแบบพกพา SEFFY (แบบควบคุมอุณหภูมิ): ภาระความร้อนที่กำหนด 10kW; ความจุ 6 ลิตร/นาทีที่ Δt=25K; การเพิ่มอุณหภูมิสูงสุด 55K; อุณหภูมิขาออกปรับได้ 35–55°C; ปั๊ม DC แบบดูดเอง 25W; ช่วงแรงดันน้ำที่ใช้ได้ 0.025–0.4 MPa; แบตเตอรี่ลิเธียม 5200mAh พร้อมเวลาใช้งานสูงสุดประมาณ 150 นาทีต่อการชาร์จ, ประมาณ 3.5 ชั่วโมงในการชาร์จเต็ม; อัตราการบริโภคแก๊สสูงสุด 600 กรัม/ชั่วโมง; ระบบป้องกันน้ำแข็งเกาะกระป๋อง; น้ำหนักสุทธิ 8.5 กก.; DC 12V การคำนวณความร้อนใช้ความจุความร้อนจำเพาะของน้ำที่ 4,186 J/kg·K