Протока

Купалян Самвел

Прошло несколько лет с тех пор как в разделе Фильтрация я описал свой опыт по созданию проточной системы для дискусов. Повторюсь - как раньше, так и сейчас я остаюсь противником создания протоки, где управление целиком лежит на электронном блоке. Самой надежной системой является так называемая "ленивая протока", которая неоднократно описывалась на многих сетевых ресурсах. И мною в том числе. (Под ленивой протокой подразумевается непрерывная (или программируемая автоматом или вручную) подача воды тонкой струей из-под крана, а слив воды....самый важный момент, из-за которого случаются потопы, когда слишком расслабляется аквариумист, ...слив в ленивой протоке происходит самотеком, - через достаточно толстое отверстие в боковой стенке аквариума. Далее - по толстому шланку в канализацию. Тут все просто и надежно...

Но подобная конструкция не всегда реализуема в любительских условиях. Тут уже другие критерии и несколько иные подходы к организации проточной системы.

Во-первых, система протоки в квартире должна быть максимально надежной. Случайный перелив воды из аквариума недопустим. Если в подвале аквариумного хозяйства расхлебывание последствий перелива сводится всего лишь к получасу работы ведром с тряпкой, да устранению самой причины неисправности, то в рамках квартиры перелив приобретает совершенно другие масштабы. Помимо своей подмоченной мебели и ковров существует еще и проблема соседей этажами ниже. И если квартиры этих соседей с евроремонтом, то :точно мало не покажется.

Во-вторых, не всегда возможно или слишком хлопотно проделывать дыру в стекле аквариума, уже заселенного гидробионтами. В особенности, когда речь идет не о просто стеклянной емкости, а о красивом аквариумном комплексе с тумбой и со всеми остальными частями декора.

В-третьих, далеко не на последнем месте стоит эстетическая сторона, - толстый сливной шланг, выпирающий сбоку аквариума и червем тянущийся через всю квартиру к канализации, не особо радует глаз. Тщательно скрыть его под плинтусом вряд ли получится. Приходится маскировать под паласом, прикрывать коврами, ковриками, а в некоторых местах квартиры или долбить желоб в бетоне пола, или же прикрывать шланг сверху прочным коробом.

По этим и многим другим причинам большинство владельцев аквариумов по сей день подмены воды в аквариуме делают по-старинке, - путем многократных хождений в ванную и обратно с ведром или же с помощью шланга, каждый раз его разворачивая и убирая по окончании работ. Занятие это вряд ли можно назвать творческим, потому довольно скоро начинает надоедать, и появляется заманчивая идея заниматься подменами воды и чисткой аквариума через раз...или того реже...

В сети интернет, как в наиболее прогрессивном источнике информации в отличие от аквариумных книг, большинство которых уже 40 лет многими недобросовестными авторами попросту переписываются друг у друга, часто дублируя на своих страницах целые абзацы текстов и повторяя никому ненужные доисторические аквариумные самоделки, мною на тему протоки просмотрено, наверное, все, что изобретено пытливыми российскими умами. И не только просмотрел, но и практически все конструкции попробовал реализовать на практике.

Основным целью всех изобретений по домашней протоке являлась всегда попытка избежать нежелательного пробивания отверстия в боковой стенке аквариума под слив. Собственно говоря, этот момент чаще всего пугает аквариумистов.

Коротко о наиболее распространенных способах "домашней" протоки, которые лишены одного из недостатков "ленивой протоки"...а именно сверления дырки в стенке аквариума:

С помощью небольшой дополнительной емкости впритык к стенке аквариума, в которой и делается дырка со сливом. А сама емкость соединяется с аквариумом через трубочку. По закону сообщающихся сосудов в емкости повторяется уровень воды в аквариуме. Т.е. когда уровень воды в аквариуме растет за счет поступающей из водопровода воды, то точно также поднимается уровень воды и в этой емкости. Сливное отверстие, проделанное в емкости, не дает обоим уровням подняться выше определенного уровня. Слабым местом в этой конструкции является шланг, соединяющий обе емкости. Рано или поздно в шланге появляются пузырьки воздуха, которые образовав воздушную пробку останавливают тем самым работу системы. В качестве нейтрализатора воздушной пробки испльзуется тройник, к верхнему выводу которого прикрепляется перевернутая вверх дном пол-литровая бутылка от Кока-Колы. Это хитростью удается лишь удлинить(!) срок работы этой конструкции протоки. Но периодически все же придется выдавливать из бутылки накопившийся воздух.

