О том, как усилиями головного мозга компенсировать недостаток электронов. И еще немного о деревянной электрификации
Типичные реалии российского дачестроения:
- строим из дерева (бруса), ибо дёшеГо;
- на участок выделено совсем мало киловатт и качество местной электросети, в лучшем случае, ужасное.
Здравствуй, дерево!
Это я не о вас, есличо.
Действительно, соорудить коробку дома из бруса получается быстро и недорого. Фундамент мощный не нужен, можно свай за день навинтить — и готово.
Потом начинаются всякие разные сложности, начиная с усадки-усушки бруса (будь он хоть фотовидеокамерной сушки), заканчивая необходимостью его регулярно чем-нибудь пропитывать. В последнем пункте начинает развеиваться заблуждение об экологичности дерева. Окончательно это происходит после того, как брус утепляют снаружи, причем, почему-то не мхом, а «стекловатой» и зашивают сайдингом из экологически чистого винила. Впрочем, это меня мало касается.
С точки зрения электромонтажа брусовой дом — один из самых неудобных и дорогих. Круглые бревна, конечно, полный экстрим, пока про них не буду. Обычно едут в ближайший мерлен, покупают кабель-каналы, розетки для открытого монтажа и зовут электрика со стажем стопитцот лет и всеми группами допуска, включая просмотр переписки президента. Потом оказывается, что провода набиты в каналы как кильки в бочку, через стены проходят, в лучшем случае, в металлорукаве и т.п. «Я так делал все стопитцот лет! И даже банкиру (вариант — главному местному милиционеру)!» — обычная аргументация. Как будто банкиры и стражи порядка обладают каким-то особыми знаниями в области электробезопасности.
Суровая правда жизни в том, что нужны хорошие кабель-каналы, причем большого сечения и с аксессуарами типа уголков и отводов. Последнее, впрочем, влияет больше на внешний вид, но влияет сильно. «Под дерево» моделей мало и они недешевые. Электроустановочных изделий нормального качества для открытого монтажа вообще практически нет. Если в бетонную стену можно скрепя сердце поставить что-то турецко-китайское, и оно хотя бы не загорится при плохом контакте или большом токе (вы ведь экономили и на количестве? — а теперь там удлинитель), то нагрев или, хуже того, искры непосредственно на дровах… В среднестатистическом СНТ какой-либо дом раз в год да сгорает.
Если вам не по душе скитаться по знакомым курицам и свиньям, готовьтесь к тому, что «в деревяшке» на материалы уйдет раза в два больше денег, чем в доме из бетона или кирпича. И труды праведные обойдутся дороже, поскольку деревянных домов гораздо больше, чем грамотных и аккуратных электриков.
Голод
«По Африке ходят слоны,
Антилопы и гиппопотамы.
В Африке за положняк, пацаны,
Если беда — колотить в там-тамы…» (с) «Запрещенные барабанщики»
Вернемся к нашему барану.
В доме предполагается электрическое отопление. При сезонном проживании это сравнительно недорого. Считаем: 100 Вт/м² х 100 м² = 10 кВт. Столько нужно на обогрев. Кто-то скажет, что при -25 °C там никто жить не будет, и это верно. Так же, как и то, что по теплопотерям типичный брусовый домик сильно отстает от требований СНиПов. Так что лучше все-таки считать с запасом.
Есть еще одна причина. Как мы помним из курса физики, выделяемая мощность пропорциональна квадрату напряжения. Или тока. Следовательно, если в сети не 220 В, а, скажем, на 20% меньше (180), то на обогревателе выделится примерно в полтора раза меньше. То есть, ставили киловаттный, а выдаст он всего семьсот. Поэтому их нужно брать меньшего сопротивления. Или, что то же самое, большей мощности; например, полтора киловатта вместо одного.
А теперь посчитаем, что получится, когда местная сеть вдруг станет нормальной. Иногда с ними даже такое случается. В этом случае наши обогреватели станут кушать, правильно, 15 кВт.