Другой способ избежания дыры в аквариуме решается установкой в аквариуме двух датчиков уровня воды. Одним из датчиков устанавливается верхний уровень воды, другим - нижний. Как только в ходе наполнения аквариума уровень воды поднимется до отметки Максимум - сработает датчик верхнего уровня, включит реле, нагрузкой которого является насос. Насос станет откачивать воду из аквариума. Когда уровень воды в аквариуме достигнет отметки Минимум, то сработает датчик нижнего уровня и отключит насос. Работу датчиков, реле и насоса координирует несложная электроника.

Основной минус этой системы: ответственность за процесс в-основном возложена на датчики. Рано или поздно датчик откажет:.и произойдет это по закону подлости как раз в ваше отсутствие:. ;-)))

Наиболее слабым звеном практически всех известных самодельных конструкций протоки, где сток воды происходит не через отдельно проделанное отверстие в стекле аквариума, а через согнутый над бортом шланг, является опасность появления в какой-то момент воздушной пробки в месте сгиба шланга через борт аквариума. Из-за воздушной пробки прекращается слив воды, и если не стоит в аквариуме аварийный датчик уровня, то дальше грустно - нижние соседи вряд ли проникнутся Вашим хобби и обязательно выставят счет.

Хотя существует и реально неплохо работает одна оригинальная конструкция: в месте перегиба шланга делается разрыв и устанавливается тройник, к третьему (верхнему) выводу которого подсоединяется накопительная емкость, например, пластмассовая бутылка от кока-колы, наполовину заполненная водой. Образующиеся время от времени в ходе эксплуатации протоки воздушные пузырьки по известному закону физики проходя через тройник устремляются вверх и попадают в емкость бутылки. С каждым разом уровень воды в ней постепенно снижается, но довольно медленно. Теоретически рано или поздно под давлением скопившегося воздуха воды в бутылке и вовсе не останется и тогда система перестанет работать. Но если проводить ежемесячный регламент, доливая в бутыль воду, то система будет надежно работать долгие годы.

Недостатки: Вот еще два способа реализации протоки - предельно простые, с минимумом электроники и свободные от необходимости проделывать дыру в стекле аквариума. Не знаю, является ли этот варианты моим собственным изобретением или нет. Во всяком случае эти конструкции я не встречал ни в литературе, ни в сети интернет.

В обоих конструкциях образование воздушной пробки в месте перегиба практически исключено. А если она и появится в какой-то момент, то это абсолютно ничем не грозит. В самом худшем случае произойдет увеличение уровня воды в аквариуме всего на 0,5 - 1 см, и то лишь на непродолжительное время. Следующим же тактом включения насоса воздушный пузырек выдавится из места перегиба, и система придет в свое начальное состояние.

Здесь не потребуется двух раздельных шлангов для подачи и слива воды: тонкого на залив и, как принято, толстого шланга для слива воды. В традиционном варианте протоки сливной шланг должен быть, как минимум, в 3 раза толще заливного, что создает определенные неудобства, когда его приходится прокладывать через множество проемов и углов в квартире.

В этой конструкции протоки слив и залив воды осуществляются по одному- единственному шлангу с внутренним диаметром порядка 5 мм!!!

Очень серьезным плюсом...или достоинством конструкций является то, что этот общий для слива и залива тонкий шланг вовсе необязательно тянуть по полу, как это было в схеме "ленивой протоки"...и долбить в полу желобки...и в местах перегиба ставить пластмассовые уголки, снижающие надежность системы.

Совершенно спокойно тонкий шланг можно провести не только под плинтусом, но и НАД(!) дверями - работать будет точно также надежно!... ;-))) Единственное... как и во всем - зафиксировать все надежно... а не так - проложить шланг как попало под ковром, где ходят....или же неаккуратно его проложить под дверью, которая по много раз в день открывается и закрывается...и если при этом касается шланга, то рано или поздно обязательно сотрет его в каком-то месте...

Вариант №1

Для реализации проекта потребуются: Принцип работы:

Под управлением таймера периодически включается на определенное время электромагнитный клапан, и вода, проходя через тройник, течет в двух направлениях - часть воды поступает по основному шлангу в аквариум, а часть воды через отвод тройника стекает в канализацию. Соотношение потоков в этих двух направлениях устанавливается пластмассовым краном, включенным в разрыв шланга, соединенного с канализацией.

По основному шлангу вода поступает в аквариум, и уровень воды в нем будет постепенно подниматься. По истечении заданного времени таймер отключит электромагнитный клапан от сети. Клапан перейдет в положение "Закрыт". Уровни воды в аквариуме и на выходе тройника заметно отличаются. И с этого момента вода самотеком по тому же основному шлангу станет стекать из аквариума в канализацию через отвод в тройнике. Скорость стекания воды при этом будет несколько меньше, чем скорость поступления воды в аквариум, так как при заливе вода подается под давлением из водопроводной магистрали, а стекает самотеком. Поэтому алгоритм работы таймера задается таким образом, чтобы электромагнитный клапан был обесточен более продолжительное время. Например, 1 минуту включен - 10 мин выключен. На практике это соотношение придется уточнить применительно к уже смонтированному оборудованию, так как многое определяется самим диаметром шланга, степенью перекрытия пластмассового крана, высотой уровня воды в аквариуме по отношению к уровню стока в канализацию, давлением в водопроводе и другими факторами, которые сложно выразить в одной математической формуле.

По паспорту максимальная пропускная способность электромагнитного клапана от стиральной машины Вятка - 7 литров/мин. Это максимальный объем воды, который может проходить через клапан при наличии давления в водопроводе ХХХХ атм. Как правило, давление в водопроводе в больших городах не менее 2 атм.

Последовательность работ и порядок расчета работы устройства:

Первым делом определяется правильное положение датчика уровня в аквариуме. Для этого контакты датчика подсоединяются к реле согласно электрической схеме, и реле подключается к сети через блок питания.

Уровень воды в аквариуме устанавливаем номинальным.

Затем, медленно и плавно погружая бачок с датчиком в воду дожидаемся щелчка реле.

Чем-нибудь острым делаем метку на корпусе бачка, таким образом зафиксировав уровень воды, при котором датчик сработал.

Далее сверлим в пластмассовой боковине крышки аквариума два небольших отверстия, сквозь которые шурупами крепим бачок так, чтобы нанесенная риска оказалась на 2- 3 см выше уровня воды в аквариуме. Для выравнивания бачка можно подложить между его корпусом и пластмассовой боковиной аквариума резиновую прокладку необходимой толщины.

Следующий этап - правильное положение шланга для залива/слива. Удобней нарастить шланг пластмассовой или стеклянной трубкой подходящего диаметра. Сама трубка надежно крепится к какому-нибудь боку бачка вертикально. Но только не в притык к стеклу аквариума, потому что поступающая в аквариум ледяная вода может вызвать трещину в стекле. Конец трубки при номинальном уровне воды в аквариуме должен быть погружен в воду на 2-3 мм.

Проделываем еще одно отверстие в боковине крышки, через которое пропускаем шланг и надеваем его на второй конец трубки. При этом будет иметь место некоторый изгиб шланга. Важно не делать изгиб слишком крутым, чтобы из-за большого перепада температур (холодная вода, поступающая в аквариум, и теплая вода, вытекающая из него) шланг не перегнуло в наивысшей точке.