Кроме обогревателей, в доме наверняка будут и водогреи. В описываемом примере их запланировано аж три — два душа и кухня. Это еще 3…5 кВт.
Люди продвинутые скажут, что вместо электроконвекторов при сезонном проживании для обогрева есть смысл использовать кондиционеры. Действительно, кушать они будут гораздо меньше. В нашем случае можно даже «поместиться» в выделенную на дом мощность (если это 10-15 кВт). Правда, начальные затраты выше.
Итак, на обогрев и нагрев воды в общей сложности получилось примерно 15 кВт. Плюс плиты, чайники и прочие утюги. Нужно сделать так, чтобы все эти потребители не могли включиться одновременно, только и всего.
Теперь другая часть задачи, тоже вполне типичная. Напряжение в сети, мало того, что пониженное; настолько, что чайник не всегда закипает. Оно еще и скачет совершенно дико. Нормальные электроприборы таким питать не сто́ит. Нужно стабилизировать.
Наконец, нередки отключения электричества вообще. Сидеть совсем без света как-то скучно (и темно, если вечер на дворе).
В общем, ТЗ следующее:
- обеспечить отключение определенной части потребителей, нагревателей воздуха и воды, при превышении суммарной потребляемой домом мощности;
- стабилизировать питающее напряжение в тех местах, где это существенно;
- освещение и часть розеток запитать от бесперебойного источника.
С превышением мощности разобраться сравнительно легко. Используем штуковину под названием «реле приоритетных нагрузок». Вот такое, например.
Очень функциональное устройство, которое позволяет переключать часть нагрузок «по кругу». Например, отключить пару конвекторов. Если все равно потребление выше заданного, выключается еще одна линия. Не навсегда, а на некоторое время. Потом включается. Если опять много, отключает другую группу. Удобно. Но дорого. Тысяч десять по нынешним ценам.
Стабилизация
Здесь всё сложнее. Есть довольно много разновидностей стабилизаторов, которые я здесь перечислять не стану. Скажу лишь, что большинство типов сравнительно дешевых стабилизаторов имеют серьезные минусы, из-за которых использовать их можно с большими оговорками.
Самым лучшим с точки зрения качества получающегося на выходе напряжения является так называемый online-преобразователь. У него всегда будет 220 В (или 230, не суть важно) правильной формы. Одна беда… ну вы поняли, какая. Ну да, дорогие они.
Хорошая новость состоит в том, что бесперебойные источники питания (тоже online, не любые) фактически являются и стабилизатором. Есть напряжение на входе — стабилизатор, пропало — бесперебойник.
Перегрузку такие источники любят еще меньше, чем электросеть. Никуда не денешься, ставлю еще одно реле приоритета. Правда, попроще и подешевле.
Осталось придумать, как быть при отключении электричества. Занимать полкомнаты аккумуляторами совсем не вариант, у нас же не ЦОД. Но решение простое: если на столбе кончилось электричество, срабатывает реле и отключает часть потребителей, оставляя только освещение и некоторые розетки. С аккумулятором относительно разумного размера и цены можно продержаться в автономном режиме пару-тройку часов.
Уфф!
Всё. Текста было много, теперь картинки.
Расписывать совсем подробно, где и как накручены контакторы и прочие УЗО, будет излишним. Я описал общую структуру решения, дальше всегда масса вариантов, в зависимости от конкретной ситуации.
Железок в этом конкретном случае получилось много, к тому же для удобства подключения предусмотрены клеммы. Так что взят большой щит «тип B» (сами-знаете-какого-производителя) на 120 модулей.
Кажется, что он полупустой, но это ощущение обманчивое. Проводов, на самом деле, много, но их спрятали в кабель-каналы.
Лично я так стараюсь не разводить, поскольку в уже установленном щите сделать потом что-либо довольно сложно. Но получается аккуратно.
Результат вот такой:
Сейчас, через три года после изобретения этого решения, есть и другие варианты. Тем не менее, во-первых, оно работает ровно так, как задумано — практически без участия человека. Во-вторых, хоть и появилось за это время много новой автоматики, схема, ее суть вполне актуальна.