Сам шланг обязательно следует надежно закрепить в нескольких местах снаружи аквариума. Можно хомутами маленького диаметра, а можно просто надежно привязать капроновой ниткой. Но только не липким скотчем!!! Потому что скотч очень скоро отклеится из-за появления на шланге конденсата.

На кончик стеклянной трубки обязательно надеть крупнопористую губку и надежно последнюю закрепить!!! Такая простая мера защиты предотвратит засорение в шланге. Размер насадки из губки минимальный...куб с гранью 2 см вполне подойдет. Помимо того, что губка предотвратит попадание грязи в шланг, она еще и уберет нежелательные подсасывающие звуки в период паузы, когда вода самотеком поступает из аквариума в канализацию...

Далее монтируем и подключаем все остальное оборудование и переходим к расчету самой протоки.

Расчет объема подмениваемой воды:

Для упрощения расчетов будем считать, что через клапан проходят максимально возможные 7 литров/мин.

В качестве примера рассчитаем работу устройства для аквариума:

Объем - 400 литров, Высота 60 см. Предполагаемая подмена воды - 100 литров/сутки.

Пластмассовый кран отвода тройника ставим в положение "полностью открыт". Для замеров электромагнитный клапан включаем непосредственно в сеть и контролируем подачу воды в аквариум.

Если вода совсем не поступает в аквариум (из-за большой высоты и сопротивления основного шланга) или же льется очень слабой струйкой, то регулируем положение пластмассового крана таким образом, чтобы поток воды в обоих направлениях был примерно одинаков.

С помощью линейки, прикрепленной к стеклу аквариума, и секундомера вычисляем время, в течение которого уровень воды в аквариуме поднимется на 1 см. Для 400- литрового аквариума в нашем примере 1 сантиметр будет соответствовать примерно 7 литрам воды. Теоретически, при полностью открытом электромагнитном клапане с пропускной способностью 7 литров/мин, максимальном давлении в магистрали, и одинаковом потоке воды в обоих направлениях тройника, это время должно быть равно 2 минутам, так как в аквариум вода будет поступать со скоростью не 7 литров/мин, а деленной на 2, т.е. 3,5 литра/мин. Но из-за того, что аквариум расположен на определенной высоте от пола,...из-за этого в сторону аквариума поток через тройник будет слабее несколько слабее... Вручную придется установить положение крана чтоб более-менее выровнять потоки...

Далее желаемые 100 литров в сутки делим на 7 литров. С округлением до целого получается 15.

Другими словами, если запрограммировать таймер так, чтобы он 15 раз в сутки включал электромагнитный клапан на 2 минуты с периодичностью 1 раз в час, то получим желаемый объем водных подмен - 100 литров/сутки за 15 часов. На самом деле чистый обьем свежей воды будет несколько меньше - за счет того, что вытекающая из аквариума вода уже перемешана со свежей.

При таком алгоритме работы таймера никакого сколько-нибудь заметного перепада температуры воды в аквариуме не будет наблюдаться. И это даже с учетом того, что зимой температура воды в холодной магистрали водопровода примерно равна 5 С, а летом близка к 15 С. В нашем примере перепад температур после каждого залива воды будет составлять не более десятых долей градуса.

Несколько полезных советов по монтажу:

Диаметр шланга желательно подобрать таким, чтобы он плотно (без дополнительных переходников!!!) натянулся на носик электромагнитного клапана. Если не залазит, то можно подержать кончик шланга несколько минут в горячей воде. После этого он легко насадится на носик электромагнитного клапана.

Меньшего диаметра шланг использовать не рекомендую, потому что его может разорвать от давления воды. А шланг намного большего диаметра внесет дополнительные проблемы со сливом воды, не говоря уже о том, что толстому шлангу потребуется больший радиус изгиба при прокладке по квартире, т.е. возникнут проблемы с маскировкой шланга. Использовать при прокладке шланга по квартире дополнительные колена в виде уголков нежелательно. Во-первых, они является потенциальными источниками опасности, а во-вторых, создают дополнительное сопротивление прохождению воды.

От аквариума до пола шланг желательно зафиксировать в положении, близком к вертикальному.

Тройник желательно также подобрать наиболее подходящего диаметра, т.е. шланг на него должен налезать с некоторым усилием и без дополнительных переходников.

Все соединения обязательно усилить хомутами!!!

Перед электромагнитным клапаном не лишним будет установить автономный сантехнический вентиль, который может быть очень полезен во время проведения монтажных работ, а так же в случае замены электромагнитного клапана.

Тонкая сливная трубка обязательно должна быть надежно закреплена в месте слива в канализацию, так как во время фазы заполнения аквариума вода в ней течет под давлением и трубка может сместиться.

Сам шланг должен быть с достаточно толстыми стенками. Совсем тонкостенный шланг не подойдет, потому что из-за сильного перепада температур в местах сгиба он может потрескаться со временем или слипнуться. Идеальным будет использовать специализированные синтетические трубки от бытовых систем водоочистки. В этом случае можно будет использовать в местах сгиба Г-образные фитинги для этих же трубок. Эти фитинги имеют надежное крепление и рассчитаны под большое давление.

Порции заполнения воды не следует делать большими. Лучше настроить таймер так, чтобы вода менялась в аквариуме часто и малыми порциями, а не наоборот. Таким алгоритмом работы удастся сохранить в аквариуме практически неизменными и температуру, и рН. Помимо этого, в случае выхода из строя какого-либо из звеньев системы (ничто не вечно под луной!) будет возможность спокойно устранить неисправность.

На самом деле в этой конструкции практически нет слабых звеньев, - возможный сбой какого-либо звена тут же блокируется работой других звеньев.

Например, при пропадании напряжения в сети попросту прекратится подача воды в аквариум и ничего страшного не произойдет. С появлением напряжения в сети работа системы возобновится.

При возможном образовании воздушной пробки на участке перегиба трубки через борт аквариума - она вытолкнется в следующем такте работы таймера напором поступающей в аквариум воды.

Из-за слива стенки шлангов покрыться изнутри толстым слоем бактерий не могут, так как периодически в обратном направлении подается холодная хлорированная вода под ощутимым давлением. Можно для самоуспокоения раз в год или чаще прочищать шланг горячей водой под напором.

При неисправности электромагнитного клапана - попросту прекратится подача воды в аквариум.

Если испортится таймер и переведет электромагнитный клапан в режим непрерывной работы (что маловероятно, так как при поломке таймера обычно на выходе ноль напряжения, а не наоборот), то в аквариуме сработает датчик защиты от перелива и заблокирует электромагнитный клапан.

В итоге "слабым звеном цепи" остаются лишь: сами шланги да крепления. Но ведь не меньшей опасностью, а скорее еще большей, является само присутствие аквариума в квартире: Т.е. данная схема протоки является меньшей "опасностью", чем сам аквариум с 300-ми литрами воды... ;-)))

Попробуйте при монтаже уговорить себя все-все сделать на совесть, как следует делать, когда предназначено не для "народа", а для себя любимого. Не спеша, не рассчитывая на привычное "Авось:пронесет:.я хороший:". И тогда никаких непредвиденностей в эксплуатации протоки не будет.

Вариант №2

И еще один простой вариант протоки, очень похожий на предыдущий (на мой взгляд он является исключительно надежным, но имеет недостаток в виде накопительной емкости). Если последнее обстоятельство вас не смущает, то лучше остановить свой выбор на этом варианте протоки. Именно эта конструкция эксплуатировалась мною на практике в течение двух месяцев. Ни разу не дала сбоя. Собственно, сбой и невозможен, если аккуратно произвести монтаж.

Вода из водопровода (магистраль холодной воды) очень тонкой струйкой непрерывно поступает в накопительную емкость порядка 10-20 литров. В самом верху бачка сделано отверстие для слива. В отверстие вставляется трубка (удобно использовать готовый Г-образный пластмассовый фитинг с резьбой), на которую надевается шланг. Диаметр сливной шланга небольшой - достаточно 10 миллиметров внутреннего диаметра. Через это отверстие сливается вода и не дает емкости переполниться. Саму емкость желательно расположить на полу (чтоб была заметная разница в уровнях воды в емкости и в аквариуме), например, рядом с унитазом, чтоб он никому из домашних не мешал. Тут же, в толстой канализационной трубе, идущей от унитаза, делается небольшое отверстие, в которую с усилием вставляется сливной шланг. Отверстие нужно сделать в верхней(!) части канализационной трубы.

!!! Уровень между сливом из емкости должен заметно возвышаться над местом крепления шланга к канализации...

Тонкий шланг, общий для слива и залива, присоединяется к водяному насосу, прикрепленному присосками прямо ко дну накопительной емкости. В качестве насоса подойдет любая помпа, способная поднять воду на высоту 1,5-2 метров. В моей конструкции, в частности, стояла китайская головка UniStar производительностью 1500 литров/час. Тонкий шланг присоединен к выходу насоса с помощью переходника, так как диаметры носика насоса и шланга заметно отличаются. Можно поступить и так: шланг присоединить к тонкому выводу помпы (отвод для подачи воздуха в насосе), а толстый основной выход наглухо закрыть (можно с помощью надежной пробки...а проще запаять в пламени газовой комфорки).

Сам насос управляется электронным таймером (суточный механический таймер не подойдет, так как у него минимальный интервал равен 15 минутам).

Принцип работы:

Под управлением таймера, согласно заданному алгоритму, включается насос и перекачивает воду из накопительной емкости в аквариум. Время работы насоса нужно подобрать экспериментально - это время, в течение которого насос опустошит примерно 3/4 накопительной емкости. После этого таймер его должен выключить, чтоб насос не работал вхолостую, оказавшись в воздухе. (Сгореть насос не сгорит, но будет неприятно жужжать).

После того как таймер отключит насос, вода, согласно закону сообщающихся сосудов, потечет обратно по тому же шлангу - из аквариума в накопительную емкость. Не имеет особого значения - ровно столько же вытечет воды из аквариума, сколько залилось, или же чуть больше или меньше, так как излишек воды будет всегда успешно стекать в канализацию через сливное отверстие накопительной емкости. Последующие такты слива/залива все равно будут поддерживать уровень воды в аквариуме в допустимых пределах.

Пауза простаивания насоса в ожидании следующей команды таймера должна быть задана в несколько раз большей, чем период работы. Например, 1-5 минут насос включен, 55-59 минут выключен. За первые 3-4 минуты паузы вода будет стекать из аквариума в емкость, пока конец шланга в аквариуме не окажется в воздухе, а остальное время эта слитая в емкость "аквариумная вода" будет разбавляться свежей, непрерывно поступающей из водопровода, и через сливное отверстие непрерывно течь в канализацию. Т.е. к началу следующего цикла в емкости будет почти на 100 % свежая вода. Несложно подсчитать, что если каждый час подливать в аквариум, например, по 10 литров воды, то за сутки это будет 240 литров, что для того же 400-литрового аквариума, рассмотренного в прошлом примере, является более, чем достаточным.

Усложнять конструкцию, дополнительно подогревая воду в бачке, нет никакого смысла, так как при таком режиме работы, когда вода каждый раз поступает в аквариум очень малыми порциями, а пауза значительно превышает время работы , то штатный термонагреватель в аквариуме вполне справится со своей основной задачей.

На практике, исходя из емкости имеющегося аквариума и накопительного бачка, каждый для себя сам должен будет составить оптимальный объем водных подмен и рассчитать алгоритм работы устройства.

Независимо от общего объема подмен для надежной работы установки протоки должно выполняться основное правило - время заполнения во много раз должно быть меньше времени паузы.

Как и для первого варианта протоки, и здесь используется дополнительная защита от перелива в виде простейшего датчика уровня, нагрузкой которого является насос для подачи воды.
Hosted by uCoz